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题名同步相量和频率测量最优滤波器设计
被引量：10
- 1
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作者
汪芙平
赵伟
郭雷
王春华
姜旭
王赞基
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机构
电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学)
国网吉林省电力有限公司
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出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第22期6691-6699,共9页
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文摘
针对基于有限长单位冲激响应(finite impulse response,FIR)数字滤波器的同步相量测量原理,首先从理论上推导基波、谐波和噪声引起的测量误差与滤波器频响特性的关系,由此定义滤波器多项技术指标,并通过建立总向量误差和频率测量误差与这些技术指标的函数关系,制定实现同步相量和频率测量的FIR数字滤波器组的最优设计准则。其次,针对离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DTF)类动态相量测量原理,推导这类算法的等效数字滤波器组,根据最优设计准则求解优化问题,进行滤波器自由参数最优选取,实现滤波器的最优设计,并给出长度分别为2、3和4周波的相量测量滤波器,以及4和5周波的频率测量滤波器组的设计结果。最后,将同长度最优设计算法与相关性能评估中表现优越的4周波TWLS算法进行性能比较,仿真实验表明,两者在静态和动态各类测试中,总体均表现出非常接近的优越性能,而在抗谐波性能方面,优化算法具有明显优势。
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关键词
最优滤波器设计
相量测量单元
频率测量
离散傅里叶变换测量算法
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Keywords
optimal filter design
synchrophasor measurement unit
frequency measurement
DFT based measurement algorithm
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分类号
TM76
[电气工程—电力系统及自动化]
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题名一种二阶系统最优Q滤波器DOB设计方法研究
被引量：2
- 2
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作者
李伟
王立平
关立文
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机构
清华大学精密仪器与机械学系
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出处
《机械设计与制造》
北大核心
2011年第6期1-3,共3页
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基金
"863"项目<核电高压容器高效磨削加工智能装备研制>中的"高效磨削加工智能装备的运动伺服控制系统"子课题研究
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文摘
对一种新的系统化的最优Q滤波器干扰观测器(Disturbance Observer DOB)的参数设计方法进行研究,它用来校正二阶系统的外界干扰输入和一定范围内的系统不确定性。基于控制系统结构的变形、Q滤波器特性的分析和综合、最优参数和偏好参数的选取以及超前补偿器的设计,这种方法可以直接设计出一组相对于干扰-输出传递函数特性的最接近理论最优解的实际最优控制器参数。应用这种最优Q滤波器DOB,对于系统不确定性的适应和对外界干扰的抑制的要求都能很好的满足,并且通过系统仿真更验证了这一设计方法。
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关键词
干扰观测器
最优Q滤波器参数设计
超前滤波器
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Keywords
Disturbance observer
Optimal Q-filter parameterization
Lead compensator
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分类号
TH16
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名基于最优线性滤波的PMU测量Ⅱ:P类算法设计
被引量：5
- 3
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作者
汪芙平
黄松岭
赵伟
王赞基
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机构
电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学)
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出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第10期2927-2936,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(51677093)
国家重大科学仪器开发专项项目(2013YQ140505)~~
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文摘
系列第一篇论文详细阐述PMU最优算法设计的基础理论和最优滤波器的设计准则。该文在此基础上，研究P类测量最优算法的具体设计。具体地，针对P类测量在快速响应前提下的高准确度需求，选用天然具有谐波抑制性能的基于离散傅里叶变换（discrete Fourier transform，DFT）的动态相量测量算法，通过对其形式的扩展，建立原型滤波器，提取出矩形卷积窗长（Mw）、DFT个数（印和泰勒模型阶数（K）作为优化的自由参数。以数据上报率50fps为例，完成固定系数和变系数测量滤波器组的最优化设计，并构成完整的P类测量优化算法。通过仿真试验，评估优化算法的实际测量性能，并与加窗DFT、动态同步相量测量算法（dynamicphasorestimatealgorithm，DPEA）和泰勒模型加权最小二乘算法（Taylor-modelweightedleastsquares，TWLS）等常用算法进行比较，验证所提出优化算法的性能优势。
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关键词
最优滤波器设计
相量测量单元
DFT类动态相量测量算法
P类测量
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Keywords
optimal filter design
phasor measurement unit（PMU）
discrete Fourier transform （DFT） based dynamic phasor measurement algorithm
P class measurement
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分类号
TM76
[电气工程—电力系统及自动化]
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题名基于最优线性滤波的PMU测量Ⅲ:M类算法设计
被引量：3
- 4
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作者
汪芙平
黄松岭
赵伟
王赞基
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机构
电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学)
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出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第11期3144-3153,共10页
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基金
国家自然科学基金(51677093)
国家重大科学仪器开发专项资助项目(2013YQ140505)~~
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文摘
本系列论文的前2篇,分别研究同步相量测量单元测量的最优滤波原理和P类测量最优算法的具体设计。该文在此基础上,研究M类测量最优算法的具体设计。与P类测量相比,M类测量是在更高准确度基础上兼顾快速响应,并且增加了公认为最难实现的对带外干扰的抑制要求。为了实现从基波通带到带外干扰阻带的快速衰减,基于奈奎斯特频域抽样定理建立动态相量线性参数模型,并采用以凯撒窗为权重的加权最小二乘算法进行模型参数估计,由此构造原型滤波器,其中频域抽样点个数和凯撒窗阶数构成自由参数集。针对数据上报率分别为50、25和10Hz三种情况,求解最优化问题,给出不同数据长度下最优解的分布,并结合快速响应性能选取最优滤波器长度,构成完整的M类测量优化算法。通过仿真试验评估优化算法的实际测量性能,并与IEEE测量标准提供的参考算法结果进行比较,验证所提出优化算法在测量准确度、使用数据长度和单相测量方面具有的综合性能优势。
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关键词
最优滤波器设计
相量测量单元
带外干扰抑制
M类测量
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Keywords
optimal filter design
phasor measurement unit （PMU）
out-of-band interference rejection
M class measurement
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分类号
TM76
[电气工程—电力系统及自动化]
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题名基于最优线性滤波的PMU测量Ⅰ:最优滤波原理
被引量：10
- 5
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作者
汪芙平
黄松岭
赵伟
王赞基
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机构
电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学)
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出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第8期2262-2271,共10页
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基金
国家自然科学基金(51677093)
国家重大科学仪器开发专项资助项目(2013YQ140505)~~
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文摘
随着同步相量测量单元（phasor measurement unit,PMU）测量标准的不断更新和PMU在配电网的应用,更为恶劣的测量环境和更高的准确度要求,使得PMU测量算法面临巨大挑战。最优化方法能够兼顾基波频偏与动态变化、谐波、噪声、直流和带外干扰等因素造成的测量误差,实现测量的高准确度与快速响应的最佳平衡,是复杂条件下PMU测量算法设计极为有效的实现途径。本系列共3篇论文,针对目前应用最广泛的本质为线性滤波的测量机制,建立滤波器频响特性与测量误差之间定量关系,提出最优设计准则,并分别针对P类和M类测量,实现PMU测量算法的最优设计。该文目标是建立最优设计的基本理论。首先通过理论推导,给出基波频偏、谐波、噪声、直流干扰、带外干扰和基波动态等因素下,同步相量、频率和频率变化率引起的测量误差（即总向量误差、频率误差和频率变化率测量误差）与滤波器频响特性之间的定量关系;在此基础上,定义与滤波器频响特性有关的一系列技术指标,由此提出最优滤波器设计准则;最后,通过动态同步相量测量算法和基于泰勒相量模型的加权最小二乘两种典型算法的仿真实验,验证理论分析结果的正确性。
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关键词
最优滤波器设计
相量测量单元
频率测量
频率变化率测量
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Keywords
optimal filter design
phasor measurement unit（PMU）
frequency measurement
rate of change of frequency （ROCOF） measurement.
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分类号
TM76
[电气工程—电力系统及自动化]
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题名三维最优时域有限差分方法
- 6
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作者
肖飞
唐小宏
马海虹
张显静
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机构
电子科技大学电子工程学院
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出处
《微波学报》
CSCD
北大核心
2006年第5期7-10,共4页
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文摘
数值色散是时域有限差分方法(FDTD)中最主要的误差来源,导致数值相速成为频率和方向的函数。文中讨论了一种基于最优有限冲激滤波器设计方法的最优差分格式,从频率空间或者波数空间中实现对理想偏微分算子的逼近,构造一种新的具有低数值色散关系的最优时域有限差分方法。文中导出了其数值色散关系和进行了稳定性分析,并通过与常用的基于泰勒级数展开定理的高阶(2,4)时域有限差分法相比较,发现最优时域有限差分法的数值色散得到了极大的改善。最后通过一个数值例子来验证其有效性。
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关键词
最优有限冲激滤波器设计方法
最优差分格式
最优时域有限差分方法
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Keywords
Optimal FIR method, Optimal difference format, Optimal finite difference time domain
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分类号
O441
[理学—电磁学]
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题名实现配电网PMU频率测量的数字微分器研究
被引量：3
- 7
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作者
张琳
任双雪
惠子珈
汪芙平
刘书翔
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机构
国网陕西省电力公司经济技术研究院
电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学)
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出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第22期7640-7647,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(52077112)。
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文摘
与装配在主干电网的同步相量单元(phasor measurement unit,PMU)相比,配电网PMU在进行频率测量时,除了无法利用对称的三相信号之外,还面临更高强度谐波和噪声的干扰。该文针对配电网PMU测量具体特点,研究低通数字微分滤波器的优化设计,通过对单相信号相位进行滤波实现频率测量。优化设计目标是,在低频段获得高精确度微分运算频响特性同时,强化中高频段对相位误差中各次谐波的有效抑制,并最小化噪声增益。通过对含约束优化问题求解,实现了长度为1.0~1.5工频周期的线性相位有限冲激响应(finite impulse response,FIR)数字微分器设计。仿真结果表明,所设计滤波器与IEEEC37.118.1相量测量参考算法配合,可以在静态和动态配电网环境下实现频率的快速精确测量,具有较高的工程应用价值。
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关键词
频率测量
同步相量测量单元
配电网
最优滤波器设计
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Keywords
frequency measurement
phasor measurement unit
distribution network
optimal filter design
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分类号
TM76
[电气工程—电力系统及自动化]
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