電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的算法研究和軟件實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電力電子設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，嚴(yán)重地影響了電能質(zhì)量，另外人們?cè)絹碓蕉嗟厥褂镁芎蛷?fù)雜的電子設(shè)備，這使得電能質(zhì)量問題對(duì)電網(wǎng)和配電系統(tǒng)造成的直接危害和可能對(duì)人類生活和生產(chǎn)造成的損失也越來越大，故要求高質(zhì)量和高可靠性的配電系統(tǒng)，以提供相適應(yīng)的電能。隨著電力市場(chǎng)的逐步完善，如何管理分析和提高電能質(zhì)量將是電力企業(yè)面臨的又一重要課題。 本文通過分析國(guó)內(nèi)外電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置的發(fā)展現(xiàn)狀，針對(duì)我國(guó)當(dāng)前電力部門的需求和工

2、程實(shí)際問題，參照我國(guó)現(xiàn)行新修訂的電能質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了所開發(fā)的多功能電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的算法研究和軟件編程，主要包括以下幾個(gè)電能質(zhì)量指標(biāo)：供電電壓的允許偏差、三相電壓不平衡度、電網(wǎng)諧波含量、電壓波動(dòng)與閃變、短時(shí)電壓變動(dòng)等。 針對(duì)諧波測(cè)量，在比較了各種測(cè)量方法的優(yōu)缺點(diǎn)后，采用了傳統(tǒng)的快速傅立葉(EFT)方法進(jìn)行測(cè)量。由于本文采用復(fù)序列FFT算法，實(shí)際編程中同時(shí)輸入電壓和電流采樣值，只需一次復(fù)序列FFT即可同時(shí)計(jì)算出電壓和電流的

3、各次頻率幅值和相位，從而提高了計(jì)算速度，減少了計(jì)算量。而后利用FFT計(jì)算結(jié)果進(jìn)一步計(jì)算出三相不平衡度。 對(duì)于電壓波動(dòng)與閃變的測(cè)量，根據(jù)IEC推薦的模擬閃變儀測(cè)量原理，提出利用數(shù)字式加權(quán)濾波器法進(jìn)行測(cè)量，與傳統(tǒng)的模擬濾波器相比，減少了硬件開支，而且準(zhǔn)確度較高，靈活性提高。另外根據(jù)系統(tǒng)采樣頻率和實(shí)際濾波器的性能要求，提出利用整數(shù)抽取的降采樣率原理降低采樣頻率，為了避免混疊，在降采樣之后設(shè)計(jì)了低通濾波器。此外，提出利用95％概率大值來

4、求取瞬時(shí)閃變值，從而提高了測(cè)量的精度。 對(duì)于短時(shí)電壓變動(dòng)的測(cè)量，比較了各種測(cè)量方法后，應(yīng)用瞬時(shí)電壓dq分解法進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，既可以計(jì)算擾動(dòng)的幅值，又可以計(jì)算擾動(dòng)的相位變化。根據(jù)電力系統(tǒng)實(shí)際要求，在發(fā)生短時(shí)電壓變動(dòng)后，連續(xù)保存并上傳到上位機(jī)至少10個(gè)周期的瞬時(shí)值，保證能準(zhǔn)確及時(shí)地檢測(cè)到擾動(dòng)的起止時(shí)間和變化情況。 針對(duì)以上各個(gè)指標(biāo)的算法，應(yīng)用MATLAB軟件進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了這些算法和相關(guān)計(jì)算參數(shù)的準(zhǔn)確性。而后，基于高性能的浮