收藏本站
《浙江大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

电力谐波和间谐波参数估计算法研究

陈国志  
【摘要】:随着大量非线性、冲击性负荷在电力系统中投入使用,给电网带来了严重的谐波污染,现代电网中不仅含有整数次谐波而且还存在非整数次谐波,即间谐波。谐波和间谐波治理的前提是对其参数准确估计,本文主要从傅立叶变换、小波变换、现代谱估计和自适应神经网络等几个方面探讨电力谐波和间谐波的参数估计算法。 傅立叶变换是最基本的谐波和间谐波分析方法,已被IEC 61000-4-7标准采用。利用傅立叶变换进行谐波分析的缺点是在非同步采样时存在频谱泄露和栅栏效应,频率分辨率与采样数据长度成反比。加窗插值傅立叶变换是抑制频谱泄漏和消除栅栏效应的有效方法,然而现有的加窗插值傅立叶变换方法在分析精度和计算量之间存在着矛盾,例如,Hanning窗插值算法简单,但分析精度低,Blackman-Harris窗插值算法分析精度高,但计算量大。因此,提出3项3阶Nuttall窗和4项5阶Nuttall窗插值傅立叶变换方法及其改进策略,其插值系数求解简单,计算量小,同时谐波分析精度可媲美Blackman窗和Blackman-Harris窗插值傅立叶变换方法。通过消除基波对二次谐波或基波和谐波对其附近间谐波的频谱泄漏,提高了Nuttall窗插值傅立叶变换方法的总体分析精度,而计算量增加不大。 小波变换克服了傅立叶变换在频域完全局部化而在时域完全无局部性的缺点,可以同时提取信号的时频信息,近年来也被用于谐波分析,但利用小波变换方法分析稳态谐波信号时,频谱混叠比较严重,分析精度不高。提出一种基于递归滤波器的谐波和间谐波分析方法,该方法有效克服了小波变换的频谱混叠现象,能够准确估计谐波和间谐波的频率和幅值,并且递归滤波器的输出值可按采样点来逐点更新,仅由信号的前六个采样值和递归滤波器的前七个输出值决定,计算复杂性与采样频率无关。 针对傅立叶变换在短数据条件下频率分辨率低的缺点,将现代谱估计方法用于谐波和间谐波的频率估计,提出最优加权Burg算法和基于传播算子的MUSIC算法。最优加权Burg算法能够减小Burg算法的谱峰偏移和消除其谱线分裂。利用传播算子估计噪声子空间时不需要估计自相关矩阵和特征分解,计算复杂度低,并且信号源数的适当过估计将会使基于传播算子的MUSIC算法的频率估计性能媲美MUSIC算法。利用基于多级维纳滤波器的TLS-ESPRIT算法估计正弦信号频率时同样能减小计算量。通过多个仿真算例,从不同角度验证了所提算法具有频率分辨率高的优点,适用于非同步采样、短数据条件下的谐波和间谐波频率估计。 将Adaline神经元用于谐波和间谐波分析,提出复数域Adaline神经网络谐波分析模型和增强型Adaline神经网络的频率学习率自适应选择方法。复数域Adaline神经网络模型的输入向量和权向量仅为Adaline神经元的一半,简化了网络结构。对各谐波和间谐波的频率学习率根据频率的变化量进行自动调整,能够改善增强型Adaline神经网络的收敛性和分析精度。将LMS牛顿算法、变步长LMS算法、RLS算法等自适应算法应用于Adaline神经网络,能够大大提高Adaline神经网络的收敛速度。仿真算例表明,所提出的Adaline神经网络模型和算法具有分析精度高、收敛速度快的优点。 最后利用基于传播算子的求根MUSIC和Adaline神经网络相结合的方法对计算机用电、微波炉用电、球磨机电流和杭州某锻造厂电流的实测数据进行分析,验证了所提出谐波和间谐波自适应分析算法的有效性,并得出各自的谐波和间谐波参数及用电特点。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM711

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 罗日成;黄彪;杨映滋;;双种群PSO结合MSWF-ESPRIT的间谐波参数分析[J];电力系统及其自动化学报;2014年08期
2 卢泽华;罗日成;黄彪;李卫国;;协同进化蜜蜂算法结合谱估计的间谐波参数分析[J];中南大学学报(自然科学版);2014年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 曹毅;软开关技术在开关电源中的应用及谐波分析研究[D];河南科技大学;2013年
2 陈超;谐波检测算法研究[D];杭州电子科技大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张翼,柯亨玉,程丰,李国玮;基于MUSIC算法高频地波雷达的角分辨率[J];电波科学学报;2003年03期
2 周争光;廖桂生;王洪洋;吴云韬;;基于PM的波达方向、频率的快速估计方法[J];电波科学学报;2006年03期
3 李红,马新瑜;多层前馈神经网络在电力系统谐波测量中的应用[J];电测与仪表;2003年02期
4 肖雁鸿,毛筱,罗瑞琼,彭永进;神经网络理论在谐波测量中的应用[J];电工技术学报;2002年02期
5 祁才君,王小海;基于插值FFT算法的间谐波参数估计[J];电工技术学报;2003年01期
6 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
7 黄文清;戴瑜兴;全慧敏;;基于Daubechies小波的谐波分析算法[J];电工技术学报;2006年06期
8 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
9 赵黎丽;;基于相关Hanning窗插值的间谐波分析算法[J];电工技术学报;2008年11期
10 章兢;于晶荣;;基于ADALINE的有源电力滤波器预测电流控制策略(英文)[J];电工技术学报;2009年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹光华;方晨;;三电平逆变器SVPWM控制算法的研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
2 周本多;杨圣春;;电力系统谐波及其抑制[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2007年01期
3 李晶;谷彩连;;小电流接地系统单相接地故障选线的算法研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2008年01期
4 胡红兰;;宣城电网电能质量在线监测系统的建设和应用[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2010年01期
5 杨凡;李祥;涂军;;基于DSP的远程视频监控系统的研究和实现[J];安防科技;2008年01期
6 王道华;;风险和效益综合模型的最优投资组合[J];安徽广播电视大学学报;2006年03期
7 水孝敏,许岚兵,曹辉;一种实现雷达回波图像的压缩方法[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年Z1期
8 朱哲;钟伟红;;非平稳随机信号分析处理方法研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期
9 高清维,程玉林,明军;信号子带分解和重构的小波滤波器系统及边界处理[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年04期
10 崔博文,陈剑,陈心昭,任章;复参数最小二乘估计方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Lifting Wavelet Transform Based Adaptive Filter for Active Power Filters[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 章大勇;吴文启;吴美平;;低成本MEMS-IMU/GPS组合导航的自适应滤波器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 ;Generalized Active Power Filter and its Adaptive Instrutional Current Detection[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 王莉;沈捷;;基于减法聚类的模糊神经网络在水处理过程建模中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 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
6 王明;吴保强;;基于FPGA的暂态电能质量检测的算法设计[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
7 宋海峰;张章;;基于电弧炉建模分析间谐波对继电保护设备的影响[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
8 王杰令;易克初;田斌;刘祖军;;一种鲁棒的自适应调零天线接收算法[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
9 陈丽;吴仁彪;卢丹;;一种加权的直接解算GPS定位算法[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
10 郭成;李胜男;;Prony算法用于电能质量波形分析的可行性研究[A];2010年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 魏海霞;爆破地震波作用下建筑结构的动力响应及安全判据研究[D];山东科技大学;2010年
3 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 邓志鑫;基于因子图消息传递算法的伪码快速捕获方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 项建弘;基于空时自适应处理的GPS调零技术应用研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 于蕾;OFDM系统的信道估计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 谢忠玉;电力短期负荷时间序列混沌特性分析及预测研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏永敏;线性流形上几类矩阵方程的最小二乘解及最佳逼近解[D];河南理工大学;2010年
2 覃霖;基于FPGA的自适应FIR滤波器的实现[D];中国工程物理研究院;2009年
3 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
4 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
5 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
6 张海社;智能天线算法的研究[D];山东科技大学;2010年
7 杨焱麟;基于小波变换理论与比值分析法的变压器励磁涌流识别的研究[D];山东科技大学;2010年
8 王春华;基于盲源分离的肺音信号提取研究[D];山东科技大学;2010年
9 张明军;基于小波包最优树的图像融合技术研究[D];山东科技大学;2010年
10 张庆伟;基于小波变换的阈值图像去噪方法[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐红祥;计建新;孙向东;孙永生;曹亮;;高压Trench IGBT的研制[J];半导体技术;2012年04期
2 胡双锋;黄尚宇;周玲;吕书林;;磁学的发展与重要磁性材料的应用[J];稀有金属材料与工程;2007年S3期
3 潘文;准同步采样方法应用中的几个问题[J];电测与仪表;1990年06期
4 梅永;王柏林;;电力系统信号采集与谐波测量方法[J];电测与仪表;2008年09期
5 陈为,何建农;电力电子高频磁技术及其发展趋势[J];电工电能新技术;2000年02期
6 林周布;一种具有最简拓扑的无源软开关新技术[J];电工技术学报;2002年02期
7 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
8 黄文清;戴瑜兴;全慧敏;;基于Daubechies小波的谐波分析算法[J];电工技术学报;2006年06期
9 刘国海;吕汉闻;陈兆岭;刘慧;;基于修正遗忘因子RLS算法的谐波电流检测新方法[J];电工技术学报;2010年01期
10 李锦初;AN2060电力谐波分析仪[J];电工技术杂志;1999年05期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张树全;基于分频控制的并联型APF关键技术研究[D];华中科技大学;2011年
2 秦全德;粒子群算法研究及应用[D];华南理工大学;2011年
3 高培生;电力系统中的间谐波频谱分析[D];浙江大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 崔博文,陈剑,陈心昭,任章;复参数最小二乘估计方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年03期
2 吴云韬,廖桂生,田孝华;一种波达方向、频率联合估计快速算法[J];电波科学学报;2003年04期
3 张辉,张晋;基于子空间跟踪的盲MMSE多用户检测算法[J];电波科学学报;2004年03期
4 王洪洋,廖桂生,王万林;近场源频率、波达方向和距离的联合估计方法[J];电波科学学报;2004年06期
5 黄德耀;高频雷达海洋回波谱特性及影响其质量的因素[J];电波科学学报;1996年02期
6 王茂海,刘会金,彭辉,张国强;采样信号频率偏离设计值情况下离散傅立叶变换的误差分析[J];电测与仪表;2001年01期
7 李红,马新瑜;多层前馈神经网络在电力系统谐波测量中的应用[J];电测与仪表;2003年02期
8 陈宵雅,金心宇;结合MATLAB的虚拟仪器技术在谐波测量系统中的应用[J];电测与仪表;2005年04期
9 周文晖,李青,周兆经;采用小波多分辨率信号分解的电能质量检测[J];电工技术学报;2001年06期
10 肖雁鸿,毛筱,罗瑞琼,彭永进;神经网络理论在谐波测量中的应用[J];电工技术学报;2002年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 童梅;智能控制在电力系统谐波抑制中的应用[D];浙江大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 于静;人工神经网络在电网谐波监测中的研究[D];重庆大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡杰;陈妮;;间谐波参数对电压波动的影响分析[J];电气应用;2010年05期
2 汤志成;何益宏;;LED灯的间谐波闪变分析[J];计算机与信息技术;2010年04期
3 林海雪;;公用电网间谐波国家标准介绍[J];供用电;2010年06期
4 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[J];电力系统保护与控制;2009年18期
5 胡伟;查晓明;;PWM-VSI变频调速系统谐波分析模型的构建[J];电气应用;2006年05期
6 江涛;林伟斌;;电力系统谐波及其检测技术[J];江西电力职业技术学院学报;2006年03期
7 张金霞;;基于独立成分分析的谐波检测[J];电力系统及其自动化学报;2007年01期
8 张大海,徐文远;间谐波相序特性的研究[J];中国电机工程学报;2005年12期
9 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
10 高培生;谷湘文;吴为麟;;基于求根多重信号分类和遗传算法的谐波间谐波频谱估计[J];电工技术学报;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宋海峰;张章;;基于电弧炉建模分析间谐波对继电保护设备的影响[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
2 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
3 曹健;林涛;;电力系统谐波/间谐波高精度测量方法的比较研究[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
4 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
5 张晓;王跃;杨君;唐晓华;司渭滨;;用新并联混合型有源电力滤波器抑制电弧炉电气系统的谐波[A];电工理论与新技术学术年会论文集[C];2005年
6 谢锐凯;张波;龙隽;陈良刚;;一种间谐波检测装置的检测误差分析[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
7 刘亚梅;肖先勇;杨洪耕;;基于线性调频Z变换与多峰谱线插值的间谐波检测方法[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(下册)[C];2008年
8 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
9 陈良刚;张波;龙隽;谢锐凯;;间谐波检测技术及DSP算法设计[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
10 刘亚梅;肖先勇;王楠;杨洪耕;;用线性调频Z变换的相邻谱线插值检测间谐波[A];四川省电工技术学会第九届学术年会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 CNE记者 栗清振;运行容量大于额定容量95%才能进行测试[N];中国电力报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李明;电力系统间谐波检测算法及电动机间谐波源研究[D];西南交通大学;2012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 周峰;基于准同步采样的电力系统谐波与间谐波在线检测方法研究[D];上海交通大学;2012年
4 王天施;间谐波检测方法及对电力系统影响的研究[D];沈阳工业大学;2013年
5 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
6 雍静;间谐波源模型和间谐波电压特性及其闪变效应的研究[D];重庆大学;2007年
7 康伟;电能质量检测方法及应用研究[D];华北电力大学(河北);2008年
8 高培生;电力系统中的间谐波频谱分析[D];浙江大学;2008年
9 肖武雄;频谱音乐的组织结构[D];上海音乐学院;2008年
10 蔡忠法;电参量自适应测量技术研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐斐;基于空间谱估计算法的间谐波频谱分析[D];兰州理工大学;2012年
2 崔晓荣;电力系统间谐波的检测算法研究与实现[D];西华大学;2013年
3 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
4 王旻鹤;电力系统谐波及间谐波检测系统设计[D];湖南大学;2010年
5 陈文礼;基于支持向量机的间谐波参数估计方法研究[D];重庆大学;2011年
6 张春梅;基于分段迭代的电力谐波和间谐波神经网络分析方法[D];重庆大学;2013年
7 刘杰;支持向量回归机在间谐波参数估计中的应用研究[D];重庆大学;2012年
8 孔圣立;电力系统间谐波测量的研究[D];华北电力(北京)大学;2002年
9 王莉;基于神经网络的电力系统谐波及间谐波检测分析[D];长沙理工大学;2011年
10 孙常栋;电力系统中谐波/间谐波检测算法的研究[D];燕山大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026