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基于光伏微电网谐波估计的频率缩放优化时频变换

DOI：10.1002/2050-7038.12169 期刊：International Transactions on Electrical Energy Systems 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 基于可再生能源（尤其是光伏[PV]）的分布式发电（DGs）通过换流站并网时，由于存在时变N次谐波，对基波和谐波相量的有效监测构成严峻挑战——随着此类可再生能源渗透率提升，电压闪变和谐波畸变总指标会进一步恶化。广义S变换（ST）因其能实现信号频谱时域定位并同步输出相位谱以获取幅相特性，被广泛应用于此类非平稳电力信号分析。但该变换存在计算耗时长、窗参数选择随意性大等缺陷。为此，本文提出一种新方法：通过元启发式萤火虫算法优化谐波缩放傅里叶核S变换来提取时频响应（TFR），适用于微电网相量实时监测，最终服务于高效电力管理与协调控制。该新方案采用选择性频率缩放技术，将监测和追踪时变谐波扰动（特别是DG并网运行时）的时间显著缩短至扰动发生半周期内。文中通过大量仿真验证了该方案在光伏并网电力网络时变基波和谐波监测中的有效性指标，并进一步采用TMS320 C6713数字信号处理器（DSP）测试平台进行基波和谐波实时估算验证。
作者： Badrinarayan Sahu，Snehamoy Dhar，Pradipta Kishore Dash
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究某种特定草药对特定疾病的治疗效果。

研究成果

传统短时傅里叶变换（ST）经过创新性改进，并提出了使其在分析电力信号时实现快速处理所需的简化方法。通过采用频率缩放技术，最终形成的新型谐波缩放优化ST具有高度稀疏性，适用于实时实施。利用多种时变谐波畸变信号进行电力信号追踪与参数估计，该新方法及其计算结果清晰验证了所提优化时频ST的有效性。此外，该新方法还能较为准确地追踪衰减直流信号。进一步地，该新方案显著缩短了时变谐波扰动（特别是光伏分布式发电并网运行场景）的监测与追踪时间（在扰动发生半周期内完成）。通过若干仿真结果，本文采用特定效能指标展示了在光照不一致及局部阴影条件下，对光伏并网电力网络中时变基波与谐波的监测效果。为进行实时验证，文中还包含基于TMS320 C6713 DSP测试平台与光伏模拟器的实验系统，用于噪声环境下的基波和谐波估计。

研究不足

实验的技术和应用限制，以及潜在的优化领域。

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