Determination of parameters for a half-band filter in a digital Hilbert transformer in a reactive power measurement system

• Autorzy: Graczyk A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2015.04.24

Warianty tytułu

PL

Dobór parametrów filtra half-band dla cyfrowego transformatora Hilberta w układzie do pomiaru mocy biernej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article presents a selection analysis of the parameters used for a half-band filter in a digital Hilbert transformer. The parameters were determined for the transformer’s use in measuring Budeanu reactive power. This solution allowed to check the operation of the filter by comparing the results obtained with the filter with the results of Budeanu reactive power obtained in the frequency domain. Fifty half-band filters were designed and tested. As a result of the analysis the best filter was chosen. For this half-band filter the obtained values of the relative error of the reactive power measurement were less than or equal to 0.01% for different types of load parameters, signals and sampling frequencies.

PL

W artykule przedstawiono analizę doboru parametrów filtra half-band, stosowanego w transformatorze Hilberta. Parametry te określono dla transformatora zastosowanego do pomiaru mocy biernej według Budeanu. Rozwiązanie takie pozwoliło sprawdzić działanie filtra porównując otrzymane z jego użyciem wyniki mocy z wynikami otrzymanymi w dziedzinie częstotliwości ze wzoru Budeanu. Do testów zaprojektowano pięćdziesiąt filtrów Hilberta. Z nich wybrano filtr o najlepszych parametrach, dla których błąd pomiaru mocy biernej był mniejszy lub równy 0.01% dla różnych sygnałów wejściowych, typów odbiornika i częstotliwości próbkowania.

Słowa kluczowe

EN

half-band filter; Hilbert transformer; reactive power measurement

PL

filtr half-band; transformator Hilberta; pomiar mocy biernej

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 91, nr 4
• Strony: 104--108
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., schem., tab., wykr.

Twórcy

autor

Graczyk A.

• Politechnika Łódzka, Wydział Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki, Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej, ul. B. Stefanowskiego 18/22, 90924 Łódź

Bibliografia

• [1] Lyons, R., Understanding digital signal processing, Prentice Hall, (2004).
• [2] Zieliński, T. P., Digital signal processing. From theory to practice, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, (2009).
• [3] Nowomiejski, Z., Generalized theory of electrical power, Archiv fur Elektrotechnik, 59, (1977), 183-189.
• [4] Pasko, M., Power theory review for systems with distorted signals, Proc. of EPN-2002, Poland, Zielona Góra, (2002), 11-46.
• [5] Budeanu, C.I., Puissance reactives et fictives, RGE, T.XXIII, (1928), 762-773.
• [6] Iliovici M., Definition et mesure de la puissance et de lenergie reactives, Bull. Soc. Franc. Electr., 5, (1925), 931-954.
• [7] IEEE Std 1459-2010: Standard Definitions for the Measurement of Electric Power Quantities Under Sinusoidal, Nonsinusoidal, Balanced, or Unbalanced Conditions, (2010).
• [8] Papierz, K., Reactive power measurement using Hilbert transformation in according with IEEE Std 1459-2010, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska, 4, (2011) 15-18.
• [9] Oppenheim, A.A., and Schafer, R.W., Digital signal processing, Prentice-Hall, Inc., (1975).
• [10] Pang, H., Wang, Z., and Chen, J., A measuring method of the single-phase ac frequency, phase, and reactive power based on the Hilbert filtering, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 56, no. 3, (2007), 918-923.
• [11] Johansson H., and Wanhammar L., Digital Hilbert transformers composed of identical allpass subfilters, Proceedings of the 1998 IEEE International Symposium on Circuits and Systems, USA, Monterey, CA, 5: (1998), 437–440.
• [12] Ansari, R., Elliptic filter design for a class of generalized halfband filters, IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing, 33, (1985), no. 5, 1146-1150.
• [13] Ansari, R., IIR discrete-time Hilbert transformers, IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing, 35, (1987), no. 8, 1116-1119.
• [14] Jackson L., Digital filters and signal processing. Third edition with Matlab exercises, Kluwer Academic Publishers, (1996).
• [15] Pun, KP., da Franca, JE., and Azeredo-Leme, C., Circuit design for wireless communications. Improved Techniques for Image Rejection in Wideband Quadrature Receivers, Springerscience+business media, b.v., (2003).
• [16] Schussler, H.W., and Steffen, P., Halfband filters and Hilbert transformers, Circuits Systems Signal Processing, 17, (1998), no. 2, 137-164.