宽频带信号频率的快速测量方法

本文介绍了在宽频率范围内，可根据不同信号频率选取不同的测量周期，在尽可能短的时间内，实现高精度的测量。     

基于加窗插值和ZoomFFT的电网宽频信号自适应测量方法

随着电力电子化电网的不断发展,日趋宽频化、复杂化的电网信号对测量算法的自适应性和精度提出了更高的要求.为此,提出了一种基于加窗插值和复调制细化谱分析的宽频信号自适应测量方法.基于主、旁瓣特性和插值校正过程对窗函数进行选型后,根据信号频谱的主瓣干扰情况,分别基于4项5阶Nuttall窗双谱线插值算法和复调制细化谱分析法进...     

电晕放电初始电流的宽频测量方法

为得到试验导线电晕放电产生的初始电流特性,提出了一种新的电晕笼实验方案和电晕放电初始电流的宽频测量方法。在新实验方案中,电晕笼笼体对地绝缘并施加试验电压,电晕笼试验导线两端分别经阻抗过渡导线、同轴电缆、并在同轴电缆末端端接匹配阻抗接地,有效解决了传统电晕笼试验导线的宽频阻抗匹配,实现了对电晕放电初始电流的宽频测量。而且,由于新方案中测量在地电位进行,比传统方法具有更高的安全性和可操作性。在单点电晕放电实验平台上利用新方法获得了电晕放电的初始电流脉冲波形,并通过实验和仿真方法,研究了同轴电缆末端连接不同端接阻抗对电晕电流波形的影响,仿真结果和测量结果吻合,检验了该方法的有效性和准确性。此外,还进行了新方法和传统方法的对比实验,研究了试验导线高电位与低电位两种方式下的电晕放电初始电流的等效性,研究表明,试验导线在两种带电方式下电晕放电时的初始电流脉冲波形的各项特征指标具有一致的统计值和概率密度分布,进一步为该方法的有效性提供了依据。     

基于宽频带扰动的牵引供电系统频域阻抗测量方法

当不能准确获取牵引供电系统详细的拓扑及参数时,很难对其频域阻抗特性进行量化计算与分析。为得到精确的牵引供电系统频域阻抗特性,提出了一种基于宽频带扰动的牵引供电系统频域阻抗精确测量方法。介绍了牵引供电系统频域阻抗测量原理;基于正弦脉宽调制(SPWM)机理,结合能量谱分析,提出了一种只需一次实验即能得到牵引供电系统测量点处精确频域阻抗特性的测量方法;通过软件仿真和实物实验分别对所建牵引供电系统模型进行频域阻抗测量,结果表明阻抗测量值均能够与理论值保持一致,共同验证了所提阻抗测量方法的正确性与实用性。     

基于改进Prony的动态宽频测量算法

高比例可再生能源和高比例电力电子设备的大规模接入正成为新型电力系统的重要特征,电气量中出现大量谐波与间谐波分量,且动态行为明显,这对宽频测量提出了新的挑战。该文针对现有宽频测量算法在动态条件下测量精度不够的问题,分析了大量的现场录波数据,发现了宽频电气量在时间上的动态特性,分析了宽频测量算法的频率分辨率与动态带宽之间的关系问题;建立了基于多项式的动态宽频多分量拟合数学模型,以准确地描述表征宽频电气量的动态时变行为,提出了一种基于改进Prony的短时间窗动态宽频测量算法,并通过简化Prony约束条件减小了算法计算量;最后,进行了仿真测试、硬件测试和现场信号分析验证,结果表明所提方法可以实现动态条件下谐波与间谐波的准确测量。     

大尺度电气设备宽频特性时域测量方法

宽频特性测量作为设备宽频建模的基础,具有重要研究价值.大尺度电气设备宽频特性时域测量需要长距离的测量引线,这不但会降低波形质量,还会带来引线误差.根据现场测试需求,提出了一种大尺度电气设备宽频特性时域测量方法,该方法引入同轴电缆作为时域脉冲法测量引线,基于同轴电缆两端屏蔽层接地,消除周围环境对测量结果的影响,同时利用"...     

电力系统宽频相量测量装置的设计及测试

近年来,云南电网经过多回直流与南方其他四省区电网联网,网内新能源大规模接入,电力系统正向电力电子化趋势发展,多样化电力电子设备、传统电力设备、输电网络三者之间交互作用会引起电力系统多模态宽频带振荡问题.本文设计了一款宽频相量测量装置(WPMU),提出宽频相量测量装置(W-PMU)的硬件结构及其能基本功能,满足同时开展基...     

多功能宽频测量装置的设计与实现

针对电力电子化电网电气量的宽频特征,设计了多功能宽频测量装置。基于高速同步采样优化,该装置集成宽频振荡检测、同步相量测量和宽频（间）谐波测量等功能。该装置综合运用暂态量、相量、有效值等算法模型,可提高对于不同信号结构宽频电气量的监测能力,兼顾平稳和非平稳工况,实现0~2 500 Hz范围内工频、非工频分量和振荡功率的全面检测,为宽频电气量的产生机理、传播路径、分析控制等研究提供针对性的数据。文中实现的多功能宽频测量装置已通过测试并试点应用。     

基于PAC平台的高精度宽频测量装置研制

随着新能源和新技术设备并入,给电网带来大量的谐波、间谐波和功率振荡污染,影响供电系统和用电设备的安全稳定运行。在此针对原有同步相量测量装置不足,并结合当前精确监测的新要求,研制了一种基于可编程自动控制器(PAC)平台的高精度宽频测量装置。该装置以高速采样为基础,运用宽频通信协议、快速傅里叶变换(FFT)修正算法和高速采样技术,能够对电网中宽频域范围内基波、谐波、间谐波和功率振荡信号进行实时动态监测。基于PAC平台的高精度宽频测量装置通过了多项监测试验。试验结果表明,应用于变电站的高精度宽频测量装置可以顺利完成数据的精准采集、计算、上送、存储、分析和实时通信等功能,可满足电力电子化电网运行监测的需求。     

面向电力电子化电网的宽频测量技术探讨

高压直流输电、柔性交流输电系统(FACTS)的应用以及新能源大规模并网为电网引入了大量电力电子设备,给电网注入了大量的间谐波和高次谐波等宽频信号,使得电网逐步呈现电力电子化的发展趋势。现有的测量设备重点关注工频信号测量,无法应对宽频信号测量所提出的挑战。文中分别从现有测量设备的局限、相量测量单元(PMU)升级改进的局限和高频信号测量的局限三个方面分析了现有测量技术的现状,针对性地提出了宽频测量技术总体方案,设计了总体架构,并讨论了具体实现所涉及的宽频信号范围限定、采样频率选择、数据处理机制设计、数据传输协议和同步对时等关键问题,研发了原型装置并在变电站试点应用,验证了宽频测量技术的可行性。文中研究能够为电力电子化电网提供新的监测手段,保障电网安全稳定、推动新能源大规模应用,同时进一步推动二次设备集成整合,降低变电站建设成本。     

基于Prony谱线估计方法的间谐波检测

传统的谐波分析方法都是基于傅立叶变换,认为只有谐波周期均为基波周期的整数倍。然而,实际存在的间谐波周期与基波周期不成整数倍关系,要正确检测出间谐波,必须以间谐波与基波周期的最小公倍数作为检测周期,因此,FFT算法无法在较短的时间内精确检测到信号中的谐波和间谐波成分。将Prony谱线估计方法应用到间谐波检测中,推导出间谐波频率、幅值和相位的计算公式。仿真验证了该算法要优于FFT算法,对间谐波和谐波的幅值、频率和相位的估计具有很高的精度。     

基于广域测量系统的状态估计研究综述

广域测量系统（WAMS）的逐步发展给电力系统在线分析方法提供了一个新思路。针对WAMS测量精度高、具有同步相量测量功能以及数据传输快等特点，分别从引入高精度节点电压相量量测的状态估计算法、引入高精度支路电流相量量测的算法、引入全部WAMS量测的算法以及其他与WAMS状态估计相关的问题等4个方面，介绍了目前引入WAMS量测的各种状态估计算法；并详细分析了各种算法的优缺点和适用范围，从工程应用出发研究其可行性，对部分算法给出了改进措施。讨论了WAMS的不良数据检测与辨识问题、相量测量装置（PMU）的最优配置问题以及基于PMU的动态状态估计和谐波状态估计等与WAMS状态估计相关的其他问题。     

基于最大测点正常率的线路参数增广状态估计方法

线路参数误差会导致状态估计不准确,进而影响能量管理系统的高级应用。基于加权最小二乘的增广状态估计法是一种有代表性的线路参数估计方法,但该方法存在易受量测误差影响等问题。基于测量不确定度理论,提出了一种以最大测点正常率(MNMR)为目标函数的线路参数增广状态估计新方法。与传统增广状态估计方法不同,该方法基于测量不确定度信息,目标是使测点的正常率最大,同时考虑电力系统实际的潮流和物理约束信息。此外,采用高斯核密度估计和点估计方法来提取参数估计结果的统计特征。仿真实验表明,所述方法继承了MNMR抗差状态估计的"抗差"特性,辨识结果不易受量测误差影响,能得到更加合理的线路参数。     

基于谐振腔湿度测量系统的等精度频率测量系统设计

微波谐振腔的谐振频率随腔内介质的介电常数变化而发生偏移.当湿蒸汽流过微波谐振腔时,通过检测谐振腔谐振频率的偏移可以得到湿蒸汽的介电常数,由介电常数和蒸汽湿度的关系,进而确定蒸汽的湿度,频率测量的精度直接影响蒸汽湿度测量的精度.介绍了一种多周期同步与量化延时短时间间隔相结合的频率测量方法,在MSP430单片机的控制下完成宽频率范围内的等精度测量,消除了被测信号±1计数误差,使测量精度达到10e-7,满足蒸汽湿度测量精度的要求.给出了频率测量的硬件原理图,并利用可编程序逻辑器件CPLD来实现,使设计简单,集成度高,可靠性强.     

极坐标系下的快速等效电流量测变换状态估计方法

利用SCADA系统提供的多种类型量测数据,推导出极坐标系下的等效电流量测变换算法。为了提高计算速度,采用了快速解耦法的两个合理假设条件,将雅可比矩阵简化为常数矩阵,并根据该矩阵的特点对信息矩阵进行分块化简,最终得到解耦的信息矩阵,将信息矩阵规模最终减少到常规算法的1／4。此外,还提出了一种直接生成信息矩阵的方法。理论分析与WSCC和NewEngland两个系统的算例表明该方法具有简单、快速、线性收敛的特点,能够满足大型电力系统实时状态估计的需要。     

基于改进Morletd1波变换的同步相量及功率测量新算法

为PMU装置提供精确的相量测量算法对于提高广域测量技术的可靠性具有重要意义。一些常用的相量测量方法较易受频率波动、谐波和间谐波的干扰,测量效果并不理想。提出一种基于改进Morletd、波变换的相量及功率测量新算法。改进Morlet小波变换的等效时频窗宽度能够灵活调整而不受窗函数中心频率的限制,因而可根据测量需要获取较好的频率分辨率和动态特性。MATLAB仿真结果表明,该方法具有较好的动态响应速度。能够准确、有效地测量电力系统基波电压、电流相量、以及所派生的电气量,不受系统频率波动的影响和改进Morlet小波频率窗口外信号分量（谐波、间谐波）的干扰,且无需同步采样。     

准确测量实时信号参数的频域方法研究

多频率波形的实时测量方法是建立在一定能量参数估计的基地上，通过借助于频域途径，可以毫不费力地获得每一种频谱的幅值、频率和相位，而且所获得的各量都具有较高的精度。与其它领域方法不同的是，该方法使用样本少，采样时间间隔短，但仍然能够获得很高的灵敏度，因此可以获得追踪时变的实时信号。     

基于同步相量测量的电力系统等值及电压稳定评估

提出了一种基于同步相量测量的电力系统等值方法。该方法只需利用同步相量测量,即被监测负荷节点同步电压相量和电流相量,将系统等值成两节点系统。在此基础上以负荷阻抗模与系统等值阻抗模的差值和负荷阻抗模相比,作为判断电压稳定与否的指标,并且推导了在负荷模型为阻抗模型和功率模型时,该指标的正确性。采用EPRI-36节点系统进行仿真,验证了方法的正确性及合理性。     

基于量测残差的改进参数估计方法

电网参数错误将影响状态估计的质量,并降低能量管理系统中其他高级应用软件的实用化程度。文中简要介绍了主要的参数估计算法,并详细分析了基于量测残差和参数误差间灵敏度关系的参数估计方法。在总体沿袭两步法参数估计方法的基础上,对该方法的近似模型进行了详细分析。为使算法具有更广的适用面,对第1步中偏差向量的计算和第2步中参数的估计方法分别进行了改进。对该算法进行了测试,结果表明,该方法具有良好的应用前景。     

基于光子计数技术的测量系统研究

根据光子计数技术思想设计了一套光子计数系统,用来测量真空紫外波段内的弱光光谱。使用该系统进行仿真实验测得小于10s-1的弱光谱线,能满足实际使用要求。