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。

利用傅里叶谐波分析法的时序数据周期迭代辨识算法

针对现有的时序数据其周期辨识算法存在着辨识精度低及计算成本高的问题,在傅里叶谐波分析法的基础上,提出了一种具有基频迭代机制的周期辨识算法。首先,利用方差分析法从原始序列中析出其周期长度的整型估算值;然后,以任意小的频率间隔在估算值区间内进行傅里叶谐波的迭代拟合;最后,基于最小拟合残差和的准则来确定最优的周期成分。实验表明,该算法不仅具有良好的计算效能,而且还能精确地辨识出与序列样本长度无关的周期成分。

基于调制迭代法的输电系统多馈入谐波分析

基于调制理论和迭代理论,提出了一种新的谐波分析方法,即调制迭代谐波分析法。将调制迭代分析法运用于高压直流输电系统多馈入谐波分析中,以多馈入高压直流输电系统为例,用该方法计算各换流器谐波电压电流,同时,利用MATLAB/SIMULINK进行时域仿真。将计算结果与仿真结果进行算例分析,比较是否一致,从而论证调制迭代理论的正确性和可行性。

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。

用于电网谐波分析的自适应整周期采样算法

分析推导了非整周期采样时FFT泄漏误差的解析估计公式，得出了在输入信号含基波和高次谐波分量的情况下，利用FFT迭代计算来实现自适应整周期采样的一种新算法。仿真计算表明，该算法能有效地减少泄漏误差。

特高压直流输电系统的谐波分析

将调制迭代谐波分析法用于分析特高压直流输电系统的谐波分析,建立了能模拟换流器非线性特性的的12脉冲换流器模型,实现了调制迭代谐波分析法的求解,同时采用时域仿真软件MATLAB/SIMULINK对该算例进行了仿真验证。

基于频谱泄漏干扰多层消除的密集谐波/间谐波参数估计方法

当电力系统中存在密集谐波/间谐波时,现有谐波/间谐波参数估计方法往往因计算模型阶数难以选取或部分频谱泄漏干扰被忽略等因素而产生严重误差。由此,提出一种基于频谱泄漏干扰多层消除的密集谐波/间谐波参数估计方法。根据干扰来源,将频谱泄漏干扰分为自频谱泄漏干扰和互频谱泄漏干扰;提出频谱旋转线性化和多层频谱错位相减方法以有效抑制互频谱泄漏干扰;构建自频谱泄漏干扰模型并采用自适应步长牛顿迭代法求解模型,从而有效抑制自频谱泄漏干扰并求得密集谐波/间谐波参数。相较于现有方法,所提方法无需任何先验条件,且能在主瓣重叠时有效抑制频谱泄漏干扰,从而精准估计密集谐波/间谐波参数。仿真和实验验证了所提方法的有效性与准确性。

应用子空间跟踪和递归最小二乘法的间谐波背景下电流基波分量的实时检测

提出一种高精度的间谐波、谐波背景下电流信号基波分量实时提取方法。该方法首先基于高分辨谐波跟踪算法高精度检测电压信号的基波频率,然后基于快速递归最小二乘估计算法求取含间谐波、谐波分量的电流信号的基波分量。高分辨谐波跟踪算法成熟应用于音频信号实时分析,其基于快速逼近幂迭代算法进行子空间跟踪、更新,该算法计算复杂度低,通过分析影响跟踪稳定性的因素,给出了保证计算稳定的实现方法,同时,给出计算阶数、遗忘因子和梯度步长等计算参数的选取原则。快速递归最小二乘估计算法简单、收敛快、计算量小。数值信号分析和IEEE提供的典型实测间谐波信号分析表明:依据给出的计算参数选取原则,应用高分辨谐波跟踪算法能稳定、高精度、快速检测电压信号的基波频率;应用快速递归最小二乘估计能高精度、快速提取电流信号的基波分量,算法稳定、有效。该方法可为实现间谐波、谐波治理提供参考。

基于支持向量机与神经网络的间谐波测量混合算法

针对目前缺乏国家标准规范间谐波对电能质量的影响,也缺乏有效的手段监测间谐波的问题,用支持向量机理论对其进行了探索。支持向量机理论将间谐波这个非线性问题变换到更高维的空间中进行线性回归,它基于迭代权调整最小二乘法,引入反向传播神经网络算法整定算法参数,通过反馈现场采集、分析信号,并将教师信号与计算信号的差值作为调整参数的驱动信号,在此基础上通过反向遗传算法(BPNN)的反向传播能力对参数进行基于负反馈的调整,提高了算法的收敛速度。通过数值实验对比,该算法比没有使用差动信号的混合算法效率提高约13%。

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。

AC-DC-AC变换器的迭代谐波分析方法

针对AC-DC-AC变换器中逆变器的电压电流传播规律,提出了一种新的AC-DC-AC变换器的迭代谐波分析方法,对电压、电流以及变换器开关函数的各谐波分量进行了相量描述,并结合相量计算及其相序特性对AC-DC-AC变换器进行了基于相量的谐波建模。该模型利用PWM型逆变器的主要谐波阻抗之间的解耦特性,对变换器谐波和间谐波分别进行分析,并把该谐波模型应用于迭代谐波分析(IHA)中,使迭代计算方法得到很大程度的简化。大量的时域仿真和计算结果的对比则验证了该方法的可行性。

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。

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。

非整圆轮廓的谐波估计方法研究

基于RSM(响应表面法)方法建立圆轮廓的谐波模型,分析了模型的病态特征,提出了改善模型病态的方法,最后通过插值和迭代的方法将RSM模型的求解与FFT计算方法联系起来,得到了满足要求的非整圆谐波特征的估计.

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。

基于扩展PASTd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。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。