Nuttall窗的光伏系统间谐波分析方法

传统谐波分析由于很难达到同步采样和整周期截断,给谐波参数的计算带来不可避免的误差,加窗插值算法可以改善由非同步采样带来的频谱泄露和栅栏效应,依据快速傅里叶变换理论,采用双谱线加窗插值FFT算法对间谐波参数进行估计,并给出了Nuttall窗的间谐波频率、相位和幅值的插值修正公式.通过对模拟谐波信号的仿真发现,该算法能够在对信号谐波准确分析的基础上实现对间谐波的精确检测,并且比其它对比窗函数具有更高的精确度.     

基于加四项Nuttall窗递推DFT插值算法的高精度测频方法研究

为了提高电力系统频率计算的精度,提出了一种基于加四项Nuttall窗递推DFT插值算法的高精度测频方法.由于四项余弦窗的能量更集中在主瓣,旁瓣非常小,因此加四项余弦窗FFT插值算法能极大地减小频谱泄漏的影响,谱间干扰很小,能较好地减小频谱泄漏和谐波等给频率测量带来的干扰,且该方法采用的频率偏移量计算公式简单.为了减小加四项余弦窗FFT的计算量,采用加四项余弦窗递推DFT的方法对传统方法进行了改进,有效减小了算法的计算量,提高了频率的计算精度.仿真计算结果验证了所提算法的计算精度.     

非同步采样的同步化谐波分析算法

为了消除采样过程中同步误差产生的频谱泄漏,提出一种基于搜索的同步化算法.该算法采用逆向搜索在非同步采样数据中截取整周期的采样序列,通过离散傅里叶变换(DFT)得到频谱,搜索频谱幅值得到基波谱线位置,计算基波及各次谐波的幅值和相位.误差分析和仿真结果表明,采样点数越多,算法精度越高,较高的采样频率有利于提高算法的分析精度.同步化谐波分析算法分为单周期和多周期两种方法,单周期法适合于非稳态周期信号的谐波测量,多周期法提供了一种精确分析稳态周期信号谐波的有效方法.     

基于改进FFT的电力系统谐波频谱分析

快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)是电力谐波检测分析中运用最广泛的方法之一,但受到频谱泄露的影响,测量精度有待进一步提高。针对以上问题,在使用FFT对电力谐波进行分析时,从改变采样时长、加窗函数和相位差法三方面进行算法改进,并进行仿真研究。研究结果表明,采样时间为信号周期的整数倍可以有效减小因频谱泄露而引起的测量误差,使用不同窗函数在抑制谐波频谱泄漏方面的性能各有不同,相位差法可以校正幅值和频率。改进FFT算法有利于提高电力谐波分析的精度,得到精度更高的信号频谱。     

凯瑟窗改进谐波法测电力电容器介质损耗因数

针对基于快速傅里叶变换(FFT)的传统谐波分析法测电力电容器介质损耗因数(tanδ)时会由于非同步采样和非整周期截断造成频谱泄露和栏栅效应的问题,依据凯瑟(Kaiser)窗函数主瓣和旁瓣衰减比例自由选择的特性,采用基于凯瑟窗的相位校正的改进谐波算法测量电力电容器介质损耗因数.在电网基波频率变化、介损角真值发生变化以及白噪声干扰等3种条件下,仿真分析该算法和基于Hanning窗、Blackman窗的插值算法的测量误差,并通过实验进行验证.结果表明,该算法与Hanning窗和Blackman窗插值算法相比能更有效地克服基波频率波动及白噪声等对电力电容器tanδ测量的影响.基于Kaiser窗函数的改进谐波算法抑制频谱泄漏效果好,准确度高,满足电力电容器介质损耗因数tanδ在线监测的要求.     

基于固定采样频率的相量精确测量算法

离散傅里叶(DFT)算法是电网实时运行系统中进行相量测量的基本算法.由于相量测量装置(PMU)对相量测量同步性的要求,其采样频率应保持为常数,当系统频率变化时,相量的计算会出现误差.笔者分析了采样频率固定而系统频率发生偏移时的相量测量误差的变化规律,指出相角的测量误差与数据窗中相量参考点的选择有关,并提出一种利用系统频率对相量进行校正的新方法.仿真实验的结果表明,该方法可以使相量的测量误差大大降低.     

一种基于加窗的插值FFT重构Hilbert变换方法

提出了一种基于加窗的插值FFT算法重构Hilbert变换来测量无功功率的方法。该方法通过离散傅里叶变换及逆变换,能够准确地将各次谐波的电压进行90°移相,并利用加海明窗的插值FFT算法对各次谐波的频率、相位,以及幅值进行计算,克服频谱泄露所带来的影响,消除测量时产生的误差。仿真结果表明该方法具有很高的测量精度。     

基于固定采样频率的相量精确测量算法

离散傅里叶（DFT）算法是电网实时运行系统中进行相量测量的基本算法．由于相量测量装置（PMU）对相量测量同步性的要求，其采样频率应保持为常数，当系统频率变化时，相量的计算会出现误差．笔者分析了采样频率固定而系统频率发生偏移时的相量测量误差的变化规律，指出相角的测量误差与数据窗中相量参考点的选择有关，并提出一种利用系统频率对相量进行校正的新方法．仿真实验的结果表明，该方法可以使相量的测量误差大大降低。     

基于卷积矩形窗的电子式互感器测量算法

针对电子式互感器测量算法中的频谱泄露现象和栅栏效应,提出了一种基于卷积矩形窗的离散傅里叶变换(CRW-DFT)算法作为测量算法以提高电子式互感器测量精度,利用矩形窗的卷积运算构造了卷积窗函数,并完成了谐波幅值、相位计算公式的推导和分析.对基于卷积矩形窗的CRW-DFT算法进行MATLAB仿真实验,结果表明卷积窗在整数倍频率附近的谱泄漏效应均低于同宽度的其他现有窗函数,表明该算法能够有效减小频谱泄漏和栅栏效应对测量结果的影响,当其用于具有较小同步误差的谐波分析时,非同步采样引起的测量误差将最小,能够有效地提高电子式互感器测量的精确度.     

基于最快衰减余弦窗全相位FFT的电力谐波分析

傅里叶变换是电力谐波分析的常用算法,但在非同步采样情况下会出现频谱泄漏,从而影响谐波分析的精度.为抑制频谱泄漏,提出了基于最快衰减余弦窗全相位FFT的电力谐波分析方法.该方法将最大旁瓣衰减速率余弦窗与全相位频谱分析技术相结合,利用前者旁瓣衰减快与后者泄漏抑制能力强的双重优势实现谐波分析,推导了方便实用的谐波幅值校正公式,通过仿真测试,验证了该算法抑制频谱泄漏的能力强、谐波分析的精度高.     

海洋高压电机绕组中介质损耗角的校正算法

介绍了一种海洋高压电机绕组中介质损耗角的校正算法。详述了基于谐波分析法的介质损耗角的计算过程,通过分析谐波算法带来的误差原因,根据误差主要原因窗泄露以及栅栏效应提出了将二者合二为一的校正方法,使用汉明窗加权函数和快速傅里叶变换的校正方法,分别对频率、幅值和相位角进行校正改进,改进的谐波分析法得出的介质损耗值受频率变化波动非常小,在现场测量中得到了充分的验证。     

DFT测频的加窗插值算法与实现

分析DFT频谱中栅栏效应的形成原因,推导出DFT频谱的幅度比值校正算法,在此基础上,系统地推导不同加窗函数下的插值校正公式以提高DFT测频精度,重点探讨插值算法的工程实现方法,提出一种适于FPGA实现的基于区间搜索的频率偏差估计算法,以避免复杂的除法运算.通过对不同信噪比、不同频率偏差下的校正结果进行仿真分析,发现该算...     

改进的DFT法消除相位差

针对目前信号相位差消除主要针对理想信号,通过比较离散傅里叶变换算法（DFT）和自相关函数算法对信号相位差消除的优劣性,提出了一种改进的DFT法．该法通过反求误差来对信号进行非整数倍的重采样以提高采样频率,减小误差．仿真试验表明,改进的DFT法可以克服原始信号中的噪声干扰和谐波干扰,对实测非触发采样信号进行相位差消除达到了较好的效果．     

改进的双速率同步采样法及其傅里叶变换

针对现有的双速率同步采样序列离散傅里叶变换(DFT)的算法是一个经验公式和计算量大的缺陷,提出了一种改进的双速率同步采样法.改进的采样法采用传统的采样间隔补偿方法以平抑对周期信号采样所产生的周期误差,将所有的采样点按时间顺序划分成点数相同的前后两组,对两段中对应点的采样间隔分别给以相同的补偿,将双速率采样问题归结成均匀采样问题,并利用均匀采样的基本理论,导出改进的双速率采样序列DFT的算法.分析结果表明,与传统补偿方法相比,改进的采样法不仅能有效地抑制采样的周期误差,而且DFT算法的乘法计算量减少了一半.适用于周期信号的电参数测量与频谱分析.     

基于五项窗Rife-Vincent(Ⅰ)插值FFT算法的谐波参数分析

采用选择性暂态程序ATP建立一个实际的400/33kV工业电力系统的仿真模型,对电缆线路谐波电流进行仿真。由于快速傅里叶变换在非同步采样时存在较大的误差,无法直接用于电力系统谐波分析,本文提出了一种基于五项窗Rife-Vincent(I)插值FFT算法的谐波参数估计的新方法,并推导了其谐波参数估计公式。然后针对不同程度的频谱泄漏,采用FFT和五项窗Rife-Vincent(I)插值FFT两种算法对16次谐波参数估计值进行对比分析。实验结果表明:该算法较FFT算法在频率、幅值和相位的估计值精度上有明显提高。     

一种有效的CFCR域LFM信号分析方法

为了解决现代电子战领域中无延迟的线性调频信号分析方法计算量大,以及低信噪比情况下抗噪性能和估计精度不理想的问题,提出了一种有效的无延迟线性调频信号分析方法。所提算法通过利用局部尺度傅里叶变换和傅里叶变换,将线性调频信号变换到中心频率-调频率的二维域中。在中心频率-调频率域中,线性调频信号的能量得到有效积累,形成易于检测的尖峰。通过检测尖峰坐标,得到信号参数的估计值。为了提高估计精度和降低计算量,采用了双尺度估计策略。仿真结果验证了低信噪比情况下,该算法具有良好抗噪性能和估计精度,并且所提算法计算量小,易于实现。     

短波突发通信中的DFT频偏估计算法

针对短波突发通信中的频偏估计问题,结合信号传输的时限性以及低信噪比的信道特点,提出一种基于离散傅里叶变换(DFT)的频偏估计算法。该方法首先利用非补零的DFT获取粗估计结果;精估计通过结合迭代与插值逐步缩小搜索区间来获取估计结果,并在迭代中引入误差补偿以修正低信噪比条件下的插值误差。与现有DFT类算法相比,该算法在粗估计中采用非补零DFT减小了计算复杂度,在精估计中迭代插值提高了搜索精度。仿真结果表明:在低信噪比条件下,该频偏估计算法可以逼近Cramer-Rao下界理论线,并有较宽的估计范围。     

铁路移频键控信号的高精度检测

移频键控信号的载频和低频调制频率具有多样性和频率值跨度较大等特点,但存在频谱泄露的问题.为了很好的获得较高精度的采样频谱值,利用欠采样技术对移频键控信号采样,频率分辨率相同的情况下,大大缩小了采样点数N,减小了快速傅里叶变换的运行时间,提高了信号处理的实时性.通过加汉宁窗,能够使旁瓣互相抵消,消除一定的高频干扰和漏能,在加汉宁窗的基础上进行校正还原,得到高精度的轨道移频信号参数.仿真结果表明:此方法能够检测出国产18信息移频键控信号和UM-71移频键控信号的载频、低频和幅值,载频误差在0.02Hz之内,低频误差在0.003Hz之内,幅值误差在0.1%之内.在欠采样的基础上,采用窗函数频谱校正方法能够较高精度地检测出轨道移频信号.     

以欠采样速率实现盲谱感知及二维DOA估计

提出了两种以欠采样率实现盲谱感知与二维波达方向(DOA)估计的算法。这两种算法利用了MWC的周期信号所对应的傅里叶级数系数矩阵来确定未知信号频谱所在的子频带位置,然后利用二维阵列的信号模型估计得到包含二维DOA的空间相位。通过空间相位信息与子频带位置信息能重构出子带谱信息,以此能得到频率的高精度估计,最后通过空间相位分别估计得到信号的方位角与俯仰角。仿真验证了所提欠采样接收机与相应算法的有效性,以及在低信噪比环境下依然有较好的鲁棒性。     

介损角测量的两种加窗插值DFT算法

为减少在非同步采样时DFT算法用于介损角测量时存在的误差,将加Blackman-Harris(布莱克曼-哈里斯)窗插值DFT算法和加Hanning(汉宁)窗插值DFT算法用于介损角的测量。分析了两种算法的原理,给出了它们的实现步骤。理论分析和仿真结果表明:在准确获得信号时这两种方法均能准确测定介损角、且受频率波动和谐波变化的影响小,相比之下后者实现容易、计算量较小。