电力系统谐波检测的FFT加窗插值算法与小波分析方法的比较

快速傅立叶变换FFT(Fast Fourier Transform)是应用较广泛的一种谐波检测方法,具有检测精度高、实现简单、功能多且使用方便的优点,但计算量较大,因而实时性不够好;小波分析实时性好,能够获取较精确的基波信号,然而对于其他整数次谐波的幅值和相位则较难精确的获得,且难于构造分频严格、能量集中的小波,检测精度也有待改善。通过MATLAB仿真实验验证上述结论。     

电力系统谐波检测的FFT加窗插值算法与小波分析方法的比较

对电力系统谐波检测中常用的FFT加窗插值算法和小波分析算法进行了分析比较:FFT加窗插值算法具有检测精度高、实现简单、功能多且使用方便的优点,但计算量较大,因而实时性不够好;小波分析实时性好,能够获取较精确的基波信号,然而对于其他整数次谐波的幅值和相位则较难精确的获得,且难于构造分频严格、能量集中的小波,检测精度也有待改善.并通过仿真实验验证上述结论.     

基于加窗插值FFT算法的间谐波检测方法研究

电网中间谐波的存在,会对电能质量以及供电可靠性带来不利影响,故准确检测间谐波对电力系统稳定运行意义重大。根据间谐波特性,在一般FFT算法基础上,提出了基于加窗插值FFT算法的间谐波检测方法。通过分析对比不同窗函数的特点,选取检测精度较高的Hanning窗作为所加分析窗,同时确定所加窗函数的宽度及采样周期,可准确检测出系统中的谐波及间谐波。在MATLAB环境下仿真得到一般FFT算法及加窗插值FFT算法对谐波和间谐波的检测结果,通过对所得频率和幅值估计结果的对比分析可知,加窗插值FFT算法检测精度更高、实用性更强。     

基于加窗FFT和HWT算法的谐波检测系统设计

为了提高电网谐波的检测精度,特别是考虑电网中存在间谐波的情况,及造成的频谱泄漏和栅栏效应问题.采用了改进加窗插值FFT和HWT混合的非整次谐波算法,加窗插值采用可修改的Hanning窗、HWT采用谐波小波算法,更好地消除了间谐波的影响.硬件采用STM32+DSP的双CPU并行处理技术,提高了数据处理速度.MATLAB仿...     

基于Root-MUSIC频率估计的改进加窗插值FFT相位测量算法研究

在微电网高精度相位测量领域中,为了克服间谐波对加窗插值FFT中的插值多项式拟合算法的精度影响而使相位测量精度明显下降的问题,本文提出了一种加窗插值快速傅里叶改进算法,即采用Root-MUSIC算法准确频率估计,修正Blackman窗三谱线插值FFT频率公式,得到多项式两个变量准确值,修正了之前加窗插值FFT算法由于间谐波等扰动的长范围及短范围频谱泄露造成的变量不准确问题,在得到修正后变量基础上修正相位表达式,从而得到准确地相位值。仿真表明,本算法在存在间谐波扰动的情况下可以很好地估计频率,具有很高的相位测量精度,同时抗噪声干扰能力较强。     

基于加窗插值和Prony的电力系统间谐波算法

邻近谐波或基波的间谐波,是导致电压闪变的直接原因,准确检出该成分,对于改善电能质量具有重要意义.考虑真实电网宽带多频的信号特性,分析了加窗插值算法和谱估计法局限性,提出基于加窗插值和Prony的间谐波检测法.先通过加窗插值求解各个信号参数,进而采用频率分析定位临近谐波和间谐波所在频率区间,最后对时域滤波后的残差分量用Prony算法计算.Matlab仿真表明该方法频率分辨率和精度优于加窗插值,相对传统Prony法不需要估算信号个数,能有效消除伪谱的影响.     

基于加窗插值和Prony的电力系统间谐波算法

邻近谐波或基波的间谐波,是导致电压闪变的直接原因,准确检出该成分,对于改善电能质量具有重要意义.考虑真实电网宽带多频的信号特性,分析了加窗插值算法和谱估计法局限性,提出基于加窗插值和Prony的间谐波检测法.先通过加窗插值求解各个信号参数,进而采用频率分析定位临近谐波和间谐波所在频率区间,最后对时域滤波后的残差分量用P...     

FFT分析电力系统谐波的加窗插值算法

采用快速傅里叶变换 (FFT)进行电力系统谐波分析时很难做到同步采样 ,故造成频谱泄漏 ,影响谐波分析的结果。本文对FFT的泄漏原因进行了分析 ,并用组合余弦窗对采样数据加权及利用插值对FFT的结果进行修正 ,精度得到极大的提高。文中给出了该算法进行谐波分析的算例 ,计算结果表明 ,基于Blackman Harris窗的算法具有更高的计算精度和效率。     

电力系统谐波及其检测方法研究

谐波测量在电力系统中占有重要的作用和地位。本文概述了谐波测量的主要方法,对基于加窗插值FFT的谐波测量方法进行了分析和研究。在此基础上,设计并实现了一种多功能虚拟谐波测量系统,采用加窗插值FFT算法,以图形化编程语言LabVIEW为开发平台,实现了电力系统电压、电流谐波参数的测量。与传统的谐波测量系统相比,该系统硬件简单、编程灵活、可自定义、数据分析与处理能力强、使用方便,测量结果证明了系统的可行性和准确性。     

谐波分析的加窗插值改进算法

加窗插值FFT是电力谐波分析的常用算法，文中在两方面对该算法进行了改进。提出了一类新的离散窗函数——矩形自卷积窗。m阶矩形自卷积窗由m个矩形窗通过卷积运算生成，其幅频特性在零点处的1-m-1阶导数均为0;谐波分析时，加这类窗可以最大限度地减小基波及各次谐波相互之间的频谱泄漏：另外，给出了适合新窗的插值算法，并对插值算法的一些常规做法进行了改进。基于新窗的改进算法易于实现，能显著提高谐波分析精度和减小计算量。仿真分析和实践验证了其可行性和有效性。     

基于傅立叶级数的自适应谐波检测算法

传统的自适应谐波检测都是采用含有积分器的噪声对消原理,而对含有交流分量的信号积分导致得到的直流信号存在脉动。针对这一问题,本文在自适应算法的基础上,提出了基于傅立叶级数的自适应谐波检测算法。运用傅立叶级数的分解原理,通过自适应算法快速修正傅立叶级数的各次系数值,分解出基波有功和无功电流的幅值,再将基波有功和无功电流的幅值分别与锁相环所得的与电压同相位的单位正余弦信号相乘得到基波有功和无功电流。仿真结果表明本文提出的方法能快速准确地得到稳定的基波有功和无功电流的幅值,抑制了直流信号的脉动。     

基于加窗小波变换的HAPF谐波检测

基于小波变换理论进行混合有源电力滤波器(HAPF)的谐波检测,但分析Mallat小波分解算法可知其存在缺陷:若直接对所有数据进行小波变换,计算量大且误差明显;提高采样频率会使单位时间内处理过多数据。提出在小波变换前将采样数据与窗函数相乘,在有效滤去高频分量的同时减少小波分解层数。基于Blackman窗、Hamming窗和Hanning窗的比较分析,选取Hamming窗作为小波分析前的辅助窗,可使99.963%的能量集中在主瓣内。基于PSCAD/EMTDC与Matlab进行仿真实验,结果显示,该方法响应时间约为10 ms,且小波分解次数减少,比较仿真结果可知检测精度提高。     

基于多孔分数阶小波变换的谐波检测新方法

基于分数阶小波变换的电力谐波检测方法是一项新兴的研究成果,其可较好地解决新型电力系统中谐波检测受噪声干扰的问题,提高谐波检测精度。然而传统离散分数阶小波变换均基于Mallat算法完成,其实现过程中的下采样操作将影响谐波信号的检测精度。针对这一问题,文章将非下采样多孔算法与分数阶小波变换相结合得到一种改进的离散分数阶小波变换实现方法,并在此基础上提出一种基于多孔分数阶小波变换的谐波检测新方法。此外,文章采用基于分数阶频谱四阶原点矩的方法确定最佳分数阶变换阶次,有效降低计算复杂度。实验结果表明,新方法对稳态谐波、短时谐波及时变谐波均能有效实现信号降噪和分离,并能对信号分量的幅值、频率及定位信息实现高精度检测。     

基于加窗傅里叶变换的弱电网阻抗测量算法

为了解决基于传统傅里叶变换的弱电网阻抗测量在电网背景谐波干扰和基频偏移时出现严重的检测误差现象,给出了一种改进的检测算法。通过深入分析傅里叶变换以及窗函数的数学特点得出,对信号的非同步采样及传统傅立叶变换较慢的频响曲线衰减速度是引起误差的主要原因。基于此提出采用加窗傅里叶变换算法,以大大提高傅里叶变换主瓣与旁瓣以及旁瓣间的衰减速度,同时适当增加傅里叶变换的频率分辨率以避免加窗之后主瓣过宽引起的主瓣干扰。Matlab仿真和实验结果表明,所提改进算法可有效提高电网阻抗检测的计算精度和抗干扰能力。     

改善电力系统谐波分析的加窗插值算法和递推傅氏算法

傅里叶变换进行电力系统谐波分析时很难做到同步采样和整周期截断,由此造成的频谱泄漏将影响谐波分析的效果;通过加窗和插值可以改善谐波分析的准确度。采用基于两根谱线的加权平均来修正幅值的算法,利用多项式逼近的方法得到频率和幅值的修正公式;同时,提出了用傅里叶递推算法来改善谐波分析的实时性。仿真结果验证了算法的有效性和可行性。     

电网谐波检测新方法及其实现

提出一种基于电磁变换原理的谐波检测新方法,该方法可以解决非正弦三相不平衡系统中电压和电流以谐波分量的检测问题。计算机仿真与单片机检测系统的硬件实现证明了该方法的有效性。     

基于小波变换抗混叠谐波检测的一种新方法

通过分析小波混叠本质,推导出基于小波变换的谐波检测算法,该算法改善了谐波检测过程中的混叠现象。通过Matlab仿真实验表明本文方法有较好的抗混叠效果,有利于进行电力系统谐波信号精确分析。该算法实现比较简单,是一种新的快速抗混叠方法,具有一定的实用价值。     

小波Mallat谐波测量的带内泄漏误差分析与算法改进

电力谐波的小波变换分频带测量目前常采用Mallat算法,在信号同步采样条件下具有较高的准确度.当非同步采样时,通过理论分析指出该测量方法存在着很大的带内泄漏误差,并推导了带内泄漏误差的频域形式表达式.仿真和实验表明带内泄漏引起的相对误差可达5×10-2.针对带内泄漏误差.采用整系数交迭窗函数构造子带内抗混叠滤波器,提出一种抗带内泄漏的小波变换谐波测量算法.仿真表明抗带内泄漏算法的有效值测量相对误差小于1.3×10-4;实验表明抗带内泄漏算法的功率测量引用误差小于1.3×10-3,测量准确度比小波变换Mallat算法提高了1～2个数量级.     

一种递推式单次谐波快速傅立叶算法

谐波检测与抑制技术的研究越来越受到人们的重视。由离散傅立叶变换的定义出发 ,提出了一种改进的傅立叶算法 ,该算法采用递推方式实现了单次谐波分量的实时检测 ,给出了该算法的推导公式 ,并通过仿真验证了其有效性。该算法适用于继电保护及有源滤波等需对单次谐波分量进行在线跟踪的场合。     

基于Synchrosqueezing小波变换的谐波和间谐波检测方法

非线性电力元件的广泛使用使电力系统的谐波和间谐波污染越来越严重。为准确计算谐波和间谐波的参数特征,以有效克服噪声影响,提出基于Synchrosqueezing小波变换的谐波和间谐波的一种检测方法。首先对电力系统信号进行连续小波变换;然后确定同步挤压阈值,对连续小波变换结果进行同步挤压,并利用同步挤压结果计算电力信号主频率;最后,设置提取频率区间,将电力信号分解为一组内蕴模态类函数分量(IMT),并结合Hilbert变换及最小二乘拟合,精确计算噪声背景下谐波和间谐波的幅值与频率。通过模拟信号和实测信号对所提方法有效性进行了分析,实验结果表明,与Prony和HHT方法相比,本文方法通过同步挤压有效抑制了噪声干扰,谐波和间谐波的检测精度有较好的提高。