电力参数非同步采样误差分析

对用单片机测电力参数在非同步采样时的测量误差进行了分析，得出一般情况下的误差估计；针对典型算法(复化梯形算法)给出准确的误差公式，并由此得到减小误差的方法。这些结论可为交流采样技术的电力参数测量仪表在设计时进行误差分析提供参考。     

基于时移相位差校正的准同期算法的研究

由于并列双方电压信号的频率不相等且在并列过程中不断变化，难以同时实现同步采样。DFT算法存在因时域截断而产生的频谱泄漏，因此用于测量并列电压参数误差较大。文中提出的基于加窗和相位差校正的新DFT算法，利用原始采样数据，构造出两段数据序列，其中第二段序列比第一段滞后L点。对这两段序列作加窗DFT后，再利用其对应峰值谱线的相位差对并列双方电压信号的频率、幅值和相位等参数进行校正。该算法无需对电压信号进行同步采样，可有效减少非整周期采样所造成的泄漏误差，从而精确地测量电压信号的参数，且算法适合于多种对称窗函数仿真结果证明该算法测量精度高，具有较好的实用价值。     

基于瞬时功率变换的介损监测数字化算法

在目前电气设备介质损耗因数的数字化算法中，普遍存在着必须严格满足同步采样条件、计算分辨率低等局限性。为此，基于瞬时功率变换，提出一种提高介质损耗因数监测准确度的数字化新算法，并给出算法的理论基础。该算法无需同步采样，可以跟踪电网频率并实现电阻性电流和电容性电流的分解。仿真结果表明，该算法受采样数据长度、频率跟踪误差的影响较小，在非同步采样的情况下具有良好的应用特性，能够较好地解决实际信号量测中存在的非同步采样问题。     

基于离散傅立叶变换校正的电参量微机测量新算法及应用研究

离散傅立叶变换(DFT)是电参量微机测量的常用算法，但非同步采样引起的频谱泄漏及栅栏效应，使估计出的信号频率、幅值及相位有较大的误差。该文根据电气信号的频谱特点，对DFT频谱校正实现方法进行改进，提出了适合电参量微机测量的新算法，并通过选用不同的采样时间窗长度、采样点数及与之相适应的窗函数，使新算法可以满足高精度计量及快速电气测量等多种应用场合对测量精度、实时性等性能的不同要求。算法实现简单，速度快、精度高、通用性强，仿真分析和科研实践验证了其可行性和有效性。     

一种电力系统谐波信号的加窗频移算法

为实现非同步采样条件下谐波参数的高精度分析,避免插值过程的非线性导致对谐波相位计算存在较大误差的问题,提出了一种电力系统谐波参数估计新算法,即加窗频移算法。推导了加窗信号频移关系式,将加窗信号在频域上移动该频移量的频率单位,使谐波分量采样序列的离散频点与真实频点一致。通过频移信号的离散傅里叶变换,获取谐波信号真实的频谱,进而求得谐波参数。该算法的优势在于实现了频移思想在谐波分析上的应用,通过对加窗信号进行频域移动,消除非同步采样误差,将非同步问题同步化处理,同时避免了加窗插值算法等校正算法的修正过程,对幅值、相位、频率的估计有较简单的计算公式。算例分析验证了该方法的正确性,表明在噪声干扰下仍可获得很高的分析精度,尤其能改善相位估计的精度。     

频率对数字调压器有效值计算的影响

飞机发电机控制器在检测电压有效值时,经常因为频率波动导致有效值计算出现误差。介绍了定频采样算法、过零点算法和准同步采样算法3种有效值算法,在MATLAB软件中进行了对比仿真,选取了误差最小的准同步采样算法。针对准同步采样算法响应时间过长的问题进行了改进,采用半周期积分优化的方法,并适当减少迭代次数。仿真与试验的结果证明,频率在380~420 Hz之间波动时,与传统定频采样算法相比,优化后的准同步采样算法误差从2.63%减小至0.14%。与优化前的准同步采样算法相比,优化后的响应时间从7.42 ms减小至2.46 ms。     

电机测试中谐波分析的高精度FFT算法

快速傅立叶变换在非同步采样情况下存在较大的误差,因而无法在电机测试过程中获得准确的谐波参数。为了减小非同步采样对快速傅立叶变换的影响,提高电机测试中的谐波分析精度,该文通过加窗和插值对原算进行了改进。该评议先是对非同步有栗的泄漏效应进行了简要说明,并借助MATLAB软件求解高次插值方程得到准确的频率偏移量,进而得出较准确的谐波参数。在此基础上,对插值公式作适当改动,可以进一步提高各种情况下特别是泄漏程度较严重时的计算精度。该文最后提供了一个模拟分析实例,分析结果进一步验证了改进后算法在非同步采样时,仍然具有非常高的分析精度。     

数字化电能计量中数值积分算法的误差分析

数字化变电站目前在国内发展迅猛,基于对数字化变电站关键设备——电子式互感器的研究,本文分析了最常用的数值积分算法测量电压、电流及有功功率产生误差的原因,给出了截断误差、舍入误差及同步误差的计算公式。文章结合数字化计量中电子式互感器典型的非同步采样进行了仿真,理论分析和仿真结果表明:数值积分算法只有在一定条件下,才能满足电力计量的要求。     

基于混合谱线插值算法的谐波分析方法

快速傅里叶变换（FFT）是电力系统谐波分析的常用方法,但FFT在非同步采样和非整数周期截断的情况下存在较大误差,无法获得较精确的谐波参数。采用基于5项Rife～Vincent（I）窗插值FFT的谐波分析算法,现有双峰谱线插值修正算法可以有效改善谐波数据准确度,但算法的精度很大程度上取决于信号频率校正系数的计算精度。而采用混合谱线插值修正算法,可得到精确的频率校正系数。仿真结果验证了该方法的可行性与有效性,并可提高谐波的检测精度。     

基于相关Blackman窗的FFT介损角测量算法

在高压电气设备介损角在线监测中,由于存在工频周期信号的非同步采样和截断现象,从而造成利用FFT算法计算介损角产生较大的误差。本文分析了非同步采样造成的FFT算法的泄漏效应,提出了一种基于相关Blackman窗的FFT介损角测量算法。该方法采用相关Blackman窗对系统电流与电压信号进行加权,然后利用频谱相位差校正法进行频谱校正以获得基波相位,最后根据电流与电压的基波相位差来计算出介损角。仿真结果表明该算法有效地克服了非同步采样和截断造成的介损角测量误差,并且能够大大降低信号频率波动、高次谐波对介损角测量精度的影响。     

同步相量测量的若干关键问题

首先,阐述了非额定频率下相量的定义以及数据再同步对相量时标的要求。然后,结合数据再同步的需求分析了频率自适应采样方法在高密度的相量同步情况下的局限性;推导出一种在定间隔采样基础上能够有效消除非额定频率下离散傅里叶变换(DFT)算法产生的频率泄漏影响的相量校正算法。提出一种测试绝对相角测量精度的试验方法,并按照该方法验证了采用所提出的相量校正算法的相量测量单元(PMU)的相角测量精度。最后,通过仿真分析了基于DFT的相量算法的动态特性及其在暂态稳定控制中的适用范围。     

电力参数微机测量中采样周期的优化校正方法

在电力参数微机高精度测量中，同步误差是导致测量误差的主要因素之一，而采样周期校正是减小同步误差的重要手段。文中对交流采样时采样周期的校正方法进行研究，提出了采样周期优化取值、分段调整和动态调整等优化校正方法。这些方法易于实现，实用性强，与传统方法相比，能更有效地减小同步误差，提高测量精度。仿真研究和科研实践均证实了其可行性和有效性。     

常用电工参数数字化测量中的非同步采样误差

非同步采样误差是周期性信号均值型参数数字化测量中普遍存在的一种误差,本文介绍了非同步采样误差的概念,推导了常用电工参数数字化测量中的非同步采样误差的公式,并分析了影响非同步采样误差的因素,最后了提出了几种减小非同步采样误差的方法。     

同步采样和谐波分析方法的实现

为了减小因非同步采样和非整数次周期截断造成的影响,提高电力系统谐波分析的精度,本文简述了一种基于DSP的电力系统谐波分析装置的总体结构.在讨论了非同步采样造成的栅栏效应误差之后,提出了同步采样的实现方法.为减小频谱泄露的影响,采用加窗双峰谱线插值的FFT算法分析电力系统谐波,并对算法的实现进行了详细的描述,仿真结果显示...     

数据插值在谐波分析算法中的应用及其实现

本将采样数据插值法应用于谐波分析的算法，导出了用非同步采样数据计算同步采样数据的插值公式，并根据复序列快速傅立叶变换（FFT）原理计算谐波参数，最后给出了误差仿真结果。     

非正弦周期信号测量同步误差研究

软件同步采样是电工参量微机测试系统中常用的采样测量方法,由于同步误差的存在,引起测量的方法误差。非正弦周期信号测量同步误差研究分析了软件实现同步采样在非正弦信号有效值和有功功率测量中产生测量方法误差的原因、误差的大小,建立了误差分析的数学模型,并进行了仿真计算,提出了消除或减小测量方法误差的措施。     

频谱小偏差校正新方法

提出一种频谱校正新方法以克服小的同步偏差对频谱分析的影响。该方法包括信号频率实时估计、采样频率同步跟踪和谐波系数误差校正几个要素。信号频率估计采用改进的相位差法,谐波系数校正采用一个向量级数公式。频率估计和同步跟踪将采样同步偏差控制在较小范围,然后采用谐波系数校正算法进一步提高谐波测量的准确度。基于MATLAB软件的仿真结果证实了该方法的有效性。     

频谱小偏差校正新方法

提出一种频谱校正新方法以克服小的同步偏差对频谱分析的影响。该方法包括信号频率实时估计、采样频率同步跟踪和谐波系数误差校正几个要素。信号频率估计采用改进的相位差法,谐波系数校正采用一个向量级数公式。频率估计和同步跟踪将采样同步偏差控制在较小范围,然后采用谐波系数校正算法进一步提高谐波测量的准确度。基于MATLAB软件的仿真结果证实了该方法的有效性。     

基于三角自卷积窗的介损角测量算法及应用

非同步采样条件下采用快速傅里叶变换(FFT)进行介损角测量时,频谱泄漏和栅栏效应造成的误差较大。本文提出了一种基于三角自卷积窗频谱相位差校正的介损角测量算法,介绍了其在高压电容型设备绝缘在线监测系统中的应用。三角自卷积窗具有良好的旁瓣性能,采用三角自卷积窗对信号进行加权能有效减少频谱泄漏对介损角测量的影响;基于三角自卷积窗的频谱校正算法不需求解高次方程,计算量小。在非同步采样情况下,通过对基波频率波动、采样频率变化、介损角真值变化、白噪声影响、谐波变化等情况下的介损角仿真测量实验和实际应用验证了本文算法的准确性和有效性。     

高精度FFT算法在介损监测中的理论与仿真研究

在电力设备介质损耗在线监测中,由于对连续工频周期信号的截断和非同步采样,会给基于传统FFT的谐波分析法带来显著的误差。笔者在前人的基础之上,对高精度FFT算法进行了详细的推导,并给出了加Blackman-Harris窗插值算法的实用公式。针对实际电网频率波动引起的非同步采样,通过MATLAB软件对普通FFT算法、加Blackman窗和加Blackman-Harris窗的插值算法进行仿真。仿真结果分析表明采用加Blackman-Harris窗插值的高精度FFT算法可以有效地降低测量误差和提高监测精度,满足现场电力设备介损监测的要求。