容性设备介质损耗角δ在线监测中的干扰抑制新方法

传感器的直流漂移以及电网的3次、5次、7次谐波直接影响介质损耗角δ的测量精度。文中提出了一种梳状陷波器干扰抑制新方法。陷波器的零点位于单位圆,极点在非常靠近单位圆的径向方向上,传递函数在所设计的频点(直流、150Hz、250Hz、350Hz)有超过140dB的衰减,而对50Hz无影响,在此基础上,让梳状陷波器输出与母线参考信号进行互相关计算,从而消除随机干扰带来的误差。现场测试表明,该方法的测量精度比传统方法有很大提高。     

用傅里叶变换测量介质损耗因数tan δ的软件同步算法

计算分析了当电网频率漂移时,通过传统的离散采样用快速傅里叶变换（FFT）计算电力设备的介质损耗因数tan δ时,由于硬件设计的采样周期不能随电网频率漂移而相应地改变,从而给tan δ测量结果带来严重的计算误差。提出了一种利用采样序列数据修正方法,这种方法通过检测信号的周期确定周期修正量,根据大于或小于0决定是增加或者减少采样周期来解决传统傅里叶计算方法的计算误差问题,文中阐述了算法的实现过程,并介绍了一种适用于实验室和现场的通过阻容变化改变相位角的简单而准确的模拟电路。计算机模拟和实测结果表明,文中提出的算法可很好地解决传统傅里叶方法测量tan δ的精度与稳定性不高的问题,在12位A/D精度、电网频率波动±0.2 Hz条件下,数据经过修正计算后tan δ测量误差小于5×10^-4,对提高tan δ测量精确度及稳定性有重要作用,可在目前广泛使用的微控制单元（MCU）中很好地实现。     

基于站域信息的整流站100Hz保护优化方案

对于现有仅利用单一设备量测量信息进行故障判断的100 Hz保护，其动作响应存在一定的盲目性，在换流站交流区域故障时适应性不足。对此提出基于站域信息区分整流站直流区域故障和交流区域故障，实现100 Hz保护优化，赋予100 Hz保护识别整流站直流区域故障与交流区域故障的能力。基于100 Hz保护误动原因分析，提出换流母线基频负序电压与直流线路二次谐波电压的相关系数，构建整流站故障区域识别方法。仿真结果表明，该方法不受故障类型、故障位置、过渡电阻、故障初始角以及噪声干扰的影响，可靠性高。     

采用梳状带通滤波的电磁流量计信号处理系统

提出采用梳状带通滤波和幅值解调的方法,处理高频矩形波励磁下电磁流量传感器输出信号,有效地抑制了各种噪声的干扰。对算法进行了仿真研究,确定梳状带通滤波器的带宽。选用DSP芯片,研制了数字信号处理系统,实时实现上述处理算法。进行了水流量标定实验,结果表明本文所研制系统的测量精度优于0．3％,满足工业测量的要求。     

无相位畸变的50Hz干扰滤波器

在进行电量测量时,经常遇到的问题是以50Hz为主的干扰。在严重的情况下,干扰信号完全可以湮没有用信号。当使用具有高共模抑制比的差分放大器还不足以解决问题时,滤波技术则是经常被使用的。复杂的数字滤波器是可以胜任的,但是简单的滤波器更引起人们的注意。陷波器或带阻滤波器将给出所希望的幅度特性,然而不利的是它具有非线性相位响应,其结果则造成有用信号的失真。典型陷波器的幅度和相位特性如图1所示,其中ψ可为90°。     

一种基于自适应陷波器的电网频率测量新方法

该文提出一种测量和跟踪电网频率变化的新方法：采用两级自适应陷波滤波器结构，第一级陷波器用来滤除谐波并得到加强的基波成分，再经过降采样处理把基波频谱拓宽后，由第二级陷波器来估计基波频率。陷波器的自适应算法是非梯度搜索的，使其运算量大大简化，适用于实时处理的场合。并通过仿真来说明该方法具有测量精度高和响应时间快的特点。     

并联型有源电力滤波器电压环优化设计

为了减小直流侧电压脉动对并联型有源电力滤波器(SAPF)补偿性能的影响,分析了补偿电流分解得到的谐波电流与直流侧电压脉动的关系,得到电容电压纹波的估算表达式。据此提出了一种适用于常用SPWM调制方式的电压环设计方法,即在经典PI控制基础上串入陷波器进行优化。按某一频率设计的陷波器减小了电压环输出在该频率的增益,使直流侧电压波动引起的干扰削弱,提升有源电力滤波器的补偿性能。仿真与实验结果表明该设计方法可以使有源电力滤波器的补偿效果明显改善,验证了本文理论分析和设计方法的正确性。     

基于自适应陷波器的电网频率估计方法

本文针对电网频率难以精确测量的问题,提出利用自适应陷波器结构的滤波功能,结合电网电压基波信号及其谐波信号的特性,以陷波器实时输出平方值作为陷波器参数的优化目标函数,根据随机优化理论推导出陷波器参数在线迭代算法,从而对与频率有关的陷波参数进行自适应调整,达到电网频率估计的目的。该方法结构简单,通过仿真分析和实验测试,检验了所提出的频率估计算法的收敛速度和逼近精度,表明基于自适应陷波器的电网频率估计方法,可以准确估计出电网频率。     

分散励磁与超导储能装置的干扰抑制控制

提出了一种新的设计多机电力系统中励磁和超导储能装置的分散L₂增益干扰抑制控制器的方法。文中首先建立了含超导储能装置的多机电力系统的动态模型，继而利用递推方法设计励磁和超导储能装置的增益干扰抑制控制器，所得控制器可以利用本地测量量实现。计算机仿真结果说明了所设计的控制器可以提高系统的暂态稳定性，显著改善系统的动态性能。     

基于谐振频率预测模型的配电网电容电流测量方法

现有配电网电容电流测量的信号注入法在测量精度和速度上暂不能达到平衡,为更适应测量系统快速跟踪变化的要求,提出了一种谐振频率预测模型。该模型直接根据波形波峰间的时间差进行谐振频率的计算,能够快速确定电容电流大小,大大缩短测量时间。为有效消除具有一定频率偏差的工频信号干扰,设计了级联陷波器对中性点电压信号进行处理。多组仿真实验证明,该模型测量方法可有效消除工频信号干扰,计算简便,测量精度高、速度快。     

基于变步长LMS自适应陷波算法的电气信号频率测量

提出一种基于二阶无限冲击响应(IIR)变步长自适应数字陷波滤波器的电气信号频率跟踪测量算法。论述了陷波滤波器能够滤除信号中特定的频率,而其他的频率成分不受影响的原理;最小均方LMS(LeastMeanSquare)自适应陷波算法是将被谐波和随机噪声污染的电气信号通过基波陷波器,根据陷波器输出误差采用变步长因子的递推LMS自适应修正陷波器参数和跟踪频率的变化。实例中,给出了给定变步长迭代公式的常数以计算出频率,并采用频率稳定时的测量、频率波动时的测量、电机运行频率测量的3种仿真结果表明所提出的频率跟踪测量算法效果良好。     

直流无刷推进器转速测量电路设计

直流无刷推进器输出的数字脉冲信号存在毛刺干扰,影响对推进器转速的测量。提出一种直流无刷推进器去毛刺转速测量电路的设计方法。该电路采用电压跟随、光电隔离技术,消除数字脉冲毛刺干扰对测量精度的影响;通过F/V变换、A/D转换,由测得电压计算推进器转速。试验结果表明,该电路设计可以有效的去除毛刺干扰。该方法稳定性好、测速精度高,能很好的满足对直流无刷推进器转速测量的要求。     

基于全通滤波器的IIR陷波器在抑制电力线通信中的谐波干扰的研究

从滤波器的系数敏感度出发 ,提出用基于全通滤波器的IIR陷波器来抑制电力线通信信号中的谐波干扰。详细论述了这种陷波器的设计方法 ,分析了其在低频段的系数敏感度。通过实际数据验证了这种滤波器能够有效地抑制电力线通信信号中的谐波干扰 ,大大提高了信噪比。     

特高压直流电压测量装置二次分压及数字采集技术研究与应用

随着特高压柔性直流输电等应用的发展,电网对柔性直流系统控制与保护提出更快速更准确的响应需求,因而要求直流电压测量装置具备高可靠性、高速、高精度等特性。针对特高压直流电压测量装置的二次分压及数字采集部分进行深入研究,一方面提出具备冗余设计及精度补偿功能的二次分压板结构拓扑,另一方面提出了高速高精度低延时的就地数字化信号采集方案。应用该技术的±800 kV直流电压测量装置实际测试结果表明:测量精度优于0.2级;50 Hz频率响应比差优于1%,相差小于500μs;截止频率高于3 kHz。     

基于LCL型逆变器的数字陷波器有源阻尼方法研究

为了解决传统电容电流比例反馈有源阻尼方法控制结构复杂以及由系统延时所导致的谐振阻尼区域狭小等问题,对基于陷波器的有源阻尼方法进行了研究。将系统的谐振阻尼区域从(0,fs/6)拓展到(0,fs/2),消除了延时所带来的影响。同时,为了减小谐振频率波动对陷波器陷波效果的影响,利用经典控制理论中有关偶极子的经验法则得到陷波器允许的谐振频率最大波动范围。并通过系统闭环传递函数的零极点图对系统稳定性进行分析,设计出合理的阻尼比。Matlab/Simulink仿真与实验结果验证了所设计的陷波器有源阻尼方法的有效性。     

容性设备的故障诊断技术

介绍了当前容性设备在线监测与故障诊断的几种方法。对信号采集所用的传感器进行了介绍和对比,并着重介绍了基于磁性耦合方式的电子补偿零磁通传感器的原理。还介绍了根据三相泄漏电流和的变化判断容性设备绝缘状态的方法以及影响其测量结果的各种因素。对于介质损耗的测量,介绍了容性设备的串联等值电路及在线监测模型,及其测量原理和信号处理方法,并分析了利用傅立叶变换进行谐波分析的原理及其存在的不足,针对这些不足,介绍了基于小波变换的绝缘变化趋势的提取方法,几种信号预处理方法,梳状陷波器抑制法和海宁加权插值FFT算法及相关函数法。     

直流输电线路Y型绝缘子串污闪特性研究

开展了用于500 kV线路Y型绝缘子串的人工污秽试验研究，绝缘子染污采用固体层法，试验结果表明，Y型绝缘子串与悬垂串相比，直流污秽闪络电压可提高约9%。在500 kV输电线路上采用Y型绝缘子串时，在不同污区单串采用的绝缘子片数可比单悬垂串略微减少。Y型绝缘子串用于重污秽地区输电线路时，可减小杆塔尺寸，降低工程造价。文章还提出了在不同污秽地区所需要的绝缘子片数，为500 kV直流输电线路设计中采用Y型绝缘子串提供了参考依据。     

用基于全通滤波器的ⅡR陷波器抑制工频通信中的谐波干扰

针对双向工频通信的信号特征，为了解决IIR陷波滤波器系数在低频段敏感度高的问题，提出采用基于全通滤波器的IIR陷波滤波器来消除电网谐波干扰的新方法。该陷波器可以由格型运算结构来实现，并因为全通滤波器的分子与分母之间的镜像对称关系，使滤波器在低频段具有非常低的系数敏感度。该文详细论述了该陷波滤波器的基本原理和设计方法，并通过一个设计实例说明了该方式由于量化效应引起的频率偏移量要远远小于级联方式。现场实验与仿真都证明了该滤波器能够非常有效地抑制电网中的基波和3、5次谐波，大大提高了对双向工频通信信号的检测能力。     

投切电容器时的电网谐波阻抗测量方法

在谐波阻抗测量领域,投切电容器方法是比较通用的操作方法。在实际电网谐波阻抗测量中由于存在的背景谐波干扰、傅立叶变换过程中的频谱泄漏和采集信号中存在噪声等问题,测量结果将会产生较大误差。为了减小此类影响,采用投切电容器测量电网谐波阻抗的方法并对其进行改进,采取陷波器对信号波形进行预处理从而减小了背景谐波和频谱泄漏的影响;采用小波分析对信号进行重构有效消除了噪声干扰。基于PSCAD和Mat-lab仿真实验,得出比较理想的结果,测量误差大大减小。结果表明,提出的方法有效地减小了谐波阻抗测量误差,在电力系统谐波阻抗测量领域有良好的应用前景。     

基于时间尺度变换策略的幅频测量用自适应陷波器算法

现有电力信号幅频测量算法在动态条件下的测量精度和响应时间方面还有待改善,为此提出了基于时间尺度变换的自适应陷波器(adaptive notch filter,ANF)算法进行幅频测量。该算法对时间进行尺度变换,得到新时间尺度下的ANF动态方程,能够消除频率参数和滤波器之间的非线性耦合,将状态估计方程等价为线性时不变系统,并进行离散化处理。该算法能够有效消除谐波和噪声干扰,快速准确地测量动态变化的幅值和频率。算例结果验证了该方法的有效性,可满足在线测量的要求。