基于滑窗DFT算法的新能源直流并网逆变器协调控制方法

当前的并网逆变器协调控制结构一般设置为独立形式,整体协调控制效率较低,导致周期逆变器的畸变率增加,为此提出基于滑窗离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)算法的新能源直流并网逆变器协调控制方法。根据现有的测定需求和标准,先进行畸变电流测定,采用多目标的方式提高整体的协调控制效率。设计多目标交叉协调控制结构,构建滑窗DFT测算并网逆变器协调控制模型,采用三相平衡控制实现逆变器协调控制处理。测试结果表明,与传统带输出LC滤波器辅助逆变器协调控制方法和传统光伏处理逆变器协调控制方法相比,本次设计的基于滑窗DFT算法的逆变器协调控制方法最终得出的周期逆变器畸变率均被控制在0.2%以下,大幅提升了变网逆变器的协调控制效率,控制针对性增强,具有较好的实际应用价值。

基于DRSC窗递推DFT算法的电力谐波检测

提出了一种基于离散矩形自卷积(DRSC)窗的递推离散傅里叶变换(DFT)校正算法,并应用于电力谐波的高精度实时检测。将加DRSC窗的DFT看成一有限脉冲响应(FIR)数字滤波器,通过将其转化为无限脉冲响应(IIR)滤波器的形式,推导出加DRSC窗的DFT递推计算公式;在此基础上,采用相位差DFT校正算法,获得电网谐波参数的实时估计。算法利用DRSC窗的频谱特性,最大限度地减小基波及各次谐波相互间的频谱泄露影响,提高了频谱分析精度,同时通过递推算法大幅度降低了谐波实时分析计算量。仿真分析结果验证了本文算法的可行性和有效性。

适用于频率偏移情况下同步相量测量的DFT算法研究

在频率偏移情况下,传统的离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)法在同步相量计算过程中会产生固定误差和动态误差,严重降低了计算精度。为此,提出一种基于对称平移1/12采样窗的自适应DFT相量算法。该算法通过对称平移采样窗,构建与当前相量偏差±p/6的2个虚拟相量,利用相量间的平衡关系,在理论上可完全削减动态误差。实际应用中,由于采样频率固定,相量之间的相角差无法准确达到p/6。为此将可变窗长与平移采样窗相结合,以减小采样窗平移误差,并使采样窗最大程度地接近待测信号的一个周期。仿真结果表明,该算法在保证响应快速性的同时,对频率偏移下的相量计算误差修正效果明显,能够满足智能电网同步相量测量的计算精度和实时性要求。

改进的脉冲雷达信号加窗DFT频谱校正算法

为了减少加窗效应对基于离散傅里叶变换(DFT)频谱分析的测频算法产生的不良影响,推导了不同K值下,广义余弦类窗函数的频谱及幅度比值法插值校正公式.针对脉冲雷达信号DFT频谱校正问题,提出一种改进的Sinc窗函数.仿真结果表明,通过选择最优插值窗函数,可减少窗口效应并简化插值校正算法;该算法符合基于大点数DFT的脉冲雷达信号数字接收机的实际应用.

余弦窗DFT递推算法

本文分析了ＤＦＴ递推算法的窗谱特性及其对信号频谱精度的影响，给出了余弦窗ＤＦＴ递推算法及其实现方法，介绍了算法的初始化方法及局部频域的频谱分析算法，分析了算法的复杂性并进行了仿真分析。

基于加窗递推DFT算法的快速相位差校正法研究

计算谐波的相位差校正法利用间隔一个周期的两段连续N点时域采样信号并进行两次N点FFT变换,利用其对应离散谱线的相位差计算出频率变化量对幅值和相位进行校正。为了减少两次FFT运算量和提高实时性,采用了加余弦窗的递推DFT算法并利用间隔一个采样周期的两次DFT变换计算其对应离散谱线的相位差。由于加Blackman-harris窗函数的频谱泄漏影响小计算精度高,为了提高计算精度,采用加Blackman-harris窗截断,结合Blackman-harris窗的幅值修正系数公式可以准确校正幅值。为进一步提高计算速度,在计算幅值修正系数时还利用了嵌套形式的三次样条函数。通过仿真计算结果可以看出,频率误差小于0.000 1 Hz,幅值误差小于0.02%,相位误差小于0.5%,具有较高的精度。

基于加四项Nuttall窗递推DFT插值算法的高精度测频方法研究

为了提高电力系统频率计算的精度,提出了一种基于加四项Nuttall窗递推DFT插值算法的高精度测频方法.由于四项余弦窗的能量更集中在主瓣,旁瓣非常小,因此加四项余弦窗FFT插值算法能极大地减小频谱泄漏的影响,谱间干扰很小,能较好地减小频谱泄漏和谐波等给频率测量带来的干扰,且该方法采用的频率偏移量计算公式简单.为了减小加四项余弦窗FFT的计算量,采用加四项余弦窗递推DFT的方法对传统方法进行了改进,有效减小了算法的计算量,提高了频率的计算精度.仿真计算结果验证了所提算法的计算精度.

测量介质损耗因数的加窗免插值DFT算法

介质损耗因数是绝缘状况在线监测的重要参数,基于加窗插值FFT(快速傅里叶变换)的谐波分析法是测量介质损耗因数常用算法,但算法较复杂,运算量大,对硬件要求高。为了减少运算量,提出了一种免插值算法,该算法只计算出电压、电流基波频点附近的一根谱线,进而分析出介损角,无需插值校正,从而简化了算法设计。通过仿真和实验表明该算法运算量小、实现容易、精度高、满足电力设备介质损耗因数在线监测的要求。

基于LMS算法的多点滑动DFT方法

根据自适应LMS法,LMS谱分析器可以通过递归运算完成滑动窗口中数据的DFT运算.本文推导了LMS算法及多点滑动DFT运算之间的关系式,并由此提出了一种基于LMS算法的多点滑动DFT运算方法.文章在理论推导的同时,进行了计算机仿真验证.该方法使用方便,可灵活适用于不同的滑动窗口大小及滑动步长参数.

基于DFT频域校正的介质损耗角测量算法

离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)求解容型设备介质损耗角存在较大误差,对引起误差原因的频谱泄漏进行了详细分析和阐述,指出电网频率波动是造成测量介质损耗角不准确的主要因素,其带来的非整周期采样造成信号能量发散,各频率处信号能量相关性不为0。通过加余弦窗函数平滑信号陡度,对DFT相位频谱校正给出了2种不同的方法:加窗插值算法和离散频谱相位差校正法,并通过校正频率偏移量,在频谱峰值最大值处获得信号相位。通过Matlab仿真分析表明,2种算法实现方便,精度高,具有一定的实用性。

基于一阶自卷积Kaiser窗的分频段谐波检测DFT算法

电力电子化电力系统的谐波带宽大幅拓宽,存在较多弱谐波分量,易产生混叠现象。传统傅里叶算法虽适合宽频信号检测,但存在严重的频谱泄漏和栅栏效应缺陷,谐波检测精度不高。为此,在研究自卷积运算对窗函数旁瓣性能影响的基础上,针对谱线插值算法的频率估计误差累积缺陷和全相位数据预处理算法的栅栏效应加剧问题,通过一阶自卷积运算实现两者的优势互补,提出基于一阶自卷积Kaiser窗的谐波检测离散傅里叶变换(discrete Fourier transformation,DFT)算法。同时,为降低宽频信号的检测时间,对宽频信号划分频段,提出分频段的电力谐波检测DFT算法,降低高频段的检测时间,提高计算速度。仿真表明,所提分频段算法适合宽频信号检测,能有效克服基频频率波动和噪声干扰,具有较高的谐波参数测量精度和稳定性。

一种基于递归滑动DFT信道化结构的DRFM干扰机设计

大瞬时带宽,高信噪比,实时性是衡量干扰机性能的重要指标,而数字信道化技术中的滑动DFT结构能够满足这些指标的实现,因此本文选用滑动DFT信道化结构设计干扰机。通过数据的逐点滑动,大大提高了干扰机的时间分辨率,并且通过频域加窗的递归算法来进一步减少DFT的运算量,在工程中要比基2FFT算法节省大量的乘法器资源。最终仿真得出产生的干扰效果良好,所以此种结构的干扰机在今后的工程中有较大的运用价值。

一种基于改进DFT算法的相位差测量研究

相位差是指两路同频率周期信号初相位的差,在工业系统中有广泛应用,传统DFT算法测量工频相位差存在很大的频谱泄露误差。论文提出一种改进DFT相位差算法,使用布莱克曼自卷积窗对信号截短,并利用离散频谱校正方法修正有用频谱处的相位,并计算出相位差。仿真实验证实,在存在多次谐波干扰条件下,改进DFT算法能够克服频率波动和白噪声干扰,算法精度比现有的矩形自卷积窗插值算法提高2个数量级以上,可以实现相位差的高精度测量。

基于滑窗DFT算法的并网逆变器多目标协调控制方法

由于传统并网逆变器协调控制方法中没有检测畸变电流,导致控制过程中计算时间增加,控制效果不理想。针对这些问题,提出一种基于滑窗离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transformation,DFT)算法的并网逆变器多目标协调控制方法。利用自适应抽样算法自动调整采样时间,引入滑窗DFT思想构建有源滤波器,通过滤波器对并网逆变器中的畸变电流进行检测。对并网逆变器中功率和坐标两者之间的关系进行分析,采用比例积分(Proportional Integral,PI)并联重复的复合型控制器对输出电流进行实时跟踪控制。同时根据线性叠加原理,获取并网逆变器的等效被控对象模型,简化补偿控制器设计,最终实现并网逆变器多目标协调控制。经实验测试证明,所提方法能够将计算效率提升14.6%,控制后的波畸变率下降幅度达到15.8%,功率因数增长幅度达到14.9%。

滑窗迭代DFT算法在电力谐波检测中的仿真研究

有源电力滤波器要求动态补偿准确、实时检出电网中瞬变的畸变电流。针对现有检测方法的不足,提出一种基于离散傅里叶变换的滑窗迭代DFT算法,实时测出谐波参考指令电流。该算法计算量小、容易工程实现,经过扩展,该算法还能应用于检测特定谐波。仿真实验结果验证了该算法的有效性和可行性。

基于强度调制的偏振光谱测量技术

针对现阶段强度调制偏振光谱测量技术在光程差域内不同通道间存在频谱信息串扰的不足,采用加窗插值傅里叶变换法,研究了不同切趾函数对强度调制偏振光谱测量技术的影响。首先,进行强度调制偏振光谱测量技术理论分析,完成强度调制模块的设计;其次,根据强度调制模块的设计指标,模拟入射光的光强信息及采用不同切趾函数的信息解调复原过程;最终,对强度调制偏振光谱测量系统进行仿真,根据仿真模型结合高分辨率光谱仪、平行光管等器件完成偏振光谱测量装置的搭建,进行偏振光谱测量实验。研究结果表明,偏振光谱测量系统设计指标选择合适的切趾函数可以减少光强信息截断过程中造成的频谱能量泄露,使光程差域内不同通道之间的串扰信息减少、偏振光谱复原精度提高,不同切趾函数切趾处理后线偏振光的偏振度最小误差由0.0768减小到0.0014,偏振度接近1。

谐波监测式电气火灾监控系统设计

针对传统设备大多无法检测电气线路中性线电流谐波的问题,设计三相四线制谐波监测式电气火灾监控系统。采用加汉宁窗插值处理的快速傅里叶变换算法分析谐波成分,构建基于主控芯片树莓派+三相计量芯片RN8302B+监测报警模块的系统架构。RN8302B通过串行外设接口向树莓派提供包含中性线电流在内的四组电流采样缓存数据,设计基于时域抽取法的快速傅里叶变换(DIT-FFT)和监测报警程序。利用LabVIEW仿真软件构造谐波源进行算法验证分析,再结合实物测试,结果表明:监控系统可以实现对中性线的谐波电流分析,加窗插值算法可以有效减少截断带来的FFT频谱泄漏,谐波电流检测精度高,系统报警响应速度快。

基于改进TLS-ESPRIT与自卷积窗的谐波与间谐波检测算法

随着光伏发电系统大规模接入电网,不可避免地带来了严重的谐波污染问题。为了有效监测光伏并网系统输出电流的谐波、间谐波,提出了一种基于改进快速最小二乘法-旋转不变法(total least squares-estimation of signal parameters via rotational invariance technique,TLS-ESPRIT)与2阶Blackman-Harris自卷积窗相结合的检测方法。首先对待测信号进行三次采样并利用快速TLS-ESPRIT算法检测频率。随后对检测结果基于简化K-means聚类算法进行分析,提取出真实的谐波分量。最后结合2阶Blackman-Harris自卷积窗对信号进行加窗插值计算,准确估算出其幅值、相位信息,实现了谐波、间谐波的高精度检测。仿真算例和现场数据测试结果表明,所提方法相较于传统方法具有更高的谐波、间谐波检测精度,且抗干扰能力更强。

谐波分析的加窗插值改进算法

加窗插值FFT是电力谐波分析的常用算法,文中在两方面对该算法进行了改进.提出了一类新的离散窗函数--矩形自卷积窗.m阶矩形自卷积窗由m个矩形窗通过卷积运算生成,其幅频特性在零点处的1～m-1阶导数均为0;谐波分析时,加这类窗可以最大限度地减小基波及各次谐波相互之间的频谱泄漏;另外,给出了适合新窗的插值算法,并对插值算法的一些常规做法进行了改进.基于新窗的改进算法易于实现,能显著提高谐波分析精度和减小计算量.仿真分析和实践验证了其可行性和有效性.

改进加窗插值FFT动态谐波分析算法及应用

为减少加窗插值FFT谐波分析算法中的频谱泄漏和栅栏效应,本文分析了旁瓣最低与最速下降窗的频谱特性,提出了基于4项旁瓣最低与最速下降窗的插值FFT谐波分析算法,运用多项式拟合求出了简单实用的插值修正公式,减少了谐波分析时的计算量。仿真结果表明,在非同步采样和非整数周期截断条件下,本文所提出的谐波分析方法适合于弱信号和包含2~21次谐波的电力信号的精确分析。本文还给出了算法在三相多功能谐波电能表中的应用情况,验证了算法的有效性和准确性。