继电保护中最小二乘算法的最佳噪声模型

电力系统继电保护的最小二乘算法由于采用的噪声模型不同而有多种形式。文中首先列举了最小二乘算法的各种模型及其组合,通过研究算法模型对滤波性能的影响,提出采用IH(平均最大频谱)和IL分别评估算法滤除谐波分量的能力和滤除非周期分量的能力。使用该方法对各种噪声模型进行了对比研究,并得到了各种时间窗长度下的对于电压和电流信号的最佳模型。仿真计算表明所提出的比较方法及其结果是正确的。最后,基于得到的最小二乘算法的最佳模型,提出了一种基于最小二乘算法的快速距离保护。     

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。     

基于MSWF和改进Adaline神经网络的间谐波分析

为降低计算复杂度,将多级维纳滤波器(MSWF)应用于电力系统间谐波分析,提出基于MSWF和改进自适应神经网络的间谐波分析方法。利用MSWF的前向递推实现信号子空间和噪声子空间的快速估计,不需要估计数据的协方差矩阵及其特征值分解,减小了计算量。应用新的最小描述长度准则和TLS-ESPRIT算法确定谐波、间谐波的个数及频率。为提高收敛速度,应用基于递归最小二乘学习算法的自适应神经网络分析谐波和间谐波的幅值和相位。Matlab仿真结果验证了所提算法的有效性。该方法计算复杂度低,分辨率高,精度高,收敛快。     

基于改进强跟踪无迹卡尔曼滤波的电力信号同步相量跟踪算法

配电网中各类噪声对相量测量产生较大影响,研究在高噪声环境下能够可靠检测并能快速跟踪电力信号突变的同步相量测量算法,对保证电网的稳定性与可靠性具有重要意义.提出基于量测量误差协方差次优估计的自适应强跟踪无迹卡尔曼滤波(SEMEC-ASTUKF)的同步相量测量算法.首先根据递归最小二乘法提出一种自适应常值噪声统计估计器提高量测噪声协方差估计精度;然后根据电力信号突变后特征,构建突变检测算法和渐消因子次优估计算法,改善强跟踪无迹卡尔曼滤波(STUKF)算法在高噪声环境下对突变检测能力弱和跟踪突变慢的缺陷.利用实测信号对算法性能进行验证,结果表明,SEMEC-ASTUKF算法具有更高的测量精度,对突变具有更好的检测灵敏度和更高的跟踪速度.     

基于RLS的自适应滤波算法研究

为抑制谐振接地系统对地电容中的工频信号和其他谐波成分,提出了一种基于RLS算法的自适应滤波算法.该算法通过给定n-1次迭代滤波器抽头权向量最小二乘估计,依据新到达的数据计算n次迭代权向量最新估计.当滤波器输入信号变化时可保持最佳输出信号,在一定程度上补偿了滤波器元件参数变化带来的运算误差.对其滤波理论及算法进行仿真研究.结果表明:该算法提高了滤波的稳定性、快速性和精确性,优于其他自适应算法.     

过零检测和曲线拟合的电力系统频率算法

提出了一种基于带通滤波、过零检测和最小二乘非线性曲线拟合的新型离散傅里叶变换DFT(discreteFourier transform)频率算法。首先将原始信号经过带通滤波器滤波后,用过零检测算法计算其频率并将此值作为最小二乘非线性曲线拟合参考频率;之后对拟合后的正弦曲线进行重采样得到重采样数据;再对重采样数据运用DFT算法计算频率。仿真实验结果表明,所提算法能抑制或消除噪声以及频率波动对频率同步测量的影响,提高了频率测量精度。     

利用递推最上二乘算法和自适应采样实现微机电量变送器

根据递推最小二乘算法，从受到干扰污染的输入信号中估计基波电压（电流）复数振幅的实部和虚部，利用它们的对电流，电压，有功功率和无功功率的有效值进行计算，利用电压相角变化来测量频率和功率因数，通过自适应调整采样间隔，保证当频率改变时每周波均匀采样Ｎ点，提高了测量精度，加快收敛速度，减小计算工作量，从而减小响应时间。     

利用递推最小二乘算法和自适应采样实现微机电量变送器

根据递推最小二乘算法，从受到干扰污染的输入信号中估计基波电压（电流）复数振 幅的实部和虚部，利用它们对电流、电压、有功功率和无功功率的有效值进行计算，利用电 压相角变化来测量频率和功率因数。通过自适应调整采样间隔，保证当频率改变时每周波均 匀采样Ｎ点，提高了测量精度，加快收敛速度，减小计算工作量，从而减小响应时间。     

基于微分方程模型阻抗算法的综合应用

对解微分方程算法作了改进,方法是通过对传统微分方程算法在有限时段上进行积分变换,借助积分减少高频分量的影响。通过数字仿真计算验证了改进后算法的优良估计性能,将之与基于微分方程模型的最小二乘法、全波傅里叶算法作了比较。并根据各算法的估计性能特点,提出了一种具有反时限特性的距离保护算法的实现方案。     

基于PSONM和LS的电力系统谐波估计方法研究

提出了一种改进的粒子群优化算法PS0NM法,和最小二乘法相结合的电力系统谐波参数的估计方法。在传统的粒子群算法中引入单纯形机制增强了该算法的局部搜索能力,提高了收敛速度。该方法将电力系统中谐波的相角、频率和幅值视为寻优变量,利用改进PS0对各次谐波分量的非线性参数即相角和频率进行估计,然后利用最小二乘法对谐波分量的线性参数即幅值进行计算,直到达到最大迭代次数,迭代结束。在MATLAB中搭建了一个典型的仿真模型,进行仿真验证,并将仿真结果与传统的快速傅立叶变换法进行对比。结果表明,所提出的方法能够对电力谐波的幅值和相角进行准确估计,而且估计精度受高斯白噪声影响小,其性能优于FFT法。     

基于噪声估计的自适应快速距离保护

继电保护滤波算法的速度和滤波能力间的固有矛盾阻碍了传统继电保护动作速度的进一步提高.提出了一种基于噪声估计的自适应快速距离保护,通过实时检测故障信号的噪声水平来估计滤波算法的误差,并根据误差大小自动调整距离保护的动作门槛,以此获得最佳的动作速度.该保护已在某数字式高压线路保护装置中获得应用.该装置的动模试验结果表明,所提出的自适应快速距离保护可以有效地防止区外故障时的超越,同时在区内故障时具有很快的动作速度.     

Fast frequency and harmonic estimation in power systems using a new optimized adaptive filter

This paper presents an adaptive filter for fast estimation of frequency and harmonic components of a power system voltage or current signal corrupted by noise with low signal to noise ratio (SNR). Unlike the conventional linear combiner (Adaline) approach, the new algorithm is based on an objective function often used in independent component analysis for robust tracking under impulse noise conditions. However, the accuracy and speed of convergence of this algorithm depend on the choice of step size of the filter and its adaptation. Instead of choosing the step size η and the parameter β of the cost function by trial and error, an adaptive particle swarm optimization technique is used alternatively to obtain both η and β to reduce the error between the observed voltage or current samples and the estimated ones. Using the optimized values, the amplitude and phase of the fundamental and harmonic components are estimated. Further, the extracted fundamental component is used to estimate any frequency drift of the power system recursively using an optimized error function obtained from three consecutive voltage samples. To test the effectiveness of the algorithm, several time-varying power system signals are simulated with harmonics, interharmonics, and decaying dc components buried in noise with low signal-to-noise ratio (SNR) and are used to estimate the frequency and harmonic components. This approach will be useful in islanding detection of a distributed generating system.     

Design and performance analysis of LMS algorithm based adaptive filter embedded with CFAR detector under non‐homogeneous clutter scenarios

The paper presents performance analysis of least‐mean‐square algorithm based adaptive filter embedded with constant false alarm rate (CFAR) detector for the purpose of better detection of target under non‐homogeneous clutter environment in radar application. The objective of this paper is to develop a method by redesigning the radar detector in such a way to emphasize the target response and de‐emphasize the clutter response. The hardware implementation using pipeline technique for the adaptive filter reveals its capability to support high sampling frequency, which is an ardent necessity for high performance radar. The moderate area‐delay‐product and low power consumption have made it suitable for hardware realization for such application. The extensive MATLAB simulation of proposed design shows remarkable improvement of detection performance in terms of signal‐to‐noise ratio of 17 dB considering probability of detection at 0.8 over the generic cell averaging CFAR (CA‐CFAR). Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

不受衰减直流分量影响的阻抗继电器新算法

基于傅里叶算法的阻抗继电器能够滤除和抑制高次谐波的影响,然而受衰减的直流分量的影响很大,通常采用差分滤波的方法滤除衰减直流分量的影响,由此提出一种改进的傅里叶算法,无需差分滤波,可以消除衰减直流分量的影响。EMTP仿真表明:与差分滤波相比,本算法对衰减直流分量有更好的抑制能力。     

电力系统频率新的跟踪算法

在许多电力系统保护和控制策略中必须精确测量和计算系统的频率。更重要的是在线计算系统的频率和它的变化，并必须认真处理系统频率的波动来解释测量的准确性。传统的方法是假设被分析的波形是纯正弦，该文提出一种利用数字滤波思想的新的频率跟踪和计算新方案，但不做任何波形假设。所提方案不采用二维富立叶变换、最小二乘和正交滤波。利用数字全通滤波器，该文提出一种新的、有效的电力系统频率计算方法。基于基本滤波器和设备，可以得到精确的电力系统频率而不受任何频率变化的影响。该算法不需要昂贵的如数字信号处理器等处理器。仿真实例和实际测量结果证明了算法的有效性。     

超高速方向继电器新算法的研究(Ⅱ)——实现与仿真

讨论了高压输电线路超高速方向继电器新算法的实现方法包括数字低通滤波器的设计、正序分量的求取、综合相量的计算以及动作判据的实现,同时以我国第1条500 kV输电线路——平武线及其所在系统为算例对所提算法进行了仿真计算,结果表明该继电器的动作速度快于常规的基于工频电气量的方向性保护继电器,具有较好的性能。     

基于带双窗N-1/N重叠频域FIR滤波器的自适应除噪

基于一种带双窗重叠自适应滤波器,将重叠滤波思想引入LMS算法,给出了窗加权重叠LMS(WO-LMS)算法.与传统的LMS算法相比,WO-LMS算法在同样收敛速度的前提下可以得到较低的稳态均方误差.理论分析了算法的收敛性,实验中通过和LMS算法的比较,验证了WO-LMS算法的优越性.     

基于相关箕舌线的变步长自适应滤波算法

针对箕舌线变步长自适应滤波算法(LMS)抗噪声能力差,不适合在噪声环境中使用的缺点,提出在步长更新时加入输入信号的控制,提高了系统的抗噪声性能。仿真表明,改进的算法比原算法具有更快的收敛速度和更强的抗噪声性能。     

克服电容式电压互感器暂态超越的新方法

为克服高压电网中普遍使用的电容式电压互感器(CVT)的暂态过程引起的故障二次电压的测量误差,从而导致距离保护的超越,在分析了故障时CVT的二次电压信号特点及传统的微机保护算法的缺陷,提出一种改进全波与改进半波傅氏算法相配合的新方法;该方法区别与其他方法不需知道CVT的内部参数,不需栖牲保护的速动性,运算速度快,有效滤除...