电力系统中谐波分析的高精度FFT算法

在非同步采样情况下快速傅立叶变化存在较大的误差,特别是相位的误差,无法直接用于电力系统谐波分析.为了减小非同步采样对快速傅立叶变换的影响,提高电力系统中的谐波分析精度,文中通过加窗和插值对原算法进行了改进.仿真结果表明,改进后的算法在非同步采样时,分析精度有显著提高.     

一种基于Hamming自乘法窗函数和四插值的谐波分析方法

针对谐波分析过程中常规窗函数存在精度不足的问题,提出了一种自乘法窗函数的构造方法,并以Hamming窗函数为例构造出1-9阶乘法窗函数,将这些窗函数应用于四谱线插值谐波分析方法中,仿真实验表明:构造出的自乘法窗函数相对于常规窗函数,在进行插值谐波分析中具有更高的准确度.工程实践中可根据精度需要选择所构造的窗函数阶次.     

非同步采样信号频谱插值校正分析法

针对周期信号实际的非同步采样,提出一种频谱插值校正的分析法.经分析周期信号不同步采样时产生的频谱泄漏是由于截断信号与原始待分析信号的相位关系发生了变化.利用加窗插值的方法估计出该变化的相位,并利用估计结果构造出一相应的反相位函数,在时域上将这个反相位函数与由傅立叶反变换产生的离散序列相乘,得到新序列再通过一次傅立叶变换就可达到频谱校正的效果.分析、仿真和实验的结果验证了提出方法的有效性,表明所提出方法提高了不同步采样时周期信号频谱分析的精度.     

一种基于神经元算法的电力系统谐波分析方法

为了有效治理电力系统谐波污染问题,提出了一种基于神经元算法的电力系统谐波分析方法.利用该方法可高精度获得电力系统基波及各次谐波的幅值和相位.提出并证明了该算法的收敛性定理,给出了利用该算法进行谐波分析的仿真实例.仿真结果表明,本文提出的谐波分析方法具有计算精度高和计算速度快的特点.     

基于改进BP算法的电力系统谐波分析

在选取BP神经网络对谐波进行分析时,考虑到BP网络存在的缺点和不足,对BP网络进行改进。通过把FFT和改进的BP网络结合起来,实现对谐波的实时分析。该方法先对采样信号进行FFT运算实现预处理,得到谐波个数和谐波次数;然后根据谐波的个数来确定神经元的个数,通过谐波次数设定神经网络参数迭代的初始值;最后对改进的神经网络进行训练,可以实现谐波的精确分析。所提出的BP改进算法有效地提高了谐波分析的精度,实时性也得到了改善。     

结合信号谐波特性的均值参数测量窗设计

为了有效抑制准周期信号均值类参数测量时由信号频率的起伏变化和对信号的非同步采样引入的误差,对加窗函数采用组合余弦表示并结合周期信号频谱的谐波特性,提出了一种用于准周期信号均值类参数高精度测量的加窗函数设计方法。首先,基于测量误差在采样同步时为零,并对采样不同步不敏感,分别导出了组合余弦窗的有效条件及其优化设计的平坦性准则;进而以平坦性准则为约束建立了组合余弦窗的系数方程组;最后通过求解方程组确定组合余弦窗的系数,实现了组合余弦窗的优化设计。采用优化组合余弦窗对信号加窗,能够最大限度地抑制各谐波之间的泄漏干扰,显著降低了均值类参数的测量误差。基于组合余弦窗的平坦性准则对广为应用的矩形卷积窗的最优性进行了分析,揭示出在各信号谐波频点处矩形卷积窗的频谱满足相同的平坦性。对典型信号有效值的测量进行数值模拟表明：信号频率在±10%之内起伏变化时,与同宽的矩形卷积窗相比,采用窗宽为2个和3个信号周期的优化组合余弦窗后测量精度分别提高了11倍和27.5倍以上。     

一种衰减信号加窗频域插值算法

为了提高多频衰减正弦信号参数估计的精度,提出了一种加窗频域插值算法.先利用信号加窗技术对时域信号施加Hanning窗,然后利用频域插值方法计算出频率和衰减因子等参数值.结合Hanning窗和频域插值的方法,不仅可减小远程泄漏的影响,而且也消除了短程泄漏的影响,从而提高了对多频衰减正弦信号参数估计的精度.通过对算法的参数变化、噪声干扰和谱线分辨率的敏感性分析表明,即使在较强的噪声干扰和频谱泄漏下,算法依然具有较高的估计精度和稳定性,且计算效率高,内存占用低,因此较适合于对计算资源要求苛刻的信号特征提取场合,为机械冲击故障特征的提取提供了一种可选方法.     

采用加窗插值 FFT 与逐幅谐波消去法的无刷励磁机正常运行谐波分析

采用加窗插值FFT和逐幅谐波消去法分析了11相无刷励磁机正常稳态运行的谐波问题,给出了负载电压、相绕组电压电流的直流分量、基波和25次以下的谐波计算的精确结果,为该电机的设计、应用、状态检测和保护提供谐波分析方面的依据.     

基于神经网络和 PRONY 算法的电力系统谐波分析

研究了基于神经网络模型算法和Prony改进算法的电力系统谐波分析问题．为了验证神经网络算法和Prony改进算法在电力系统谐波分析中的有效性,本文进行了计算机仿真研究以及和其它算法的比较研究．研究结果表明,本文提出的电力系统谐波分析方法具有计算精度高和计算速度快的特点．     

一种高精度的电力系统谐波分析方法

针对电力系统谐波的危害和谐波治理的需要,提出了一种高精度的电力系统谐波分析算法,利用该算法可快速获得电力系统基波及各次谐波的高精度幅值和相位.提出并证明了该算法的收敛性定理,给出了利用该算法进行谐波分析的仿真实例.仿真结果表明,提出的谐波测量方法与其他方法相比具有更高的计算精度高和更快的计算速度,因而在电力系统谐波测量中有较大的应用价值.     

采用加窗插值FFT与逐幅谐波消去法的电机谐波算法

对电机的实测信号进行谐波分析时,由于难以保证信号同步采样和存在测量噪声,采用快速傅立叶变换(FFT)方法进行谐波分析会出现栅栏效应和频谱泄漏现象,不能获得信号准确的谐波参数.作者采用加窗插值FFT,并提出逐幅谐波消去法,以便能精确地分析高次谐波.以基于Blackman-Harris窗的加窗插值FFT算法推导出关于频率偏差的9次方程.实例计算表明,采用加窗插值FFT和逐幅谐波消去法可有效地减少泄漏,降低噪声的干扰,从而可精确地获得各次谐波的幅值和相位.     

电力系统谐波分析的一种快速神经网络算法

提出了一种基于最小二乘递推法(RLS)的正交基神经网络算法来分析电力系统谐波参数.该方法根据谐波分析的特点,采用RLS训练神经网络权值,有效地避免了梯度下降法存在局部极小的问题,并且对降低噪声影响有显著作用.电力系统谐波分析的仿真结果表明,该算法经过一次神经网络训练即可获得各次谐波高精度的幅值和相位.     

基于插值的二维能量窗同步方法及其硬件实现

提出了能应用于未来移动通信系统的基于插值二维能量窗同步算法及其硬件实现.算法通过对2倍采样信号进行插值,从而以较低的实现复杂度得到较高的同步精度;通过对多个接收通道的同步序列相关值进行非相干合并,充分利用了空间分集,从而大大减轻了衰落的影响;通过对多径分量的能量进行合并,然后在合并后的判决变量上进行判决,充分利用了宽带无线通信系统中的多径信号能量,进一步减轻了衰落的影响.仿真表明,算法具有很好的性能.该算法已应用到B3G实验系统中.实验表明,该算法能提供精确的定时,以保证实验系统的正常工作.     

Kaiser窗三谱线插值电力谐波分析

在非同步采样以及非整数周期截断情况下,快速傅里叶变换会产生频谱泄露和栅栏效应,使计算结果存在较大误差,无法得到准确参数。常用窗函数固定的旁瓣性能制约了已有加窗插值算法的误差修正效果。而凯赛(Kaiser)窗的主旁瓣高度之间的比重可依据需要自由选择,其主旁瓣能量的比例也近乎最大。文中提出基于Kaiser窗的三谱线插值FFT的电力谐波分析方法,推导了基波以及各次谐波的幅值、频率和初相位的插值修正公式。仿真结果表明,所提算法设计灵活且易于实现,在基波频率波动以及白噪声干扰下都有较高的谐波参数估计准确度,验证算法能够有效消除泄露和栅栏效应的影响,提高了谐波分析的准确性。     

Excel和Matlab在简单电力系统谐波分析中的应用

介绍了一种分析和解决简单电力系统中谐波问题的简单方法.首先在Excel电子表格环境中,输入电力系统的原始数据,然后利用Excel内置函数和VBA编程可以计算出系统不同地点、不同元件的谐波阻抗值,并计算出各次谐波的系统阻抗和时域中各次谐波的电压和电流,从而计算出系统的总谐波畸变率;利用Mat-lab绘出系统阻抗扫描图,可以检测系统的谐振点.利用Excel自动计算的强大功能,可以方便的进行多方案设计计算,研究多种实际因素对总谐波畸变率的影响.     

振动信号非整周期谐波分析的验证与改进

旋转机械轴系振动信号是以转速为基波的周期信号。传统旋转机械振动分析以转速作为基准,通过锁相倍频的方式对振动信号进行整周期采样及谐波分析。但是由于转速的变化,采样周期与转速周期不可避免的偏差,带来的采样误差严重地影响了数据分析的精度。本文对非整周期采样算法进行了试验验证,并加以改进和完善。将改进后的非整周期采样谐波分析法应用于旋转机械的振动信号数据采集及分析上,可以突破整周期采样的局限性,使谐波分析结果达到较高的相位和幅值精度。     

基于加窗插值FFT的电力谐波检测算法研究

通过分析比较常用的谐波检测方法,根据电力谐波信号的特点,提出了布莱克曼窗与双峰插值相结合的算法,并推导出频率和幅值的修正计算公式,从而进一步降低了泄漏和噪声干扰,提高了计算频率和幅值的准确度.仿真结果验证了算法的正确性与有效性.     

加窗加权插值离散傅里叶变换在波长扫描干涉仪中的应用

针对现有的波长扫描干涉仪在采样范围内信号周期数较少时含有比较严重的信号频谱泄漏,导致较大的恢复误差的问题,提出一种基于加窗加权插值离散傅里叶变换(DFT)的频率估计的光程差恢复算法,该算法在信号采样长度为2～3个周期时仍能很好地抑制频谱泄漏．仿真结果显示：当周期数较少时,该算法恢复精度相比于现有的傅里叶变换相位斜率法有很大提高．对平面镜及单刻线标准样板的测量实验显示：加窗加权插值离散傅里叶变换算法达到约10 nm的恢复精度,进一步验证了该算法在波长扫描干涉仪的光程差恢复中有很好的应用价值．     

基于Shannon采样定理的插值算法

在 Shannon采样定理的理论基础上 ,根据函数在等距点上的采样值 ,导出了对其区间内任意点插值计算的基本算法 ,并给出了应用 MATLAB语言的对称插值算法程序 .对一种简单函数的余项分析表明 ,插值余项与对称插值基点数 n成反比 ,计算时间与 n成正比 .就插值精度和计算速度与对应的 Lagrange插值算法作了初步的比较 .