基于DSP的电能质量检测系统设计

介绍一种基于数字信号处理器TMS320F2812的电能质量检测设备。利用DSP芯片强大的计算功能进行电能质量实时分析,实现对电网电压、电流有效值,有功功率、无功功率、功率因数和电网频率测量,同时具有谐波分析能力。

基于ATT7022D和DSP的电力谐波分析仪设计

该文提出了一种新型电力谐波分析仪,该谐波分析仪硬件上主要采用电能计量芯片ATT7022D和DSP芯片TMS320C5509A,软件设计包括数据采集,基于FFT的谐波分析算法及数据传输。利用ATT7022D新增的ADC缓冲功能将原始采样数据送DSP进行进一步的谐波分析,并针对普通FFT算法产生的频谱泄漏和栅栏效应,采用加窗插值的算法进行了修正。

电力系统电参数测量系统的DSP实现

全面论述了电力系统交流电路中涉及到的系统参数的计算原理,并采用硬件数字信号处理器(DSP)来实现快速准确的算法。

基于三相动态谐波分析的电能表误差检测方法

在检测电能表误差时,原始信号中谐波的干扰会导致检测结果与实际情况存在较大偏差。为此,提出基于三相动态谐波分析的电能表误差检测方法。在谐波分析阶段,考虑到谐波的动态属性会导致三相信号的采样执行效果难以达到同步,构建了余弦组合窗——旁瓣最低与最速下降窗,利用其对电能表离散信号进行截取,以此避免信号能量向临近谱线泄漏,再利用离散傅里叶变换对信号进行处理,实现对谐波的提取。在误差检测阶段,以离散随机信号的概率密度函数为导向,采用最优直方图曲线拟合法对其加以分析,并结合标准情况下电能表信号的分布状态,实现对误差的计算。在测试结果中,电能表误差检测结果的偏差始终稳定在3.0%以内。

基于实测数据的牵引供电系统并联谐波谐振概率识别方法

当前,我国高速铁路电力机车广泛采用脉冲宽度调制的四象限变流器,在其性能改善的同时也带来了频带更宽的高次谐波问题,更易激发牵引供电系统谐波谐振。谐波谐振可能会引起过电压/过电流,严重时引发设备爆炸、保护误动等安全事故。因此,准确识别系统潜在的谐振频率具有重要意义。目前常用的频率扫描分析、谐振模态分析等方法依赖于系统拓扑和模型的精确性,而基于实测数据的传统识别方法的准确性受系统参数波动和背景谐波影响较大。为此,提出了一种基于实测数据的牵引供电系统并联谐振概率识别方法,以电压、电流波形的余弦相似度作为谐振预判条件以减少无效计算,并综合基波/谐波功率因数、系统谐波阻抗幅值等多层次谐振特征进行概率分析,克服了系统参数波动和背景谐波影响。仿真研究、实测数据分析与已有研究方法对比,表明所提方法在负荷波动性强、背景谐波较大时仍然适用,且识别的准确性更高,验证了该方法的有效性和可靠性。

电力系统谐波分析的高精度FFT算法

快速傅立叶变换存在较大的误差，无法直接用于电力系统谐波分析。本文对ＦＦＴ的泄漏误差进行了分析，根据Ｊａｉｎ和Ｇｒａｎｄｋｅ提出的插值算法提出了多项余弦窗插值的新算法，对ＦＦＴ的结果进行修正，极大地提高了计算精度，使之适用于电力系统的准确谐波分析。文中给出了该算法进行谐波分析模拟计算的算例，计算结果表明，不同的加窗算法计算精度不同，新算法的计算精度显著提高。

一种高精度的电力系统谐波分析算法

首先给出了现有电力系统谐波分析算法中存在的一些问题, 然后详细分析了用加海宁窗的FFT算法精确求得电力系统频率的方法和基于Adaline神经元结构的谐波分析原理, 在此基础上结合加海宁窗的FFT算法和Adaline ANN算法的优点, 提出了一种用于电力系统谐波分析的FFT-Adaline算法。该算法消除了加海宁窗的FFT算法和Adaline ANN算法产生误差的主要因素,从而显著地提高了谐波分析的计算精度。文中给出了该算法用于谐波分析模拟计算的算例,计算结果表明:新算法在波形信号中存在系统频率波动和白噪声干扰的情况下依然具有非常高的精度,结合高速数字信号处理器(DSP)或高性能CPU使用,将有较大的实际意义。

莱夫-文森特窗三谱线插值的电力谐波分析

为解决快速傅里叶变换(FFT)在电力谐波分析存在的问题,在分析莱夫-文森特窗和三谱线插值算法特点的基础上,提出了一种基于莱夫-文森特窗三谱线插值的谐波分析算法,用曲线拟合方法获得了修正公式,并基于这个修正公式对电力谐波进行了仿真。仿真结果表明,相同条件下,该算法在处理简单的谐波信号时的时间小于0.225 ms,幅值修正误差小于-1.4×10-6%,处理复杂信号时的时间小于0.997 ms,幅值修正误差小于-9.68×10-6%。该方法不仅具有较高的检测精度,而且具有较快的运算速度。

阻性负载下低压故障电弧特性分析

通过搭建串联电弧检测试验平台，在不同功率的阻性负载下，采集正常和发生串联故障电弧状态下的线路电流，并分析了电流的时域特征和频域特征，包括零休时间、电流上升率、平均值、有效值以及各奇次、偶次谐波因数等。 分析结果表明，选择 2~6 次谐波因数及其变化率作为串联故障电弧的判据较为合理。

电力系统谐波分析的多层DFT插值校正法

离散傅里叶变换是对电力系统稳态信号进行频谱分析的最基本数学工具,也是国际电工委员会推荐用于谐波和间谐波测量的变换方法。该方法在分析窗口长度与实际信号周期不符时,各频率成分间会发生频谱干扰,从而产生较大的分析误差。对此,提出一种基于余弦组合窗的多层插值频域校正法,用于电力系统谐波分析。该方法利用旋转调整后各离散谱线的相位特点,通过多层求和计算,使各非关注成分在各关注成分对应谱线上的泄漏影响达到最小,因此,其能够在加窗的基础上,进一步抑制信号间的频谱干扰。仿真算例表明,该方法能够在非整周期采样的条件下实现电力系统谐波信号的高精度测量,也从另一个角度改进了传统的加窗插值算法。

基于三角自卷积窗的高精度电能计量算法

提出了一种基于三角自卷积窗的插值FFT谐波分析和电能计量算法,结合三角自卷窗的频谱特性,给出了其实现流程,建立了基波和谐波分次电能计量方法.由于三角自卷积窗具有优良的旁瓣性能,因此基于三角自卷积窗的插值FFT算法能有效减少谐波间相互干扰,提高谐波分析和电能计量准确度.仿真实验验证了本文算法的有效性和准确性.

基于FFT和神经网络的非整数次谐波分析改进算法(英文)

运用神经网络模型进行整数次谐波检测可达到较高的检测精度,但该种线性神经元模型不适合非整数次谐波的检测。为精确检测非整数次谐波,该文提出一种改进的线性人工神经元模型,并将加汉宁窗的FFT算法和改进的线性人工神经元模型结合起来,提出一种改进的非整数次谐波分析算法。首先,对采样信号用加汉宁窗的FFT算法进行预处理,得到谐波个数和精度不高的谐波次数;其次,根据谐波个数设定神经元的个数,根据预处理后得到的谐波次数设定神经网络谐波次数迭代的初始值;为了提高迭代速度,提出了谐波次数迭代步长自适应调整的算法。最后对改进后的人工神经网络进行训练,实现了非整数次谐波的精确检测。仿真实例表明,该方法能将频率相近的非整数次谐波分离,可有效提高谐波参数的检测精度和速度。

五项最大旁瓣衰减窗插值电力谐波分析

提出一种简单的加窗插值快速傅里叶变换方法,用于非同步采样下的电力谐波分析。首先,分析了五项最大旁瓣衰减窗的时域、频域特性;然后,给出基于五项最大旁瓣衰减窗的插值方法,并推导了谐波幅值、初始相位和频率的计算公式;最后,分别用仿真分析、实验测试对所述方法的有效性进行验证。研究表明,五项最大旁瓣衰减窗具有较好的旁瓣特性,能够充分抑制频谱泄漏;基于五项最大旁瓣衰减窗的插值算法,插值公式简单、有解析解、谐波分析精度高、计算量小,易于在嵌入式系统中实现。

东莞配电网谐波对配电变压器危害分析

为了掌握电网运行的谐波状况及其危害,采用便携式电能质量分析仪FLUKE435对配电网变压器运行状况进行谐波普查,得到了大量典型负荷的实测数据。根据相关文献和标准中,对谐波造成配电变压器损耗增加(最高增加0.06%的损耗)、利用率下降(降容15%)、寿命减少(可减少寿命一半)和维修费用增加(最高增加一倍的费用)等问题进行了定量的分析计算,并统一折算为电耗,计算结果表明谐波给供电部门造成了巨大损失,年增加电耗数千万度,相关企业及部门应给予高度重视。

基于五项MSD窗三谱线插值的高精度谐波分析算法

为了解决快速傅里叶变换中存在的频率泄露和栅栏效应的问题,提出一种高精度的五项最大旁瓣(Maximum-sidelobe-decay,MSD)窗插值算法。从时域和频域分别分析了该窗函数和其他常用窗函数,体现出该窗函数的优秀旁瓣特性。用Matlab中的cftool工具拟合出该算法的修正公式,并用该方法对一般信号和频率变动的信号进行仿真分析。对比其他常用的几种窗函数插值算法的结果,表明五项MSD窗三谱线插值算法具有相对更高的精度,幅值相对误差达到10^(-9)%,而且在工频波动的情况下仍具有较高精度。

几种谐波检测加窗插值FFT算法的比较

谐波严重威胁电网的安全和经济运行,对谐波的治理,需要准确地检测出谐波的各项参数。快速傅里叶变换(FFT)这种经典的谐波检测方法存在较大误差,随着高性能窗和插值方法的应用,其精度得到了提高。本文在FFT的基础上,引入拉格朗日、埃米尔特、三次样条插值方法,并添加修正系数,通过数据分析可以得出三次样条插值可很好地消除栅栏效应。在FFT加三次样条插值的基础上,添加汉宁窗、汉明窗、纳托儿窗、赖夫文森特窗、布莱克曼窗和布莱克曼-哈里斯窗对谐波进行检测,通过数据分析得到布莱克曼-哈里斯窗具有主瓣窄、旁瓣幅值抑制作用好等特点。最后提出基于三次样条加布莱克曼哈里斯窗的FFT谐波检测方法,该谐波检测方法具有检测精度高、检测数据稳定等特点。

工业电力系统谐波分析的高精度FFT算法

为了减少非同步采样对快速傅里叶变换的影响,提高电力系统谐波分析的精度,详细介绍了一种基于五项窗Rife-Vincent(Ⅰ)插值FFT算法的谐波参数估计的新方法,并推导了其谐波参数估计公式。利用选择性暂态程序ATP建立一个实际的400/33kV工业电力系统的仿真模型,对系统的谐波电流进行仿真。然后针对不同程度的频谱泄漏,采用FFT和所提出的五项窗Rife-Vincent(Ⅰ)插值FFT两种算法对16次谐波参数估计值进行对比分析,实验结果表明:在相同条件下,五项窗Rife-Vincent(Ⅰ)插值FFT算法较FFT算法在频率、幅值和相位的估计值精度上有明显提高。

关于电力系统中两大谐波检测法的比较分析

由于非线性负载和各种换流设备的广泛应用,使得电力系统中谐波污染日益严重,补偿电力系统谐波,改善供电质量成为当前迫切需要解决的问题。而准确、实时地对电力系统谐波进行检测对其有着重要的意义。在此针对当前电力系统中运用最广的两大谐波检测法进行了全面的分析比较,并提出了该方法的一些改进方向。

基于星形三角形接线多功能平衡变压器的负序和谐波综合治理系统

基于各种单相用电场合供电系统中普遍存在的负序和谐波问题,提出了一种负序和谐波综合治理系统。该系统由星形三角形接线多功能平衡变压器(可实现三相变两相和三相变三相)、三相全桥型有源功率调节器等组成。系统充分利用了平衡变压器的平衡潜能,使得有源功率调节器的容量得以降低,且电压等级灵活可调,降低了装置成本,可实现负序、谐波和无功的综合治理功能。阐述了系统补偿原理及检测控制方法。对系统在负载不平衡以及负载波动2种工况下进行了仿真和试验研究,结果证明了补偿原理及检测方法的正确性。

应用改进FFT算法实现风电场谐波的检测

为了监测风力发电站产生的电力谐波,分析一种基于加窗插值快速傅里叶变换(FFT)理论的谐波检测方法,本文采用TMS320F2812 DSP同16位AD转换芯片ADS8364相结合来实现上述算法,利用TMS320F2812的高速性和ADS8364的高精度及采样频率可变性;在人机交互方面,单独采用一片AVR单片机ATMEGA16L控制键盘和液晶显示,DSP与AVR单片机之间通过SPI总线进行通信;设计了大容量的FLASH存储器用来存储历史数据;在数据通信方面,设计了以太网通信接口,RS232以及RS485串行通信接口,方便数据传输。实验结果证明了本方法的可行性与精确性,具有很好的实用价值。