电力系统频率及相量测量的算法研究

发布时间：2016-08-29 20:21

  本文关键词：复杂电气信号相量测量方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

《哈尔滨工程大学》 2008年

电力系统频率及相量测量的算法研究

路艳洁  

【摘要】： 众所周知,电力系统频率及相量测量已经成为电力系统领域发展的一个重要研究方向。近几十年来,随着各种电力电子装置(主要是一些非线性设备)的广泛应用,使得公用电网的谐波污染日益严重,电能质量下降,由谐波引起的各种故障和事故不断发生。因此,实时测量和分析电网的实际情况,对于防止谐波危害、提高电能质量是十分必要的。 本文以具体项目为背景,深入研究了电力系统测量算法。提出了一种新型的频率相量测量算法。本文首先总结了电力系统频率相量测量与分析的主要方法以及频率相量测量算法的历史、现状和发展。较详细地推导了目前常用的DFT算法。由于该算法存在频谱泄漏和栏栅效应,因此该算法测量精度低。为了克服该缺点,推导了加窗插值DFT算法。该算法有效提高了测量精度,但存在计算量大的缺点。为了减小计算量,本文介绍了对采样值修正的测量方法。最后,本文从理论上分析了传统的离散傅立叶算法存在的测量误差,并在传统的离散傅立叶算法的基础上提出了一种前向递推的DFT算法,通过仿真验证了提出算法的正确性。仿真结果表明,与传统的傅立叶算法相比,该算法能有效的减小由傅立叶算法引起的测量误差,具有测量精度高,计算量小等优点。完全符合项目测量精度的要求。

【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TM935.1
【目录】：

摘要5-6

ABSTRACT6-9

第1章 绪论9-14

1.1 广域测量系统9-11

1.2 频率及相量的测量11-14

第2章 基于离散傅立叶变换的测量算法14-24

2.1 电力系统的电信号14-17

2.1.1 稳态时的电信号14-15

2.1.2 暂态时的电信号15-17

2.2 连续函数的傅立叶变换17-18

2.3 离散傅立叶算法18-20

2.4 离散傅立叶算法仿真及分析20-23

2.5 本章小结23-24

第3章 基于DFT的加窗插值算法24-40

3.1 信号的采样24-25

3.1.1 同步采样24-25

3.1.2 非同步采样25

3.2 DFT算法的频谱泄漏和栅栏效应25-28

3.2.1 频谱泄漏25-27

3.2.2 栅栏效应27-28

3.3 加窗插值算法28-38

3.3.1 窗函数28-29

3.3.2 基于矩形窗的插值算法29-31

3.3.3 基于Hanning窗的插值算法31-34

3.3.4 基于Blackman-Harris窗的插值算法34-38

3.4 本章小结38-40

第4章 采样值修正算法40-48

4.1 基于过零检测的采样值修正算法40-44

4.1.1 过零检测法40-41

4.1.2 采样值的同步修正41-44

4.2 基于DFT的采样值修正算法44-46

4.3 本章小结46-48

第5章 一种基于DFT的高精度频率相量算法48-55

5.1 传统DFT算法的误差分析48-49

5.2 改进的DFT算法49-50

5.3 递推计算DFT50-52

5.4 改进算法的性能仿真52-54

5.4.1 频率波动时的测量52-53

5.4.2 频率波动时的跟踪测量53-54

5.5 本章小结54-55

结论55-56

参考文献56-59

攻读硕士学位期间发表的论文59-60

个人简历60-61

致谢61

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【引证文献】

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1 朱智军;复杂电气信号相量测量方法研究[D];湖南大学;2012年

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 吴远网,赵良德,汪建,史旺旺;基于递推DFT算法数字滤波器的研制[J];电测与仪表;2003年07期

2 黄纯，彭建春，尹正泉;软件同步采样实现方法的分析与改进[J];电测与仪表;1997年10期

3 李红伟,李在玉;FFT分析电力系统谐波的加窗插值算法[J];电工技术杂志;2004年10期

4 何奔腾,金华烽;电力系统振荡频率的实时估算[J];电力系统自动化;2000年15期

5 吴京涛,闵勇,丁仁杰,徐飞,崔文进,杨滨,田伟,王义伟,才洪全,贾伟,屠强;黑龙江省东部电网区域稳定控制系统的二期开发[J];电力系统自动化;2001年11期

6 杜永忠,牛金才;一种基于CROSS原始算法的频率测量法[J];电气传动自动化;2001年03期

7 刘涤尘,夏利民,商志会;基于人工神经网络的电网频率测量方法[J];电网技术;2000年08期

8 黄群古,任震,黄雯莹;梯形小波变换及其在电力系统频率跟踪中的应用[J];电网技术;2001年04期

9 王兆家,岑宗浩,陈汉中;华东电网多功能功角实时监测系统的开发及应用[J];电网技术;2002年08期

10 陈隆道,钱照明,张圣训;周期域分析中非同步取样数据的同步化[J];电子学报;2001年07期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 汪建;阁明进;翁鹏浩;赵良德;;谐波对电能计量影响的研究[J];安徽电力;2004年03期

2 刘继芳;;基于傅立叶变换的接地网接地电阻异频测量技术分析[J];安徽电力;2009年02期

3 吴静;金海彬;;电网信号高准确度频谱插值测量算法[J];北京航空航天大学学报;2010年04期

4 余晓明;吴捷;王世闻;张勇;;基于DSP的通用FFT算法在电网谐波检测中的应用[J];北京联合大学学报(自然科学版);2007年03期

5 蓝波;周义明;曹泽莼;;快速求取电压有效值与频率的一种新方法[J];北京石油化工学院学报;2007年04期

6 周义明;张化民;;低电压保护装置的研究[J];北京石油化工学院学报;2008年03期

7 罗安;吴传平;彭双剑;;谐波治理技术现状及其发展[J];大功率变流技术;2011年06期

8 王瑜;李松;;DFT算法在电能质量谐波分析中的应用[J];变频器世界;2011年12期

9 王祖强;;电量参数采样方式与算法[J];船舶工程;2010年S2期

10 曹锋;高华;;一种基于加窗的插值FFT重构Hilbert变换方法[J];重庆理工大学学报(自然科学);2012年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 吴新纲;胡新明;刘建;张运飞;;基于DSP的配电综合测控仪设计与实现[A];2003中国电机工程学会电力系统自动化专委会供用电管理自动化分专业委员会成立暨第一届学术交流会议论文集[C];2003年

2 王勇;丁文杰;;新型配变监测计量终端的研究[A];2007中国电机工程学会电力系统自动化专委会供用电管理自动化学科组（分专委会）二届三次会议论文集[C];2007年

3 黄方能;吴玉燕;;FFT谐波检测存在的问题[A];广西电机工程学会第九届青年学术论坛论文集[C];2006年

4 崔一铂;林涛;;基于虚拟仪器技术的在线电能质量监测系统研究(二)——基于虚拟仪器技术的电能质量在线监测系统设计[A];中南七省（区）电力系统专业委员会第二十二届联合学术年会论文集[C];2007年

5 刘学;张伏生;郑文雯;魏平;赵娜;;电压波动与闪变的高精度FFT测量[A];第十届全国电工数学学术年会论文集[C];2005年

6 刘学;张伏生;郑文雯;赵娜;魏平;;间谐波的准确测量以及硬件实现[A];第十届全国电工数学学术年会论文集[C];2005年

7 周斌;雷铭;沈健;;基于电子式互感器的变电站智能设备采样值接口技术研究[A];2006中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C];2006年

8 肖驰;刘玉田;;电力系统低频振荡检测的实时滤波算法[A];2006中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C];2006年

9 李加升;柴世杰;;电能质量谐波间谐波在线快速检测方法研究[A];2008中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C];2008年

10 周斌;沈健;张何;黄国方;;一种新型变电站智能设备采样值接口方案[A];2006电力系统自动化学术交流研讨大会论文集[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 张明;电能质量扰动相关问题研究[D];华中科技大学;2010年

2 陈国志;电力谐波和间谐波参数估计算法研究[D];浙江大学;2010年

3 雷之力;微网谐波振及电压暂降的评估与控制[D];华北电力大学（北京）;2011年

4 李正天;高压线路保护动作特性分析及新原理研究[D];华中科技大学;2011年

5 梁睿;基于故障类型的单相接地故障综合选线研究[D];中国矿业大学;2010年

6 王小华;基于神经网络的数字滤波器设计及谐波检测理论与方法研究[D];湖南大学;2009年

7 盘宏斌;综合型电能质量调节装置的理论与技术研究[D];湖南大学;2009年

8 陈鸿蔚;交流异步电力测功机系统及其软测量技术研究[D];湖南大学;2009年

9 温和;新型窗函数与改进FFT谐波分析方法及应用研究[D];湖南大学;2009年

10 国添栋;基于盲源分离理论的闪变和间谐波检测技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王磊;继电保护测试仪检定装置的研究与实现[D];南昌航空大学;2010年

2 陈铭明;电力间谐波的特性及抑制技术研究[D];大连理工大学;2010年

3 李天赞;神经网络在电力系统谐波分析中的应用研究[D];长沙理工大学;2009年

4 马岩;配电网络电量参数监测终端研究[D];大连海事大学;2010年

5 韩盈盈;自主式水下机器人的分布式运动控制系统算法与实现[D];中国海洋大学;2010年

6 王文琦;基于双核处理器的电能质量监测系统的设计[D];苏州大学;2010年

7 刘万山;小波分析在暂态电能质量扰动检测中的应用[D];河北工程大学;2010年

8 李连玉;基于LabVIEW的电力参数监测系统设计[D];哈尔滨理工大学;2010年

9 赵春明;三相四线制下并联有源电力滤波器的研究与设计[D];哈尔滨理工大学;2010年

10 蒋海牙;基于空间矢量PWM控制并联有源电力滤波器的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年

【同被引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 丁屹峰,程浩忠,吕干云,占勇,孙毅斌,陆融;基于Prony算法的谐波和间谐波频谱估计[J];电工技术学报;2005年10期

2 周林;夏雪;万蕴杰;张海;雷鹏;;基于小波变换的谐波测量方法综述[J];电工技术学报;2006年09期

3 温和;滕召胜;卿柏元;;Hanning自卷积窗及其在谐波分析中的应用[J];电工技术学报;2009年02期

4 马仁政,陈明凯;减少频谱泄漏的一种自适应采样算法[J];电力系统自动化;2002年07期

5 黄恺,孙苓生;继电保护傅氏算法中滤除直流分量的一种简便算法[J];电力系统自动化;2003年04期

6 江道灼,孙伟华,陈素素;电网相量实时同步测量的一种新方法[J];电力系统自动化;2003年15期

7 黄瀛,何奔腾;继电保护中最小二乘算法的最佳噪声模型[J];电力系统自动化;2004年09期

8 苏鹏声,王欢;短窗Morlet复小波用于电力系统信号处理的探讨[J];电力系统自动化;2004年09期

9 王茂海,孙元章;基于DFT的电力系统相量及功率测量新算法[J];电力系统自动化;2005年02期

10 韩正庆,高仕斌,李群湛;基于半波傅里叶算法的励磁涌流识别方法[J];电力系统自动化;2005年14期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 刘炳旭;基于同步相量测量系统的相量精确测量与系统实现[D];山东大学;2007年

2 麦瑞坤;电力系统动态同步相量估计算法及其应用研究[D];西南交通大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 贺觅知;基于卡尔曼滤波的电力系统动态状态估计算法研究[D];西南交通大学;2006年

2 熊俊杰;基于PMU的低频振荡Prony分析和本地在线监测系统[D];东南大学;2006年

3 易立强;同步相量测量算法研究及实现[D];湖南大学;2007年

4 祝石厚;基于卡尔曼滤波算法的动态谐波状态估计技术研究[D];重庆大学;2008年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐震,陈山林,孙成明;谐波分析仪中采样截断误差的分析及其抑制[J];电测与仪表;1990年02期

2 潘文，钱俞寿，周鹗;基于加窗插值FFT的电力谐波测量理论──（Ⅰ）窗函数研究[J];电工技术学报;1994年01期

3 潘文，，钱俞寿，周鹗;基于加窗插值FFT的电力谐波测量理论（Ⅱ）双插值FFT理论[J];电工技术学报;1994年02期

4 钱伟，程肇基，郭涛;非正弦波形有功功率的采样法测量[J];电工技术学报;1996年02期

5 喻燕勋;电力系统稳定破坏后的系统非同步运行分析(一)[J];电力系统自动化;1986年01期

6 胡艳婷;李本藩;;一种供安全自动装置用的新的频率测量方法[J];电力系统自动化;1987年06期

7 韩敏;王世缨;黄慎仪;;变电站微机监控系统交流采样方法的实验研究[J];电力系统自动化;1990年03期

8 闵勇,丁仁杰,韩英铎,屠强,田伟;一次系统事故的同步相量测量结果分析[J];电力系统自动化;1998年07期

9 方勇杰,范又涛,陈永红,朱昆,孙光辉,薛禹胜;在线预决策的暂态稳定控制系统[J];电力系统自动化;1999年01期

10 李函,闵勇,韩英铎;集中分层式稳定控制系统设计[J];电力系统自动化;2000年13期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 唐建辉,胡敏强,吴在军;一种基于修正采样序列的电力系统频率测量方法[J];电力系统及其自动化学报;2004年06期

2 刘俊奕;;恒运电厂一次调频分析与优化[J];重庆电力高等专科学校学报;2011年03期

3 熊小伏,周永忠,周家启;计及负荷频率特性的低频减载方案研究[J];中国电机工程学报;2005年19期

4 张超;谭建成;;一种基于导数的实时频率跟踪算法[J];电力自动化设备;2007年04期

5 林海雪;;电能质量国家标准介绍(Ⅱ)[J];电源世界;2001年11期

6 林海雪;;第2讲 电力系统频率偏差标准[J];建筑电气;2011年05期

7 曹建设;杲秀芳;;基于虚拟仪器技术的电力系统频率测量[J];技术与市场;2006年01期

8 王安定,葛耀中,L.L.Lai,A.T.Johns;用母线电压测量电力系统频率的一种新方法[J];电力系统及其自动化学报;1991年01期

9 吴杰康;在暂态过程中电力系统频率的估算[J];中国电机工程学报;2005年07期

10 戴义平;赵婷;高林;;发电机组参与电网一次调频的特性研究[J];中国电力;2006年11期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 王小华;王莉;王力;;基于神经网络的电力系统谐波及间谐波高精度检测[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 中国电力科学院 林海雪;[N];中国电子报;2003年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 徐兴伟;基于轨迹的复杂电力系统频率动态过程分析[D];华北电力大学（河北）;2010年

2 刘育明;电力系统频率测量及其在数字语音真伪鉴别中的应用[D];重庆大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 候智圆;电力系统频率动态行为特征分析[D];山东大学;2012年

2 陈阔;含大规模风电场群的电力系统频率动态过程研究[D];东北电力大学;2013年

3 郑高;电力系统频率偏差分析与快速预估计算方法研究[D];湖南大学;2012年

4 王玺;电力系统数字测频方法研究[D];郑州大学;2010年

5 赵茜茜;基于广域量测的电力系统频率稳定预测算法研究[D];西南交通大学;2010年

6 王玺;电力系统数字测频方法研究[D];郑州大学;2010年

7 吴子双;风电参与电力系统频率调节的策略研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

8 王晶;河北南网低频减载方案计算软件开发及应用[D];华北电力大学（河北）;2008年

9 李鹏博;山东电网低频减载方案计算软件开发及应用[D];华北电力大学（河北）;2003年

10 张俊;含风电场的电力系统频率稳定分析研究[D];新疆大学;2011年

  本文关键词：复杂电气信号相量测量方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：105134