基于HILBERT數(shù)字濾波的無(wú)功功率表設(shè)計(jì)研究.pdf

1、近年來(lái)，由于非線性負(fù)荷和感性負(fù)荷的大量使用，使得電力系統(tǒng)中無(wú)功功率不平衡越來(lái)越嚴(yán)重，導(dǎo)致電壓偏差和電壓波動(dòng)等電能質(zhì)量問(wèn)題，直接影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。而無(wú)功功率測(cè)量是實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵技術(shù)，如何快速準(zhǔn)確地獲得無(wú)功功率一直是電氣測(cè)量領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 現(xiàn)有的電能表測(cè)量無(wú)功的設(shè)計(jì)原理都是基于正弦周期電壓和電流信號(hào)的假設(shè)，其理論基礎(chǔ)是正弦電路功率理論，這類電能表只適用于計(jì)量供電電壓和電流的波形無(wú)畸變下的線性負(fù)荷電能。然而，隨著電力系統(tǒng)中

2、非線性元件的急劇增加，電網(wǎng)和負(fù)荷特性有了很大的變化，電力系統(tǒng)的非線性特征、電流電壓波形的畸變及不對(duì)稱情況也變得異常明顯。在此情況下正弦電路功率理論逐漸呈現(xiàn)出不適應(yīng)。 本文從Budeanu定義的無(wú)功功率出發(fā)，在較系統(tǒng)地研究了非正弦電路無(wú)功功率的測(cè)量方法的基礎(chǔ)上，提出了新的無(wú)功功率測(cè)量算法。該算法利用Hilbert變換沒(méi)有移相誤差和頻帶寬度限制的特性，將各次諧波電壓分別平移90°，利用電流和移相后的電壓，在時(shí)間域求出各頻段的無(wú)功功率

3、。通過(guò)在MATLAB中利用非正弦信號(hào)模型對(duì)非正弦電路各無(wú)功功率測(cè)量算法進(jìn)行的仿真比較，證明了基于Hilbert變換的算法能夠更精確地測(cè)量無(wú)功功率。 本文還設(shè)計(jì)了兩種Hilbert數(shù)字濾波器，通過(guò)MATLAB中的比較發(fā)現(xiàn)FIR型Hilbert數(shù)字濾波器更適合設(shè)計(jì)高精度無(wú)功功率表。并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了高精度電能表的硬、軟件方案。最后通過(guò)MALAB-DSP的集成開發(fā)環(huán)境中的直接代碼生成工具，編程實(shí)現(xiàn)了Hilbert數(shù)字濾波器算法，進(jìn)一步