復(fù)雜電氣信號(hào)相量測(cè)量方法研究.pdf

1、電氣信號(hào)相量測(cè)量為電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供最基本的電氣信號(hào)參數(shù)信息，在電力系統(tǒng)的同步相量測(cè)量、狀態(tài)估計(jì)、靜態(tài)穩(wěn)定的監(jiān)測(cè)、暫態(tài)穩(wěn)定的預(yù)測(cè)及控制以及故障分析等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有的相量測(cè)量算法在測(cè)量簡(jiǎn)單電氣信號(hào)時(shí)，具有很高的精度；但對(duì)于頻率偏移額定值，或幅值、頻率隨時(shí)間變化的復(fù)雜電氣信號(hào)，受信號(hào)動(dòng)態(tài)特性的影響，算法精度會(huì)受到嚴(yán)重影響。本文研究復(fù)雜電氣信號(hào)的測(cè)量算法，提高相量測(cè)量的穩(wěn)態(tài)測(cè)量精度和動(dòng)態(tài)跟蹤速度，對(duì)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及安全穩(wěn)定運(yùn)行具有

2、重要的意義。
　　本文對(duì)電氣信號(hào)進(jìn)行分類和建模，總結(jié)和歸納了針對(duì)不同類型電氣信號(hào)的常用參數(shù)估計(jì)算法；在此基礎(chǔ)上，對(duì)幾種相量測(cè)量算法進(jìn)行了研究和改進(jìn)。
　　首先，研究了電氣參數(shù)估計(jì)中最常用算法--離散傅里葉(DFT)算法，深入分析了其測(cè)量誤差及產(chǎn)生原因，給出了一種基于定頻率采樣的DFT改進(jìn)測(cè)量算法，并在信號(hào)頻率和幅值均隨時(shí)間變化的情況下，仿真測(cè)試了該算法的電氣參數(shù)測(cè)量性能。
　　其次，針對(duì)電氣信號(hào)中存在衰減直流分量的情況

3、，比較和分析了現(xiàn)有的最小二乘算法、三點(diǎn)算法和半波傅氏算法，并提出一種改進(jìn)的全波傅氏算法。該算法利用基波信號(hào)相隔半個(gè)周期的兩個(gè)采樣值相加為零的原理，對(duì)信號(hào)相隔半個(gè)周波做兩次傅立葉變換，從而得到一個(gè)消除衰減直流分量的表達(dá)式。仿真驗(yàn)證了改進(jìn)算法的有效性。此外，針對(duì)動(dòng)態(tài)信號(hào)，給出了基于自適應(yīng)濾波的濾除衰減直流分量的方法，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的自適應(yīng)濾波算法。
　　再次，分析了幾種常用窗函數(shù)的頻譜特性，給出了一種測(cè)量頻偏電氣信號(hào)的基波及諧波參數(shù)的加

4、窗插值改進(jìn)算法，詳細(xì)推導(dǎo)該算法的計(jì)算公式，并仿真驗(yàn)證了算法的準(zhǔn)確性；針對(duì)時(shí)變動(dòng)態(tài)電氣信號(hào)，研究了基于卡爾曼濾波器的基波及諧波參數(shù)估計(jì)算法。
　　最后，提出一種基于S變換和TT變換的諧波、間諧波分析方法。S變換是一種加時(shí)窗傅里葉變換時(shí)頻可逆分析方法，具有良好的時(shí)頻特性；TT變換是S變換的一種傅里葉逆變換，是一維時(shí)間序列的二維時(shí)時(shí)表示。該方法利用TT變換對(duì)信號(hào)高頻分量的放大作用，結(jié)合插值算法做穩(wěn)態(tài)諧波、間諧波測(cè)量，解決電網(wǎng)中高頻諧波及