基于自适应陷波滤波器的谐波分析法 harmonic analysis based on anf.pdfVIP

电力自动化设备 Vol_33No．9 ElectricPowerAutomation @92。3鬻穿 Equipment Sept．2013 基于自适应陷波滤波器的谐波分析法 李功新1,2,3黄彦婕4．江修波2 (1．武汉大学电气工程学院，湖北武汉430072；2．福州大学电气工程与自动化学院，福建福州350108； 3．福建省电力有限公司，福建福州350000；4．福建省电力有限公司厦门电业局，福建厦门361000) 摘要：为提升介损角测量算法对干扰因素的抑制效果．提出了一种结合自适应陷波滤波器(ANF)的谐波分 析法。ANF能有效滤除电压、电流波形中的整次谐波、间谐波和噪声分量。准确实现基波分量的跟踪及基波 频率的提取。谐波分析法基于ANF提取的基波分量和基波频率进行介损角计算。仿真结果表明．结合ANF 的谐波分析法在频率波动、谐波分量变化、白噪声影响、介损角真值变化、初相角变化等情况下都能取得较 高测量精度。 关键词：容性设备；介质损耗角；ANF：谐波分析：滤波器；仿真 中图分类号：TM934．32 文献标识码：A 0 引言 波分量、直流分量及噪声。以电压为例有如下形式： 』v 介质损失角(下文简称介损角)正切是衡量电气 (1) k=l 设备绝缘性能的重要指标…。在正常情况下．容性设 备的介损角的范围为O．001。0．02rad．是一个微小 k取非整数时则表示该部分为间谐波；A。、n(t)分别 值．实际测量时容易因测试方法的不准确或现场干 对应着直流分量及噪声．采用ANF可以从中提取出 扰而淹没真实值。因此。研究高精度的介损角测量方 基波分量和基波频率值[1fi-12]。 法是介损角诊断绝缘性能研究的首要课题。 1．1 ANF的基本算法 目前常用的数字化测量方法主要有谐波分析 ANF的数学表达式如式(2)所示： 法、相关函数法、相位差法、过零时差法、正弦波参数 f． 法等[2-4]。其中相位函数法、过零时差法只能针对基 I戈+02x=2f：[02y(t)一p膏]，，，、 波正弦信号，在实际应用中需前置滤波环节：正弦 }． L二7 19=一yx[02y(t)一p正] 波参数法计算量大．而且在消除频率波动及噪声引 起的误差方面不具备优势。较少采用[s]：谐波分析法 其中，舀为输入信号y(t)的角频率的估计，膏为关于 不受直流分量和谐波存在的干扰．是目前较常用的 输入信号y(t)的估计，y、亭为决定ANF收敛速度和 方法．然而非同步采样时存在频谱泄漏和栅栏效应 精度的2个重要参数。 影响【6]。经进一步分析发现因频率波动而无法同步 采样时．信号初相角差异和谐波是造成测量误差的 时，ANF将有唯一解： 主要因素[7]．同时传感器信号的长距离传输带来的 f z]f-A1cos(∞1￡+妒I)] 随机噪声也必然影响着测量精度[8]。另外．电压、电