A Method for Assessing Customer Harmonic Emission Level Based on the Iterative Algorithm for Least Square Estimation

With the power system harmonic pollution problems becoming more and more serious, how to distinguish the harmonic responsibility accurately and solve the grid harmonics simply and effectively has become the main development direction in harmonic control subjects. This paper, based on linear regression analysis of basic equation and improvement equation, deduced the least squares estimation (LSE) iterative algorithm and obtained the real-time estimates of regression coefficients, and then calculated the level of the harmonic impedance and emission estimates in real time. This paper used power system simulation software Matlab/Simulink as analysis tool and analyzed the user side of the harmonic amplitude and phase fluctuations PCC (point of common coupling) at the harmonic emission level, thus the research has a certain theoretical significance. The development of this algorithm combined with the instrument can be used in practical engineering.

DQM2022系列超高阶地球重力场模型构建及其精度评估

本文基于椭球谐分析,提出了超高阶地球重力场模型构建的局部积分改进迭代法和全球积分改进迭代法,解决了传统的局部积分改进法存在的局限性,有效提高了改进模型在中国地区的适用精度。选择EGM2008、EIGEN-6C4地球重力场模型作为初始模型,利用中国及周边地区最新的5′×5′实测格网平均重力异常数据,构建了DQM2022系列超高阶地球重力场模型,其完全阶次均为2190。采用地面实测重力异常、GNSS/水准、天文大地垂线偏差等数据对改进模型进行精度评估。结果显示:①相对于初始模型,改进模型表示中国地区重力场的精度显著提高,重力异常精度提高了2.4~2.8 mGal,高程异常精度提高了1.0~2.4 cm,垂线偏差精度提高了0.07″~0.15″;②在表示中国地区重力场时,基于EIGEN-6C4初始模型构建的改进模型精度最高,高程异常精度约为10.6 cm,垂线偏差精度约为2.1″。

改进FastICA算法在谐波检测中的应用

介绍了一种基于改进的快速独立分量分析(FastICA)算法,并将其引入到谐波检测中。该算法在FastICA算法的基础上对牛顿迭代法进行了改进,使其满足三阶收敛,同时依据负熵极大的独立性准则实现了谐波信号的盲分离。为了更好地逼近真实信号,对分离后的信号进行幅值修正,从而完成谐波的检测。仿真实验结果表明了该算法相对于FastICA算法的优点在于减少了迭代次数和加快了收敛速度,同时在谐波分离准确性方面也明显优于FastICA算法。

高速铁路全并联AT供电系统串联谐振分析

为分析牵引供电系统串联谐振问题,提出一种新的分析方法。利用五导体链式电路和恒功率模型,建立精确的高速铁路全并联AT供电系统模型。由于在机车恒功率建模中,其等效阻抗随着不同的接触网电压而变化。为描述其恒功率特性,介绍一种基于节点导纳矩阵的机车等效阻抗的迭代方法。在此基础上,利用支路法分析全并联自耦变压器(autotransformer,AT)供电系统在不同运行工况下(不同机车数量、位置、功率等)的谐波电流放大和串联谐振现象。分别针对上行单机车、2机车和上下行各1辆机车3种工况进行分析。结果表明支路法能有效分析单谐波源与多谐波源下的串联谐振。

基于采样逼近的准同步改进算法研究

准同步算法在和离散傅里叶变换结合求取周期信号的幅值和相位时,由于被测信号频率未知或仅知道被测信号的频率变化范围,在求解傅里叶系数时只能将采样频率作为被测信号频率带入造成傅里叶系数计算产生理论近似,尤其是在求解各次谐波初相角时频偏越大,求解相位误差相应增大。本文首先基于准同步测频差原理求出被测信号的实际频率,重新选取采样点使其逼近整周期采样点数,再将计算频率代入傅立叶变换中的基函数频率,最后迭代求取傅里叶系数。计算结果表明这种基于频率代入并采样逼近的改进准同步算法可以极大地提高准同步谐波算法的准确度。

基于调制迭代谐波分析法的交直流混联输电系统多谐波源研究

提出了一种交直流混合输电系统多谐波源的分析方法,即调制迭代谐波分析法(modulation and iterative harmonic analysis,MIHA)。该方法将调制理论和迭代谐波分析法相结合,既合理模拟换流站的非线性行为,解决了交直流系统的接口问题,又通过迭代使谐波计算更准确。为验证调制迭代谐波分析法的正确性和有效性,以某个典型的交直流并联输电系统为例,采用该方法对其稳态运行状况编制了程序,并对交流网络、直流网络和换流器各处的谐波电压、电流进行了计算。同时,采用电力电子详细器件模型对其进行了时域仿真校核,证明了MIHA法的正确性和有效性。

基于幂迭代的电力系统模态谐振快速求解方法

在谐波谐振分析方法中,模态分析方法可以揭示谐振频率、谐振幅度、谐振关键节点或位置等信息,得到了较快的推广和应用,但其计算效率尚有待提高。根据关键模态定义,即任一频率下的最大模态阻抗,只需求取每一个频率点处网络导纳矩阵的逆阵的最大特征值。采用幂迭代方法求取矩阵最大特征值及其对应的特征向量,通过采用新的迭代起始向量选取方法和迭代终止条件,有效减少了所需迭代次数;在优化方案中通过改进计算步长选择方法,进一步减少不必要的计算量。这些方法综合运用,获得了较高的计算速度。以IEEE 14母线系统作为算例,文中方法较一般模态分析方法计算速度提高了90%以上,验证了方法的有效性和高效性。

基于M-估计的电力谐波稳健分析方法

谐波频谱分析是深入了解电能质量特性的关键手段。目前,参数化分析方法因具有超分辨率能力而逐渐被广泛应用,但其对噪声非常敏感,尤其在非高斯噪声或冲击噪声环境中分析精度急剧降低甚至失效。为减少大偏差数据对参数估计精度及有效性的影响,提出将稳健统计方法应用于谐波参数估计,推导基于M–估计器的谐波参数的迭代优化计算公式。此外,为进一步提高算法性能,还采用稳健性好的旋转不变技术参数估计(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques,ESPRIT)算法获取谐波频率的迭代初值,避免了迭代优化陷入局部最优且加快了收敛速度。仿真实验结果表明:该方法极大改善了原有参数化分析方法在非高斯噪声和冲击噪声条件下运用的局限性,对谐波及间谐波参数的估计都具有很好的稳健性及精确性,适合实际应用。

用改进直接谐波算法评估多变换器谐波

为克服直接谐波计算方法的缺点,采用改进算法对独立电网中多个整流器在公共接入点PCC上产生的谐波进行了评估。该方法是在直接谐波计算法基础上通过进一步的校正计算而形成,这样就可以克服直接计算方法因不能考虑谐波电压产生的电流而引起的误差问题,具有较高的精度,而且此方法还免去了迭代计算法复杂的迭代过程,特别适合于对多变换器进行谐波计算。最后仿真与计算结果的比较验证了这种方法的可行性。

基于牛顿迭代法的潮汐模型高低潮时计算方法

在由调和分析方法建立了潮汐潮位预报模型后,利用牛顿迭代法给出了一种快速求解潮汐潮位预报模型的高低潮时方法。利用连云港的潮汐潮位预报模型,分别通过不同的求解高低潮时的方法,对潮汐高低潮时进行了预报。计算结果表明,在满足同等精度条件下,求解高低潮时的牛顿迭代法具有计算量小、收敛速度快等优势。

基于滑窗迭代DFT和小波包分析的谐波电流检测方法

为了对电网中负载电流信号进行有效地检测,给出一种基于滑窗迭代DFT和小波包分析的谐波电流组合检测方法;方法先利用滑窗迭代DFT将负载电流信号中的基波分量和谐波分量分离,再用小波包对前面得到的谐波分量进行分析,更加精确地分离出残余基波和各次谐波含量;利用MATLAB进行仿真实验,实验结果验证了所给方法的有效性和准确性.

地球重力场球冠谐模型的分层构造和分析

根据球冠谐系数与点质量模型的关系,提出一种基于多层点质量模型分层构造球冠谐系数的方法。以32°N^34°N,102°E^104°E为计算区域,利用EGM2008模型和实测观测值构造三层球冠谐模型系数,逼近该区域的重力异常场。结果表明,使用本方法构造的球冠谐模型和实测观测值的误差平均值小于0.5×10-5ms-2,当拟合区域的球冠半角为0.71°时,模型的内符合精度为±4.65×10-5ms-2。

煤矿传送用外转子感应电机的设计

外转子感应电机设计时,受额定输出转矩的约束,需给定初始转子内径值,进行相关电磁设计计算。再通过不断循环迭代,来确定转子内径,得到电动机各部分尺寸的设计方案。本文采用有限元法对所给外转子感应电机设计方案进行二维瞬态磁场计算,对比了电机的磁场分布和性能特性,分析了电机气隙谐波含量,验证了基于转子内径循环迭代法进行电机设计的准确性。本方法与传统感应电机设计方法相比,可减少循环迭代数,降低对经验公式的依赖,计算简单,易于程序化。

基于频谱修正的电网谐波检测研究

电力系统中的谐波极易造成电容器等设备烧毁,自动装置误动作,电能计量局部混乱等问题,减少谐波的产生对于设备节能,延长电子设备寿命,提高电能使用效率具有积极意义。传统的DFT(Discrete Fourier Transform)算法由于采集信号长度的影响会造成频谱泄露,本文在DFT算法的基础上,使用加窗函数减少频谱泄露,使用两点差值算法的初步估计和牛顿迭代法的精确估计进行频谱修正,达到更好的检测效果。

迭代加窗插值FFT谐波分析方法

为了提高谐波分析精度,提出了一种基于迭代加窗插值快速傅里叶变换FFT(fast Fourier transform)的谐波分析方法,并给出了统一的谐波频率、幅值及相位的计算公式。通过主瓣拟合,将传统的基于最大旁瓣衰减窗MSDW(maximum sidelobe decay window)的插值FFT方法扩展至其他对称窗,并根据窗函数的主瓣特性选择合适的窗函数进行拟合。最后通过迭代算法计算出谐波的精确频率值。仿真结果表明:在非同步采样的条件下,该算法可精确地实现谐波和间谐波分析。与传统加窗插值FFT方法相比,所提方法不依赖窗函数的类型,针对不同的窗函数具有统一的谐波参数计算公式,通用性强,实现方式灵活。

基于投影近似子空间跟踪算法的谐波检测方法

子空间分解类算法在理论上具有任意的高分辨率,非常适合于电力系统各类谐波的分析,但需要对高维矩阵进行特征值分解,这不仅费时而且不易于工程实现。本文将投影近似子空间跟踪算法引入电力系统谐波分析领域,详细分析评估了PASTd算法的性能。仿真结果表明,紧缩投影近似子空间跟踪算法即PASTd算法不仅保留了子空间分解类算法的超分辨率特性,而且收敛速度较快,稳定性好,可推广用于电力系统谐波检测领域。

基于迭代滤波的电网基波与谐波动态频率测量技术

电网存在负荷非线性、供能间歇性等特点,动态频率测量的精度易受非稳态分类和噪声等影响。文章从算法和硬件两方面研究动态频率测量技术,提出了基于复化辛普森的基波与谐波动态频率测量方法,推导了白噪声影响下的基于复化辛普森的频率测量方差公式,设计了抗干扰能力强的电网信号调理和采样电路。提出的基波与谐波动态频率测量方法采用复化辛普森积分原理,可有效消除信号中非稳态分量的影响,设计的电网信号调理和采样电路及抗干扰措施能够减少外界干扰对动态频率测量的影响。仿真结果证明了文中方差表达式的有效性。实验结果表明,提出的动态基波与谐波频率测量技术具有较高精度,满足实际测量需求。

交直流混联输电系统多谐波源的分析方法研究

研究了交直流混合输电系统的多谐波源的分析方法。通过比较现有高压直流系统谐波分析方法,提出了一种适用于交直流混联输电系统多谐波源的新方法———调制迭代谐波分析法(MIHA)。该方法将调制理论和迭代谐波分析法(IHA)相结合,不仅合理模拟换流站的非线性行为,解决了交直流系统的接口问题,同时通过迭代使谐波计算更准确。

基于系统误差补偿的改进迭代滤波电力谐波分析方法

快速准确估计谐波参数可为谐波治理提供可靠依据。迭代滤波方法仅通过简单的时域操作,时域移频和迭代滤波,即可实现电力谐波参数的快速估计。然而,受限于滤波器性能,迭代滤波方法不能完全滤除运算过程中的干扰成分而出现系统误差,影响谐波分析准确度。为降低系统误差对谐波测量结果的影响,分析了基于迭代滤波方法的谐波分析过程的系统误差,并根据系统误差特性提出一种基于系统误差补偿的改进迭代滤波方法。所提方法通过对一个周期内的系统误差的降采样求和补偿,提高迭代滤波方法的谐波分析准确度。基于Matlab的仿真结果表明:在相同滤波次数条件下,所提改进方法的谐波分析准确度高于原始方法2~3个数量级。