采用希尔伯特振动分解的非整数次谐波检测新方法

针对现有电力系统非整数次谐波分析法的不足,提出了一种改进的希尔伯特振动分解(HVD)方法。该方法根据对解析信号瞬时频率的分析,巧妙地通过平滑滤波获得非整数谐波成分中幅值最大分量的频率,由同步检测获得相应的幅值和初相角,通过迭代运算自适应地检测出非整数次谐波的各次频率、幅值和相角。虽然HVD方法和希尔伯特黄变换(HHT)方法这两者均以希尔伯特变换为基础,但HVD方法避免了复杂的经验模式分解(EMD)过程。采用Savitzky-Golay滤波替代平滑滤波,在保留有效频率成分情况下可极大地消除快速变化不对称振荡高频值;提出的新波形特征匹配边界延拓可消除边界效应的影响,使得非整数次谐波分析更准确。仿真实验证明了改进的HVD方法对非整数次谐波检测的有效性。

基于连续小波变换的非整数次谐波测量方法

快速傅里叶变换 ( FFT)可实现整数次谐波的精确检测 ,但对非整数次谐波的检测误差较大 ;加窗插值算法可提高非整数次谐波的检测精度 ,但会导致谐波分辨率降低。如果信号中存在频率相近的整数次和非整数次谐波 ,利用 FFT和加窗插值算法都无法实现谐波的准确检测。连续小波变换 ( CWT)因其良好的时频局部化特性 ,可用来分析谐波。通常利用 CWT系数的幅值来检测谐波频率。但不同尺度的小波函数在频域上存在相互干扰 ,如果被检测信号中含有频率相近的谐波 ,利用CWT系数的幅值无法实现谐波的准确检测。文中结合傅里叶变换和 CWT的特点 ,提出了利用小波变换系数傅里叶变换的幅值来分离谐波的算法。通过实例验证 ,该算法能够把频率相近的整数次和非整数次谐波分离 ,实现较理想的检测 ,从而提高了谐波分析、检测的精度。

非整数次谐波对混合型有源滤波器性能影响及解决方法

以目前有实用先例的注入式混合有源滤波器为例分析了电网中存在的非整数次谐波对混合型有源滤波器(hybrid active power filter,HAPF)的补偿性能和安全运行造成的影响,针对系统采用的谐波检测环节对非整数次谐波的不正确检测导致滤波器性能降低并致使直流侧电压波动的问题。文中提出了一种稳定直流侧电压的方法和两种针对不同电网谐波含量情况的谐波检测方法,从实用性上看基于自适应噪声消除原理的谐波检测方法适用于整数次和非整数次谐波同时存在的情况,仿真和实验结果证明了这种方法能够准确的检测出电网中的各次谐波。文中所得的结论同样可以推广应用于其它结构的并联混合型有源滤波装置中,为其在含有非整数次谐波电网中的安全运行提供了有益的指导。

基于特征空间求根法的非整数次谐波估计方法

现有傅里叶算法在含有非整数次谐波的情况下存在着频谱泄漏和栅栏效应,AR模型谱估计和多信号分类法(MUSIC)法能提高频率分辨率,但对噪声敏感,容易产生虚假频率。提出基于特征空间求根法进行频率的精确估计,对修正的信号自相关矩阵进行特征值分解,利用信号子空间和噪声子空间的正交性构造多项式,进行多项时求根,得到单位圆上的根进行频率估计,在此基础上通过三角回归法,解一超定方程组得到相应的振幅和相位。并与MUSIC法在无噪声和有噪声情况下进行仿真比较,证明了该方法在提高分辨率、减小估计偏差和提高数据精度的有效性。

非整数次谐波涉及的三角函数的正交性探讨

在研究电能质量各次谐波分量功率的过程中,除了考虑整数次各次谐波分量外,研究过程还会涉及到非整数次的谐波情况,因为在现场谐波工况的实际测量中也确实发现非整数次谐波分量的存在,因而有必要对存在非整数次谐波成分功率的数学问题进行具体的分析。当存在非整数次谐波时,在分析谐波分量的有功功率时就会涉及到非整数次谐波三角函数的正交性问题,本文主要针对存在非整数次谐波电压、谐波电流分量情形下所涉及的三角函数的正交性进行了具体的探讨与分析,为同时存在整数次与非整数次谐波工况的谐波电能分析寻求数学依据。

基于矩阵束算法的电力系统非整数次谐波检测方法

针对傅里叶变换检测非整数次谐波有频谱泄露,检测精度不高等缺点,将一种子空间算法———矩阵束算法应用到非整数次谐波的检测领域,得到了较为理想的检测效果。通过MATLAB的m文件实现了矩阵束算法和傅里叶变换算法,然后分别从噪声和采样点数少对检测结果的影响两方面,对两种算法的检测精度进行了分析比较,结果表明矩阵束算法在非整数次谐波检测方面性能优越。

基于H桥级联拓扑结构的中压电能质量扰动源研究

提出一种基于H桥级联拓扑结构的高压电能质量扰动源主电路拓扑方案,能够分别实现电压及电流的扰动输出。该拓扑在输出高次谐波时,采用叠波PWM调制,可以降低开关器件的等效开关频率,从而降低损耗。重点研究了该拓扑输出非整数倍谐波电流时直流电压波动的机理,针对该扰动源提出一种简单有效的直压控制策略,并通过仿真验证了相关算法。