电力系统自适应基波提取与频率跟踪算法

传统的电网频率跟踪算法一般依赖于调整所选电网模型的响应速度或精度来增强电力系统异常情况下的稳定性,为减小电网谐波或噪声对频率测量的影响,提出了一种自适应基波提取与频率跟踪算法。该算法通过对电网状态的预估,获得电网频率与电压幅值的估计值,用于实时更新无限冲击响应滤波器系数,实现电网的自适应基波提取,同时还给出了滤波器在系数切换时快速稳定的方法,在此基础上,引入鲁棒扩展卡尔曼滤波算法,实现对基波频率的精确跟踪。仿真和实测结果表明,该算法响应速度快,测量精度高,可有效抑制电网噪声对频率跟踪结果的影响,且算法复杂度较低,可以满足电力系统实时应用的要求。

电力系统故障暂态信号分析中基波提取的新方法

电力系统故障暂态信号中基频分量的定量分析是电力系统微机保护的重要依据。己提出的基波提取算法主要有谐波分析法、暂态波形分析法。本文从谐波分析法的故障信号模型出发，给出了计算衰减直流分量的初始值和衰减率的公式，从而在滤除衰减直流分量的基础上再利用富氏算法就能得到基频分量的精确值。在此基础上，本文又给出了精简的算法，它能在保证良好精度的基础上又满足保护快速及算法简单的要求。仿真结果证明了这些算法的有效性及实用性。另外，考虑到电力系统基频信号有时偏移，本文还讨论了频率偏移时对精确算法及富氏算法的影响。

基于正序基波提取器的无功、谐波和负序电流检测方法

有源滤波器能否按其工作原理实现预期的谐波抑制效果,在很大程度上还有赖于对电网中无功、谐波和负序电流快速而准确的检测。通过对幅值积分信号所具有的选频特性进行分析,研究了一种正序基波提取器,在此基础上提出了一种新型的无功、谐波和负序电流检测方法。基于正序基波提取器的检测方法既不需要锁相环、低通滤波器,也不需要将α-β坐标系变换到d-q坐标系及其反变换的计算。仿真与实验结果均证明采用该检测方法的有源滤波器具有良好的补偿性能。

有源电力滤波器三种基波提取方法的对比分析

谐波检测是有源电力滤波器实时补偿谐波的关键,检测谐波的实际是通过某种方法提取出基波。所以本文主要研究基波提取法即传统的ip-iq法、平均值法和正序法等三种方法。在研究理论的基础上对三种方法进行MATLAB仿真建模和比较分析,并着重比较三种方法提取基波的实时性,比较结果表明,实时性最好的是平均值法,其次是传统的ip-iq法,最差的是正序法。

基于正序基波提取器定向的Adaline谐波电流检测

谐波电流检测的实时性和准确性直接关系着有源电力滤波器的性能效果,针对现有的一些检测方法因使用锁相环和低通滤波器而带来的检测误差,本文在研究幅值积分信号所具有的选频特性的基础上,采用正序基波提取器对电网电压进行定向,并将基于自适应噪声抵消原理的自适应线性神经网络应用于谐波电流检测,将基波信号从负载电流中滤除从而得到谐波电流。该方法不需要使用锁相环和低通滤波器,也不需要复杂的坐标变换,计算量小。在电网电压畸变、三相电压不平衡和电网电压频率偏移的情况下,分别进行了仿真分析。与ip-iq法和FBD法进行对比发现,本文采用的检测方法实时性好、准确性高,具有较强的自适应能力和鲁棒性。

正序基波提取器在光伏并网功率调节系统中的应用

光伏并网功率调节系统实现光伏并网与有源滤波的统一控制,关键是谐波、无功电流的准确检测和并网指令电流的形成。考虑实际电网电压有畸变或频率偏差,为获得准确谐波、无功电流和同步正弦,利用幅值积分及其频率选择特性构成正序基波提取器,深入分析正序基波提取器中K参数设计方法,推导出K值的计算表达式,合理取K值,可准确提取正序基波,无需锁相环可得到同步正、余弦信号。分析了谐波、无功及不对称分量之和的检测方法和并网指令电流的合成方式,实现光伏有功注入与谐波抑制、无功补偿功能。最后进行Matlab/Simulink仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。针对K参数对正序基波提取的影响,完成了其小功率实验,实验结果进一步证明该方法的正确性。

基于改进CEEMD算法的电力系统基波提取算法

结合传统经验模态分解(EMD)、集总平均经验模态分解(EEMD)和补充的EEMD(Complementary EEMD,CEEMD)方法,针对它们在电网系统谐波检测中存在的严重的模态混淆现象,改进了CEEMD算法,对输出的模态函数从高频到低频再次进行逐一分解,并剔除每次分解出的高频信号。仿真结果表明,改进后的方法能够避免模态混淆和产生虚假分量,并能准确找出混合波(畸变波)中的基波,非常适用于电力系统基波的提取。

基于改进调制积分观测器的相控断路器基波提取方法

相控断路器能有效减小电力系统无功补偿电容器组投切过程中的涌流和过电压,从而准确提取电网电压基波信号,是实施相控开关技术的前提。基于调制积分观测器的基波信号提取方法具有收敛快、误差小的优点,但电网电压频率变化会影响其精度。提出采用线性自抗扰控制的锁相环获取电网电压频率,再设计调制积分观测器,在电网电压波动、谐波与噪声干扰情况下,实现电网电压基波信号的准确提取,并通过系统仿真进行了验证。

基于正序基波提取器的改进型同步坐标检测法

三相电源电压不对称且畸变时,传统同步参考坐标电流检测法检测不到电流的基波正序有功分量,并且锁相环(PLL)和低通滤波器(LPF)存在延时,导致无法准确检测无功和谐波电流。为此,本文提出一种新型的电流检测方法。利用一种正序基波提取器提取正序电压,再对电压进行同步旋转跟踪,省略原有的三角函数过程,并且加入PID调节器来改善LPF的滞后问题。该方法可以省去锁相环和三角计算的环节,提高计算速度和计算精度。MATLAB的建模仿真结果表明,提出的方法可以准确测得基波正序有功电流,并且有效地补偿谐波电流。

最小二乘法在基波提取上的应用

随着电子技术的发展,大功率半导体开关器件以及各类开关电源的产品广泛使用。虽然每台设备向电网注入的谐波电流不大,但这些设备数量大、分布广,使注入到电网的谐波电流对公用电网造成的谐波问题特别突出,对电网造成了污染。在某些对电源质量要求较高的情况下,需要对电网电压中的基波进行提取。根据最小二乘法,提出一种提取基波分量的方法。该方法具有精度高,跟踪性能好的优点。

基于正序基波提取器的改进型单相谐波检测算法研究

基于正序基波提取器的谐波检测算法具有结构简单、响应速度快以及检测精度较高等优点,但当系统中含有低次谐波、比例系数取值较大时,所提取基波电流的总谐波畸变率较大。为此,文章利用正序基波提取器选频特性,提出了一种逐级消除低次谐波的方法,以准确提取谐波信号,增强有源滤波器滤波效果。仿真实验结果验证了该算法的有效性和可行性。

基波分量的一种快速提取方法及其在有源滤波器中的应用

在电能质量调节装置中 ,基波分量的提取精度和速度在很大程度上影响其性能。根据最小二乘原理 ,提出一种提取基波分量的方法。方法精度高 ,跟踪性能好 ,对基波突变甚至频率波动有较快的响应时间和较好的跟踪性能。由该方法得到的基波相角可以作为系统的同步信号。对信号处理算法进行了数学推导和实验研究 ,并将该方法应用于有源滤波器实验装置中 ,实验结果验证了其有效性。

基于无迹Kalman滤波的基波分量提取

针对全波Fourier和Kalman滤波算法在提取基波分量时对频率偏移敏感和直流偏移量抑制能力差的缺点,提出了一种新的基波分量提取算法。首先以故障信号的直流偏移量、基波角频率和基波分量作为状态变量,建立信号的非线性状态空间模型。然后采用无迹Kalman滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)在信号的非线性模型基础上估计出基波分量。此外,滤波算法还能够实时估计出信号的直流偏移量和基波频率。通过多个算例仿真对算法进行验证与测试,仿真结果证实了算法的可行性和有效性。仿真结果表明,算法对频率突变和直流偏移量突变具有良好的适应性,能快速准确地提取出基波分量。

相控开关技术基波参考信号提取

基于自适应陷波器技术实现输入信号的基波分量提取和频率估计,并鉴于其谐波抑制能力不足的问题,设计前置无限冲激响应滤波器,实现在输入信号畸变的情况下基波参考信号的准确提取及基波频率的自适应估计。最后,通过dSPACE快速控制原型系统验证了该方案的有效性。

一种新型负序基波电流检测方法及其应用

快速、准确、实用的负序基波电流检测方法对于电能质量监测与控制、继电保护等具有极其重要的意义。通过对幅值积分信号所具有的选频特性进行分析,研究了一种负序基波提取器,在此基础上提出了一种新型的负序基波电流检测方法。基于负序基波提取器的检测方法既不需要锁相环、低通滤波器,也不需要进行αβ坐标系变换到dq坐标系及其反变换的计算。仿真与实验结果均证明了采用该检测方法的有源滤波器具有良好的补偿性能。

多重自相关在电力基波频率测量中的应用

文章对正弦信号的多重自相关运算进行了详细的介绍,并将多重自相关运算应用于电力信号的基波信号的提取中,分析了不同谐波干扰,直流干扰,低信噪比下的检测效果,给电力信号基波提取及谐波含量的高精度分析提供一种新的思路。

基波相位补偿脉冲输出式流量计检定新方法

为实现脉冲输出式流量计多台位、高精度检定,提出一种基于基波相位流量计多路脉冲计数补偿的新方法。阐述了基波相位补偿原理,采用前置数字Butterworth滤波器,解决在强谐波干扰下无法提取基波信号的问题。利用自适应陷波器状态变量周期轨道,计算计数起止时刻基波相位,实现计数补偿。仿真试验结果表明,该方法能有效获取基波相位,对3路不同步脉冲信号进行精度补偿,计数误差小于±0.06,能有效提高流量计的检定效率和检定精度。

改进型基波电流的检测方法

传统ip-iq检测方法在提取基波正序有功分量时,锁相环和低通滤波器的使用导致检测结果存在误差。在ip-iq法的基础上提出了一种能够快速准确提取基波正序有功电流的方法。通过采用正序基波提取器取代传统锁相环获得电压相位信息,利用积分法取代低通滤波器快速得到直流分量,同时加入旋转因子e^-jγ对正序基波提取器和积分法组成的无锁相环无低通滤波器基波电流检测法进行误差校正,运用Simulink对该方法进行验证。结果表明,与传统ip-iq法相比,该方法在三相电压对称、电压不平衡、电压畸变以及电压频率偏移的情况下,检测电流总谐波畸变率均降低。验证了基波正序有功电流检测法具有精度高、实时性好的优点。

基于Prony算法的基波频率测量方法

针对电网频率跟踪测量的问题,提出了一种基于Prony算法的基波频率测量方法。首先通过CIC组合滤波器从原始信号中提取出基波信号,再利用Prony算法进行频率跟踪测量。该方法可以有效地抑制原始信号中的直流、谐波和噪声,降低测量系统的基波频率测量偏差。实验仿真结果表明,该算法响应速度快,测量精度高,测量结果满足电网监测和电能计量的精度要求。

基于EEMD的谐波检测方法

针对谐波检测问题,比较几种常用谐波检测方法,总结出各自的适用条件。结合经验模态分解理论和总体平均经验模态分解(empirical mode decomposition,EEMD)算法,提出基于EEMD的谐波检测方法。给出离线谐波检测的具体过程,并在此基础上,首先构造当前时刻采样值始终处于中心位置的向量,然后计算总体谐波分量的在线检测方法。另外,可以通过修改EEMD算法中的频率计算条件实现对特定次数谐波分量的检测。为验证该方法的检测效果,将EEMD算法与瞬时无功功率方法(ip iq)分别应用于仿真和实测数据。检测结果表明,所提方法不但在检测稳态信号时具有很好的精度,而且在检测波动信号时也具有较好的动态特性。