基于改进平方检测和新型K-N互卷积窗的闪变参数检测

传统的数字式闪变仪研制主要根据IEC闪变测量原理将各环节的模拟滤波器转换为数字滤波器来实现,但数字滤波器的效果受限于采样频率和变换方法的选取。提出利用解析模式分解改进传统平方检测法的滤波环节,准确提取电压闪变包络信号,构建新型K-N互卷积窗函数,推导基于新型K-N互卷积窗三谱线插值修正算法,据此提出基于改进平方检测法和新型KN互卷积窗的闪变参数检测方法,开发基于虚拟仪器的闪变参数检测平台。仿真实验结果表明,所提算法在单一频率调制、多频率调制、电网频率波动、含有叠加谐波及噪声干扰的情况下,均能有效实现闪变参数的准确检测,相较于传统检测方法,实现简单且具有更高的准确度。     

希尔伯特-黄变换在电压闪变测量中的应用

电压闪变是影响电能质量的一个重要因素,针对闪变水平的计算问题,将希尔伯特-黄变换(HHT)应用于电压波动信号的时变分析中.首先,对提取的电压包络信号进行了HHT变换,从而获得了波动电压的时变参数;然后,将瞬时幅值按照“频率一电压波动”曲线进行加权,得到了瞬时闪变视感度;最后,通过统计计算,得出了短时闪变严重度.对新算法进行了仿真,以含有10 Hz与20Hz闪变成分的电压信号为例,每0.01 s可输出一个闪变值,实例的统计结果与理论结果误差仅为3.863％,符合IEC的要求.研究结果表明,该算法与IEC法、FFT法相比,具有多分辨率的特点,可用于获取电压幅值、频率的瞬时信息,提供更及时有效的瞬时闪变值;另外该算法还能够适用于非平稳信号的闪变测量.     

基于改进能量算子和K-RV互卷积窗的闪变参数检测*

IEC标准61000-4-15推荐采用正弦波和矩形波两种波形对闪变仪检验,目前电压闪变检测研究主要针对正弦波调制模型,而人眼更加敏感的矩形波调制下的闪变快速准确检测研究较少。针对矩形波调制下的闪变快速准确检测,建立基于间隔采样改进能量算子的波动分量提取算法,构建新型优化K-RV互卷积窗函数,推导基于新型K-RV互卷积窗三谱线改进快速傅里叶变换(FFT)谱分析方法,据此提出基于改进能量算子新型K-RV互卷积窗的矩形波调制闪变检测方法,开发基于PXI+LabVIEW架构的电压闪变参数检测平台。仿真与实验结果表明,所提出的算法在简单矩形波调制、多频率调制、含有各类谐波干扰、电网基波频率变动及含有噪声干扰情况下,均能有效实现闪变的准确检测与分析,相比传统方法具有更高的准确度。     

电力能效测评系统中电压闪变检测的研究

针对电力能效测评系统中闪变数据的检测和传输方法实时性差的问题,设计了一种无线通信的闪变监测系统。基于国际电工委员会(IEC)推荐的平方检测法,WJZ-VI型电能监测仪实现监测点数据实时采集处理。根据现场要求,采用GPRS技术进行实时数据无线传输。搭建了Simulink仿真模型,仿真得到S(t)值达到了IEC相关标准。研究结果表明,该闪变监测系统能够有效的并入电力能效测评系统中,实时采集、处理以及无线传输闪变数据,从而为后期的闪变控制及故障检测提供技术保障,有较大的推广应用价值。     

频谱泄漏抑制与改进介损角测量算法研究

研究分析了非同步采样时频谱泄漏和栅栏效应对介损角测量误差的影响,提出了一种基于Hanning自卷积窗的改进FFT介损角测量算法.首先采用Hanning自卷积窗对电压电流信号加权,然后利用离散频谱插值算法和多项式拟合方法进行离散频谱校正,获得基波相位角,最后根据电压、电流基波相位差实现介损角测量.在非同步采样时,本文算法只需用4阶Hanning自卷积窗进行加权即可充分抑制频谱泄漏的影响,基于改进FFT的介损角插值计算式具有运算量小,易于实现的特点.基波频率波动、采样频率变化、白噪声影响、谐波变化等情况下的介损角仿真测量实验结果和实验室条件下的实际测量结果验证了本文算法的准确性和有效性.     

基于TMS320C6713 DSP的IEC电压闪变仪

为实现电压闪变的精确测量,按照国际电工委员会（IEC）推荐的电压闪变仪功能和设计规范,在TMS320C6713数字信号处理器（DSP）平台上设计了采样率为400 Hz的IEC电压闪变仪,并按照IEC给出的电压闪变仪的校验标准,采用多个矩形波动信号进行了闪变值的校验,分析了电网谐波和白噪声对IEC电压闪变仪计算结果的影响,最后,针对白噪声干扰问题,提出了小波阈值去噪的方法,对输入信号进行去噪,校验结果表明基于TMS320C6713 DSP的IEC电压闪变仪测量结果较为准确。研究结果表明电网白噪声对闪变仪的精度干扰较大,电网谐波几乎无影响;经小波阈值去噪后,电压闪变仪的测量精度得到了显著提高。     

基于四项余弦窗三谱线插值FFT的谐波检测方法

快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)在非同步采样情况下存在较大的误差,为了减小非同步采样对FFT的影响,通过选择旁瓣性能良好的4项5阶Nuttall窗结合插值FFT进行电力谐波检测。推导了实用的三谱线插值修正公式,利用谐波频点附近的三根离散频谱的幅值确定谐波谱线的准确位置,进而得到谐波幅值、频率及相位的修正公式。仿真结果验证了该算法在非同步采样时,与加Hanning窗和Blackman-Harris窗插值FFT相比有更高的分析准确度,同时,在加相同窗函数情况下,与双谱线插值修正算法相比也具有更高的准确度。仿真结果还验证了测量数据含有白噪声时,算法仍然具有较高的准确度。基于该算法的检测仪器的实测结果也验证了算法的有效性。     

基于Prony算法的电压闪变检测方法研究

基于常用电压闪变测量方法的调查研究,在电压闪变的在线检测和分析中引入了Prony算法.首先由输入信号序列构造了一个样本矩阵,再利用SVD算法对样本矩阵进行奇异值分解,得到了样本矩阵的有效秩,然后根据最小二乘法估算出信号各频率分量的特征参数,最后利用解调制原理准确地得到了信号的包络.针对有谐波源的电压闪变问题,对包络解调进行了修正,从而保证在有谐波源情况下也能有效获取电压闪变信号的包络.仿真实验结果表明,该方法具有高分辨率、高精度等优点,并验证了其准确性和有效性.     

基于希尔伯特振动分解的电压闪变检测新方法

提出将一种新的非平稳信号处理方法--希尔伯特振动分解(HVD)应用于电压闪变分析.针对工频载波中含有高次谐波的电压闪变信号,该方法根据闪变解析信号的瞬时频率表达式可以分解为工频值与高次谐波引起的快速变化不对称振荡高频值之和的特性,利用低通滤波器直接估计出工频载波瞬时频率,通过同步检测准确分离出工频载波电压闪变包络,无需预处理即消除了高次谐波的影响.同时该方法可以自适应地检测出闪变调制的频率和幅值等参数,与小波方法相比无需基函数.仿真表明,但在含高次谐波的情况下HVD方法能准确检测出闪变包络及其调制参数,与小波方法相比精度和运算效率更高.实验进一步证明了该方法的有效性和正确性.     

数学形态学滤波在电压闪变检测中的应用

对于有效的检测和控制电压闪变来说,检测精密度和有效性是非常重要的.本文提出了一种基于数学形态学滤波和希尔伯特变换的检测方法.通过希尔伯特变换,闪变信号包络可以被提取出来,包含在电压闪变信号中较高频率的谐波和其它噪声可以通过数学形态学滤波器消除.仿真分析结果表明了本方法的可行性、有效性,为电压闪变参数的提取提供了一种新方...     

电压不平衡度的准同步采样快速测量方法

采用IEC 61000-4-27所推荐方法进行电压不平衡度测量时,复杂的开方运算是不可避免的。提出一种电压不平衡度的准同步采样快速测量方法,该方法首先采用准同步采样算法计算三相电压相量(幅值和初相角),然后利用几何原理将开方运算转化为三角函数计算,并最终利用代数多项式简化三角函数式,实现电压不平衡度的快速、准确测量。与IEC 61000-4-27所推荐方法相比,提出的电压不平衡度的准同步采样快速测量方法避免了傅里叶变换和复杂的开方运算,减少了运算量。仿真和实际测量结果表明,电压不平衡度的准同步采样快速测量方法与IEC 61000-4-27所推荐方法具有相同的测量准确度,为电压不平衡度的快速测量提供新的思路。     

谐波存在时的改进电能计量方法及应用

为减少谐波存在时的电能计量误差,本文提出一种基于三角自卷积窗的改进谐波电能频域计量算法.首先,采用三角自卷积窗对电压、电流信号进行加权处理,以抑制频谱泄漏和谐波间相互干扰;其次,运用插值FFT算法从频域实现电压、电流信号参数(频率、幅值和相位)的高精度估计值;最后,根据Budeanu给出的谐波电能定义,结合电压、电流信号参数实现谐波电能计量.非同步采样情况下,分别采用典型余弦组合窗(Hanning窗、Blackman-Harris窗与Rife-Vincent窗)和4阶三角自卷积窗进行谐波电能计量的仿真实验结果表明:采用三角自卷积窗函数可克服白噪声和基波频率波动影响,提高了谐波电能计量准确度.本文算法在三相多功能谐波电能表中的应用证明了其有效性和准确性.     

基于双窗全相位FFT双谱线校正电力谐波分析

基于快速傅里叶变换的电力谐波分析在非同步采样情况下存在频谱泄露,影响测量精度。为抑制频谱泄露对谐波分析的影响,分析对比了双窗全相位FFT与传统加窗FFT在抑制频谱泄露方面的特点,并通过计算证明了双窗全相位FFT在电力谐波分析中的独特优势。针对全相位频谱分析通常采用的时移相位差法存在计算量大、实时性差及存在相位模糊现象等不足,提出了一种基于双窗全相位FFT双谱线校正的谐波分析算法,利用基波频点附近的两条谱线幅值计算基波频率,进而推导了简洁实用的谐波幅值校正公式。该算法实现方便,且实时性优于相位差法。通过与传统加Hanning窗、Nuttall窗插值FFT的仿真对比验证了新算法具有更高精度,基于该算法的实验结果也验证了算法的有效性。     

三维表面粗糙度的均方根斜率评定

基于分形几何理论,通过分析随机表面的轮廓谱矩和表面谱矩的特性,提出了三维粗糙表面的均方根斜率评定方法,并用平磨样块试验证实了该法的正确性。     

新型人造金刚石压机加热系统的设计

设计一套新型金刚石压机交流加热系统,建立了加热系统的模型,详细阐述了恒平均电压、恒有效电压及恒功率三种加热方式的特性及差别,在此基础上选择了恒有效电压交流加热方式。深入分析系统脉冲控制环节和检测环节的原理及特点,采用PI控制器作为控制核心,同时论述了该控制器的参数设计原理及步骤。仿真和实验结果表明,所设计的加热系统具有实时性强、控制精度高、动静态特性优良、易于实现等特点,能较好地满足金刚石生产工艺的要求。     

基于泄漏对消的电力谐波相角高精度估计算法

采用快速傅里叶变换(FFT)进行电力系统谐波分析时,受频谱泄漏和栅栏效应的影响,相角估计误差往往较大.为减小这类误差,提出一种基于频谱泄漏对消的谐波相角高精度估计算法,结合余弦组合窗时域和频域特性,综合考虑长、短范围频谱泄漏的影响,推导了基于余弦组合窗的插值FFT谐波相角计算式.该算法首先运用基于余弦组合窗的插值FFT方法获得频率偏差估计值,然后采用离散频谱泄漏对消方法进行信号谐波相角估计,实现简单,准确度高.非同步采样情况下,采用典型余弦组合窗(Hanning、Blackman、Blackman-Harris、Rife-Vincent(I)、Nuttall等)进行信号谐波相角估计的仿真实验与应用验证了本文算法的准确性和有效性.