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基于改进频谱叠加算法的多间谐波检测方法

电网与清洁能源 2022年第3期38卷 1-7,15页

作者：孙名扬王艳顾叮咚庄卫金中国电力科学研究院有限公司江苏南京210003 东南大学电气工程学院江苏南京210002

为提高多组非对称间谐波的检测精度,对多分量频谱叠加算法加以改进,基于一元高次方程韦达定理,提出了对基波及谐波附近多个非对称间谐波的统一计算公式。首先将多个间谐波DFT后在基波及谐波附近的频谱泄露值进行矢量叠加,得出间谐波相... 详细信息

为提高多组非对称间谐波的检测精度,对多分量频谱叠加算法加以改进,基于一元高次方程韦达定理,提出了对基波及谐波附近多个非对称间谐波的统一计算公式。首先将多个间谐波DFT后在基波及谐波附近的频谱泄露值进行矢量叠加,得出间谐波相关方程组;然后根据统一计算公式求解该复杂方程组,得出间谐波估计频率;最后结合估计频率和初始假设信号,能够得到各个频率对应的幅值及相位。实验算例表明,该间谐波检测方法能准确识别基波及谐波附近的多个非对称间谐波,能够有效解决传统检测识别间谐波时对间谐波存在个数及类型的限制。

关键词：谐波间谐波检测主瓣干扰快速傅里叶变换高次方程求解

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基于SST的间谐波检测方法

中国电机工程学报 2016年第11期36卷 2944-2951页

作者：喻敏王斌王文波陈绪轩徐万万武汉科技大学信息科学与工程学院湖北省武汉市430081 武汉科技大学理学院湖北省武汉市430065

针对间谐波容易被噪声淹没、幅值小等难以提取的问题,首次提出一种基于同步挤压小波变换(synchrosqueezing wavelet transform,SST)的间谐波检测方法。利用SST将含有间谐波的电力信号分解为一组内蕴模态类函数分量(intrinsic mode type ... 详细信息

针对间谐波容易被噪声淹没、幅值小等难以提取的问题,首次提出一种基于同步挤压小波变换(synchrosqueezing wavelet transform,SST)的间谐波检测方法。利用SST将含有间谐波的电力信号分解为一组内蕴模态类函数分量(intrinsic mode type functions,IMTs),进而提取出间谐波信号。然后对每个IMTs进行希尔伯特变换,从而获得其瞬时幅值和频率。由于SST准确的模态分离能力,间谐波的瞬时频率和幅值实现了较高精度的获取,与传统的希尔伯特黄变换和小波方法相比,该方法对于频率接近的间谐波的分离能力更强,且对噪声有更强的鲁棒性。仿真和实测数据验证了该方法的有效性,表明其是检测间谐波的有效新方法。

关键词：同步挤压小波变换小波变换希尔伯特–黄变换噪声间谐波检测

基于改进DFT和时域准同步的间谐波检测算法

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电力自动化设备 2017年第4期37卷 170-178页

作者：李宁左培丽王新刚唐求滕召胜陈桃国网新疆电力公司电力科学研究院新疆乌鲁木齐830011 湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082

快速傅里叶变换(FFT)在非同步采样时存在频谱泄漏和栅栏效应,由此产生的谐波与间谐波之间的频谱干扰会严重影响间谐波参数测量的准确度。为减小谐波与间谐波之间的频谱干扰,提出一种基于改进离散傅里叶变换(DFT)和时域准同步的间谐波检... 详细信息

快速傅里叶变换(FFT)在非同步采样时存在频谱泄漏和栅栏效应,由此产生的谐波与间谐波之间的频谱干扰会严重影响间谐波参数测量的准确度。为减小谐波与间谐波之间的频谱干扰,提出一种基于改进离散傅里叶变换(DFT)和时域准同步的间谐波检测算法,采用改进DFT算法精确估计基波频率,利用三次样条插值重构准同步采样序列,用FFT算法对单个周期重构序列进行处理,得到基波和谐波的参数,并将基波和谐波成分从重构序列中减去,再次用FFT算法和最大谱峰搜索法对剩余序列进行处理,确定每一个间谐波成分的参数。仿真结果表明,该算法不仅能提高频率分辨率,还可以有效排除谐波和间谐波的频谱干扰,且间谐波检测的准确度高、稳定性好、运算量小。

关键词：频谱干扰改进DFT 时域准同步间谐波检测谱峰搜索谐波分析

基于改进单通道FastICA的谐波与间谐波检测

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电网技术 2013年第10期37卷 2959-2964页

作者：何川舒勤李旻四川大学电气信息学院四川省成都市610065 四川电力科学研究院四川省成都市610041

针对电力系统谐波污染及间谐波难检测问题,提出一种基于单通道独立分量分析的谐波检测算法。该算法在不需要任何先验知识的前提下,对一路电力系统混合信号进行循环平移处理构造出多路信号,然后通过主分量分析法对多路信号进行降维处理,... 详细信息

针对电力系统谐波污染及间谐波难检测问题,提出一种基于单通道独立分量分析的谐波检测算法。该算法在不需要任何先验知识的前提下,对一路电力系统混合信号进行循环平移处理构造出多路信号,然后通过主分量分析法对多路信号进行降维处理,再利用快速独立分量分析(FastICA)对谐波及间谐波各个成分进行分离,利用K均值算法根据各分量频谱进行聚类,还原到观测域对同类信号求平均值得到各谐波分量,最后分别估计各谐波分量的参数。在此基础上,针对FastICA分离出的信号有畸变问题,提出改进的FastICA算法以提高分量估计的稳定性和有效性。仿真结果表明只要各谐波分量在频谱上是合理分离的,该算法就能有效地提取出各谐波和间谐波分量。同时,改进FastICA算法具有更高的稳定性,有效性和准确性。

关键词：谐波检测间谐波检测主分量分析单通道独立分量分析改进独立分量分析

基于VMD-SWT联合算法的谐波/间谐波检测

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电源学报 2021年第3期19卷 116-124页

作者：付华刘超张松辽宁工程技术大学电气与控制工程学院葫芦岛125105 唐山三友集团唐山063000

针对现有电力系统谐波/间谐波检测方法中提取精度不高、对噪声敏感的问题,提出一种基于变分模态分解VMD(variational mode decomposition)和同步挤压小波变换SWT(synchrosqueezing wavelet transform)的谐波/间谐波检测新方法。首先对... 详细信息

针对现有电力系统谐波/间谐波检测方法中提取精度不高、对噪声敏感的问题,提出一种基于变分模态分解VMD(variational mode decomposition)和同步挤压小波变换SWT(synchrosqueezing wavelet transform)的谐波/间谐波检测新方法。首先对含有谐波/间谐波的信号进行连续小波变换,得到小波量图确定分量个数。利用VMD自适应地将信号分解成多个模态分量,筛选出所选模态中心频率附近的小波系数进行SWT挤压重组锐化时频图,获得小波脊线,从而提取各谐波模态瞬时频率和幅值。仿真和实际数据表明,该方法在噪声环境下依然可以准确提取各个谐波分量,具有较高的检测精度。

关键词：变分模态分解同步挤压小波变换谐波检测间谐波检测噪声模态分量

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微电网孤岛模式下间谐波检测方法研究

微电网孤岛模式下间谐波检测方法研究

作者：解晨晨沈阳工业大学

学位级别：硕士

随着微电网技术的应用与发展,微电网中分布式电源和非线性波动负荷种类增多,致使微电网中电能质量问题复杂多样。间谐波是衡量电能质量的重要标准之一,对微电网间谐波进行准确的检测成为研究间谐波问题的首要任务。本文以风光储孤岛型... 详细信息

随着微电网技术的应用与发展,微电网中分布式电源和非线性波动负荷种类增多,致使微电网中电能质量问题复杂多样。间谐波是衡量电能质量的重要标准之一,对微电网间谐波进行准确的检测成为研究间谐波问题的首要任务。本文以风光储孤岛型微电网为对象,研究微电网的间谐波检测方法,实现间谐波的精确检测。首先,分析微电网中主要的分布式电源包括风力发电系统、光伏发电系统的工作原理,搭建适用于间谐波分析的微电网模型,为微电网间谐波仿真分析奠定基础。其次,分析微电网中间谐波的特性,由于微电网中信号复杂性和非稳定性,提出使用希尔伯特-黄方法对其检测。针对希尔伯特-黄变换方法中经验模态分解部分,对含有大量谐波分量的信号分解时,存在过度分解和端点效应等问题,提出使用变分模态分解方法对微电网中间谐波信号进行分解。深入研究变分模态分解算法的基本原理,针对该算法中参数组合难以准确设置的问题,提出用粒子群算法对其参数组合进行优化。使用微电网中含间谐波的模拟信号,仿真验证优化后的变分模态分解在微电网间谐波检测的精确性。最后,在粒子群算法优化变分模态分解方法的基础上,设计基于Matlab GUI的微电网间谐波检测系统,包括间谐波信号绘制、间谐波检测和间谐波瞬时参数计算等功能模块,实现对改进变分模态分解的应用。针对不同工况包括同时含有风机和光伏两个微源、只含风机、只含光伏时,对微电网的公共母线电流信号进行检测与分析,验证该改进方法在检测微电网间谐波信号时,检测结果更加精确。

关键词：微电网间谐波检测变分模态分解粒子群算法 Matlab GUI

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交流电弧炉的间谐波检测及状态判断

电测与仪表 2020年第13期57卷 137-143页

作者：方昕玥王斌喻敏张良力孙争冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心武汉430081 武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081

针对交流电弧炉不同工况的状态判断问题,文中将能量平衡关系推导出的交流电弧炉时变电阻,与经典非线性电阻模型相叠加,创新地加入弧长随机变化模型,形成了新的可模拟电弧炉不同工况状态的时变电阻模型。应用Matlab/Simulink软件仿真验... 详细信息

针对交流电弧炉不同工况的状态判断问题,文中将能量平衡关系推导出的交流电弧炉时变电阻,与经典非线性电阻模型相叠加,创新地加入弧长随机变化模型,形成了新的可模拟电弧炉不同工况状态的时变电阻模型。应用Matlab/Simulink软件仿真验证了模型的准确性。对仿真出的电弧炉在熔化期、精炼期中的电压电流,用总体平均经验模态分解(EEMD)方法分别进行分解,得到了电弧炉不同时期下全然不同的间谐波特征。实验结果表明,EEMD可消除经验模态分解(EMD)遇到的模态混叠问题,保证了提取出的两个时期电压电流中间谐波信息的准确性与有效性。基于此结果,提出了一种依据不同工况下间谐波特征对电弧炉进行状态判断的方法。

关键词：交流电弧炉组合模型间谐波检测状态判断

基于最小二乘法的电力系统谐波与间谐波检测方法

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中国测试 2016年第9期42卷 31-35页

作者：刘小林扈罗全苏州大学城市轨道交通学院江苏苏州215021 苏州出入境检验检疫局江苏苏州215104

为能够对电力系统中谐波与间谐波信号进行精确的检测,提出一种基于最小二乘法的谐波与间谐波检测方法。首先从数学理论和工程应用论证该方法在谐波与间谐波检测中的可行性。该方法用最小二乘法对被测信号进行函数拟合,通过拟合函数的系... 详细信息

为能够对电力系统中谐波与间谐波信号进行精确的检测,提出一种基于最小二乘法的谐波与间谐波检测方法。首先从数学理论和工程应用论证该方法在谐波与间谐波检测中的可行性。该方法用最小二乘法对被测信号进行函数拟合,通过拟合函数的系数实现谐波与间谐波的检测。通过对实际应用中典型信号的Matlab仿真表明,该方法能够准确检测谐波与间谐波分量的频率、幅值和相位角,且计算量较小。通过对标准IEC 61000-4-7中两种典型情况的分析表明,该方法能够为需要精确测量谐波与间谐波分量的场合以及未来IEC 61000-4-7的修订提供一种可选择的方法。

关键词：电力系统谐波检测间谐波检测最小二乘法条件数曲线拟合

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基于DSP间谐波检测算法的研究

基于DSP间谐波检测算法的研究

作者：刘林康河北科技大学

学位级别：硕士

本文论述了对间谐波的检测算法进行的研究,在FFT检测的基础上,采用加窗插值算法,对Hanning窗、Blackman窗、Blackman-Harris窗、三项Nuttall窗、四项Nuttall窗的间谐波检测进行了研究,并对检测结果进行了对比分析,计算结果表明四项Nutt... 详细信息

本文论述了对间谐波的检测算法进行的研究,在FFT检测的基础上,采用加窗插值算法,对Hanning窗、Blackman窗、Blackman-Harris窗、三项Nuttall窗、四项Nuttall窗的间谐波检测进行了研究,并对检测结果进行了对比分析,计算结果表明四项Nuttall窗插值FFT算法的检测精度最高。采用小波变换的检测算法-递归算法对间谐波进行了检测,计算结果表明基于小波变换的递归法对于间谐波的检测有更好的性能。设计了以TMS320F2812为核心的硬件检测系统,完成了对三相电压电流的采集,并实现了对间谐波的检测。采用C语言完成了算法在DSP硬件平台上的移植。四项Nuttall窗插值FFT算法应用于间谐波检测的仿真和实验表明,四项Nuttall窗旁瓣性能好,对于改善频谱泄漏现象有很好的作用,相对于其他检测算法而言有较好的检测性能;基于小波变换的递归滤波器分析方法,将其算法在DSP硬件平台上成功进行了移植,完成功能测试,满足精度要求的同时兼顾了实时性的需要。

关键词： DSP 间谐波检测傅里叶变换加窗插值小波变换