基于频率自适应的双二阶巴特沃斯数字滤波方法

频率波动、谐波未知的畸变电网导致相位和频率检测存在稳态误差,从而影响滤波器的滤波性能。针对上述问题,提出一种基于频率自适应的双二阶巴特沃斯数字滤波方法,该方法采用两个双二阶巴特沃斯带通滤波器,可实时检测电网电压的相位和频率并提取基波信号;分析巴特沃斯带通滤波器的特性及频率自适应滤波算法的结构;阐述该频率自适应滤波算法在电压锁相环和特定次谐波检测中的应用。仿真与实验结果验证了基于频率自适应的双二阶巴特沃斯数字滤波方法的有效性。该方法能够精确检测电网电压的相位和频率,并能有效消除因电网频率波动、电网畸变而导致的相位和频率检测误差,而且适用于单相或三相系统。     

电网污染条件下的一种基波信号检测方法

在动态信号污染条件下,传统的电网基波信号的检测方法的性能受到不利影响。文章提出了一种新的自适应陷波滤波器算法。该算法具有圆形的周期轨道,通过调节自身参数来自动跟踪基波信号的变化,从而实现了对污染条件下的电网基波信号的相角、频率和幅值的实时准确的提取。仿真结果表明,自适应陷波滤波器方法对于电网中存在的谐波、电压骤升/骤降/缺口、三相不平衡及其它类型的污染,具有很高的免疫性。该方法结构简单,软、硬件实现起来比较容易。适合应用于分布式电源并网时,电网基波信号信息的准确跟踪,为并网变换器的同步工作提供依据。     

非理想电网下三相逆变器的锁相方法研究

在大规模新能源并网发电场合,电网常处于三相不平衡、谐波畸变、频率波动等非理想电网状态.为了改善并网逆变器在非理想电网条件下的控制性能,提出了一种基于新型滑动平均滤波器的锁相环(NMAF-PLL).NMAF可在α-β坐标系下滤除输入信号中的直流分量、谐波分量及基波负序分量,提取基波正序分量.进一步,进行了NMAF频率自适...     

基于小波和短时傅里叶变换的电网谐波分析

为了测量电网中的波动谐波,将小波变换和短时傅里叶变换方法相结合用于电网谐波分析。通过小波变换设计出一组带通滤波器来分离出基波和各次谐波,并采用短时傅立叶变换计算出基波和各次谐波的幅值、频率和相位。仿真结果表明,当信号中存在高斯白噪声时该算法仍可准确检测出基波和2到63次谐波的幅值、频率和相位,且算法简单易于实现。     

基于小波和短时傅里叶变换的电网谐波分析

为了测量电网中的波动谐波,将小波变换和短时傅里叶变换方法相结合用于电网谐波分析.通过小波变换设计出一组带通滤波器来分离出基波和各次谐波,并采用短时傅立叶变换计算出基波和各次谐波的幅值、频率和相位.仿真结果表明,当信号中存在高斯白噪声时该算法仍可准确检测出基波和2到63次谐波的幅值、频率和相位,且算法简单易于实现.     

一种改进型两相静止坐标系增强型锁相环

电网电压中的谐波、不平衡以及直流偏移会在传统两相静止坐标系增强型锁相环(αβ-EPLL)所检测的电网基波电压幅值、频率和相角中产生周期波动,尤其是直流偏移会产生基波频率的周期波动,难以使用低通滤波器直接滤除。提出一种改进的αβ-EPLL结构,在两相信号输入侧引入直流偏移积分器以消除输入直流偏移,在幅值检测环和频率检测环中分别引入延时信号滤波器以消除输入谐波和不平衡的影响。详细的理论分析和实验结果验证了所提出的改进αβ-EPLL的正确性和可行性。     

基于改进型二阶广义积分器的同步信号检测

为了满足三相电压在不对称、直流分量及谐波畸变等情况下并网变换器的控制需求,需要准确地检测出电压信号的正序分量、幅值和基波频率。基于双二阶广义积分器锁频环的方法可实现电压在不对称和畸变下同步信号的提取。但当电压信号含有直流分量和多次谐波时,基本的SOGI结构滤波效果不理想,追踪的波形波动比较大,并降低了追踪速度。文中介绍一种改进的SOGI结构,该结构在SOGI的基础上增加求差节点和自适应滤波器,并保留SOGI-FLL的优势。电压的幅值和基波频率能准确快速被检测出来,很好的减小频率跳变后的波动、滤除谐波和消除直流分量。MATLAB仿真结果表明,其改进方法在电压信号不对称、直流分量及多次谐波存在条件下准确地检测出正序分量和基波频率。     

电网电压不平衡及谐波畸变时基波电压同步信号的检测

提出了一种电网电压不平衡及谐波畸变时基波电压同步信号的检测方法。通过采用一种新颖的谐振式锁相环技术,快速补偿锁相过程中各类电网故障引起的相位跟踪误差,有效地抑制了电网电压中负序及谐波分量引起的频率波动、相位抖动。该方法不仅适用于理想电网条件,更可在各种电压跌落、三相不平衡和谐波畸变等严重瞬态、稳态电网故障下,实现基波电...     

改进广义积分器在三相基波正序有功电流检测中的应用

在低压配电网中,四桥臂有源电力滤波器要求快速、准确地检测基波正序有功电流,传统的基于瞬时无功功率理论的i_p-i_q和FBD(Fryze-Buchholz-Dpenbrock)检测法通过采用锁相环和低通滤波器来实现,这会增加算法的复杂度,并导致较大的检测延时。提出一种基于改进广义积分器的三相基波正序有功电流检测算法。首先,根据广义积分器的选频特性,在传统的基波正序检测方法基础之上增加正负序分离运算模块,构成基于改进广义积分器的基波正序检测方法;然后,运用该算法检测电网电压和电源电流的基波正序分量,并通过简单投影运算,可以快速求得三相基波正序有功电流。该方法省略了低通滤波器环节,具有较强的抗干扰能力和频率自适应性。实验测试结果表明:该算法在电网电压畸变和电网频率波动时检测出的三相基波正序有功电流的谐波畸变率均在2.0%以下,而且还具有较小的动态响应时间(15 ms)。     

改进型解耦自适应复数滤波器锁相环

为了消除因三相电压不对称、频率突变、相位突变、注入谐波等不平衡电网环境对传统锁相方法的影响,提出一种准确锁定基波正序电压频率以及相位的方法。介绍静止坐标系锁相环(αβ-PLL)的基本结构,分析静止坐标系锁相环工作的基本原理。基于此,引入具有极性选择性的正、负序一阶复数滤波器,通过改进滤波结构、合理选择其参数,在αβ坐标系下实现了正序基波电压的准确提取。仿真结果表明,该方法能更快速准确的检测基波正序电压的幅值、频率及相位。     

电力系统自适应基波提取与频率跟踪算法

传统的电网频率跟踪算法一般依赖于调整所选电网模型的响应速度或精度来增强电力系统异常情况下的稳定性,为减小电网谐波或噪声对频率测量的影响,提出了一种自适应基波提取与频率跟踪算法。该算法通过对电网状态的预估,获得电网频率与电压幅值的估计值,用于实时更新无限冲击响应滤波器系数,实现电网的白适应基波提取,同时还给出了滤波器在系数切换时快速稳定的方法,在此基础上,引入鲁棒扩展卡尔曼滤波算法,实现对基波频率的精确跟踪。仿真和实测结果表明,该算法响应速度快,测量精度高,可有效抑制电网噪声对频率跟踪结果的影响,且算法复杂度较低,可以满足电力系统实时应用的要求。     

三相电网信号的双重Kalman滤波测量方法

提出一种基于Kalman滤波器的三相电网信号的谐波分析方法。该算法针对正负序分量的幅值相位和基波的频率,分别建立一个Kalman滤波器,并在两个滤波器之间形成联系。前者的状态变量可以用来计算基波瞬时频率并作为后者的测量;后者的状态变量可以提供前者模型参数。给出了两个滤波器的初始化过程与检测信号突变的方法,从而加快算法的响应速度。仿真验证了三相电网信号的幅值、相位和频率发生突变,幅值和频率同时连续变化,以及处于三相不平衡条件下,双重Kalman滤波测量方法依然准确高效。实验对非理想电网的三相电压、电流信号进行谐波分析,根据分析结果重构的信号误差平均值分别仅为0.67%和1.04%。     

基于改进DFT信号重构的基波正序有功和无功电流检测

为了满足复杂工况下基波正序有功、无功电流精确检测的需要,提出一种基于参考相位的改进型DFT算法,实现αβ轴系下基波电压、电流及其正交量的重构。结合瞬时对称分量变换和瞬时无功功率理论进一步提取基波正序有功、无功电流。考虑电网频率波动问题,利用等角度间隔采样原理在线跟踪电网频率变化。相比于常规的dq法,该方法省略了锁相环和低通滤波器,可准确、实时地求出基波正序电流的有功和无功分量。最后通过仿真和实验验证了该方法的正确性和可行性。     

一种改进的方均根值谐波检测方法的研究

针对传统检测方法不能有效应用于电网畸变和频率波动的缺陷,提出了一种改进的无锁相环的方均根值谐波检测方法。该方法采用基波正序提取环节代替锁相环,得到与基波电压正序分量同步的信号,进而检测谐波分量。将其与传统ip-iq检测法相比,该方法响应速度快,且可以有效地工作在电网恶劣的情况下。仿真和实验结果表明,将其应用于APF的谐波检测环节,电网侧谐波的补偿达到了预期的效果。     

基于多重二阶广义积分的电网谐波分量检测

当电网出现三相电压不平衡或含有低次谐波等状况时,为保证功率变流器输出与电网同步,采用了一种频率自适应同步检测方法。该方法是基于多重二阶广义积分器基础上的解耦网络,通过锁频环来进行频率调节,同时利用交叉对消网络来进行对各阶谐波分量的解耦,并通过等效滤波器来实现基波和各次谐波分量的分离。该方法可以检测出功率信号在基波频率下的正负序分量,且适用于低次谐波连续分量的检测。理论分析和Matlab仿真表明,采用的频率自适应同步检测方法可以在电网故障条件下有效地获得谐波正负序分量的相位和幅值,并且具有良好的静态和动态性能。     

一种改进的单相整流器控制策略研究

针对传统的基于低通滤波器的单相锁相环带来的网侧电压幅值衰减和相位滞后问题,提出了一种带通滤波器锁相环控制策略,基于带通滤波器对输入信号幅值无衰减和相位保持的特性,在所设定条件下该方法能够无延迟地提取出网侧电压的基波,并保持基波电压的幅值不变。针对电流环比例谐振控制器因带宽小,在电网频率偏移时带来功率因数下降的问题,采用了一种改进的比例谐振控制器。该控制器增加了带宽,具备零稳态误差和消除电网电压扰动影响的能力,能够减小电网频率偏移对系统的影响。最后,仿真和实验验证了所提出的基于带通滤波器锁相环控制策略和经过改进的比例谐振控制器方法的有效性和正确性。     

分布式发电系统并网公共连接点电压幅相检测方法

提出一种新型三相幅相检测方法,该方法基于PQR变换,实现了三相电压基波正序、负序分量解耦。电网电压的基波正序分量和负序分量分离后,基波正序分量及基波负序分量的幅值和相位可以分别被检测出来。仿真结果表明,在电网严重谐波畸变条件下,提出的新型三相幅相检测方法克服了传统三相软件锁相环路存在的问题,能准确地跟踪基波正序电压的幅值和相位,在同等检测精度下有效提高了动态响应速度,可应用于分布式发电系统并网公共连接点电压幅相检测。     

有源滤波器参考电流的无延时的生成方法

文章介绍了一种多级自适应滤波系统，用于无时延地生成有源滤波器(APF)参考电流。该滤波系统主要包括前置低通滤波器和自适应预测滤波器，可以从频率和幅值均变化的畸变波形中提取正弦有功电流，而不引起任何附加相移。通常APF只能对基波频率为恒值的电网进行谐波补偿，文章提出的APF结构也可用于输入信号基波频率变化的情况。     

改进型解耦自适应复数滤波器的锁相环研究

为了消除因三相电压不对称、频率突变、相位突变和注入谐波等不平衡电网环境对传统锁相方法的影响,提出了一种准确锁定基波正序电压频率以及相位的方法。介绍了静止坐标系锁相环(αβ-PLL)的基本结构,分析了静止坐标系锁相环工作的基本原理。基于此,引入具有极性选择性的正、负序一阶复数滤波器,通过改进滤波结构、合理选择其参数,在αβ坐标系下实现了正序基波电压的准确提取。仿真结果表明,该方法能更快速准确地检测基波正序电压的幅值、频率及相位。     

一种用于谐波测量的全数字同步采样算法

提出了一种用于高精度谐波测量的全数字同步采样算法,其原理是根据电网的基波频率动态地调整过采样模数转换器（ADC）中抽取电路的抽取率,使得抽取后的系统采样频率可以跟随基波频率的变化而变化。与传统的模拟锁相环（PLL）和软件同步采样算法相比,该算法完全由数字电路实现,更加节省硬件面积,适合于数模混合系统的应用开发。文中给出了一个包含delta-sigma ADC、频率测量模块、抽取率控制单元和64点快速傅里叶变换（FFT）计算引擎的、用于实际混合系统芯片设计的Simulink仿真模型。对于采样频率是1.638 4 MHz、带宽是1.6 kHz（可计量31次谐波）的谐波测量系统,在电网频率波动±5%的条件下,同步采样后基波和谐波有效值误差分别小于0.001%和0.02%。