電能質(zhì)量指標(biāo)的監(jiān)測(cè)方法研究.pdf

1、隨著新型電力電子設(shè)備的迅速發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制設(shè)備和電子裝置在用戶負(fù)荷中的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代電力系統(tǒng)中用電負(fù)荷結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化，電能質(zhì)量已成為電力企業(yè)和用戶共同關(guān)心的重要問(wèn)題。電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)是掌握電網(wǎng)供電質(zhì)量的實(shí)際情況、改善電能質(zhì)量的必要前提，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法是電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)的核心內(nèi)容，所用方法的準(zhǔn)確度、計(jì)算速度和易實(shí)現(xiàn)性將對(duì)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作起到不可忽視的作用，此外，功能完善、性能優(yōu)良的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置是電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作必不可少的工

2、具，對(duì)其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究也是十分必要的。本文圍繞著電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法這一主題，深入研究了基于改進(jìn)小波包變換的諧波檢測(cè)方法、基于能量算子的電壓閃變檢測(cè)方法以及基于dq變換和Hilbert變換的電壓暫降檢測(cè)方法。
　　為提高諧波檢測(cè)的精度和抗噪聲能力，提出了一種基于改進(jìn)小波包變換的諧波檢測(cè)方法。首先，通過(guò)調(diào)整小波包濾波器組的排序解決了常規(guī)小波包變換中存在的頻帶錯(cuò)位問(wèn)題，使小波包分解后的頻帶按頻率大小排序；然后，深入分析了由于小波包正交鏡

3、像濾波器非理想截止特性產(chǎn)生的頻率混疊現(xiàn)象，利用快速傅里葉變換和快速傅里葉逆變換對(duì)小波包分解后的子帶信號(hào)進(jìn)行處理，從而有效抑制了頻率混疊成分。通過(guò)仿真，分別對(duì)平穩(wěn)諧波信號(hào)、非平穩(wěn)諧波信號(hào)和含噪聲諧波信號(hào)進(jìn)行諧波分析，并與快速傅里葉變換法和常規(guī)小波包變換法進(jìn)行了對(duì)比分析，證明了該方法的正確性和有效性。
　　為快速、準(zhǔn)確地提取電壓閃變信號(hào)中的波動(dòng)成分，對(duì)幾種常見(jiàn)的電壓閃變檢波方法進(jìn)行了對(duì)比分析，在研究能量算子基本原理和實(shí)現(xiàn)方法的基礎(chǔ)上，

4、提出了一種基于能量算子的電壓閃變檢波方法。能量算子只需對(duì)被測(cè)波形相鄰的三個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行兩次乘法和一次加法運(yùn)算，使得所提方法簡(jiǎn)潔、快速，能實(shí)時(shí)跟蹤電壓閃變波形變化。對(duì)單頻率調(diào)幅閃變信號(hào)和多頻率調(diào)幅閃變信號(hào)分別進(jìn)行了仿真分析，并與平方檢波法和Hilbert變換檢波法的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。針對(duì)所提方法容易受到噪聲干擾的情況，研究了消噪方法，通過(guò)對(duì)移動(dòng)均值濾波法和低通濾波法的濾波效果進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證了低通濾波法能更好地濾除干擾噪聲。為準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便

5、地獲得電壓閃變指標(biāo)，在所提檢波方法的基礎(chǔ)上提出了一種計(jì)算閃變值的改進(jìn)方法，改進(jìn)方法利用調(diào)制頻率的相對(duì)電壓波動(dòng)值計(jì)算出閃變值，通過(guò)仿真計(jì)算驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　為提高電壓暫降檢測(cè)的準(zhǔn)確性、減小由短時(shí)擾動(dòng)現(xiàn)象帶來(lái)的誤差，研究了dq變換基本理論，深入分析了常見(jiàn)的基于dq變換的電壓暫降檢測(cè)方法如90°延時(shí)法和求導(dǎo)法的基本原理，并對(duì)它們的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比分析。在研究Hilbert變換基本原理和實(shí)現(xiàn)方法的基礎(chǔ)上，提出了一種基于dq變換和

6、Hilbert變換的電壓暫降檢測(cè)方法，并對(duì)所提方法中低通濾波器的選擇和參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。所提方法利用Hilbert變換-90°移相的特性，根據(jù)采樣得到的單相電壓瞬時(shí)值來(lái)構(gòu)造dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的dq分量，進(jìn)而求出電壓暫降的幅值和相角，由于所用數(shù)據(jù)具有同時(shí)性，避免了檢測(cè)波形可能出現(xiàn)的短時(shí)擾動(dòng)現(xiàn)象，提高了電壓暫降的檢測(cè)精度。通過(guò)仿真，對(duì)電壓暫降的幅值和相位跳變進(jìn)行檢測(cè)，并與90°延時(shí)法和求導(dǎo)法進(jìn)行了對(duì)比，同時(shí)還測(cè)試了所提方法的抗噪聲性能。

7、r>　　針對(duì)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置中需要支持復(fù)雜算法和保持實(shí)時(shí)性的特殊要求，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了一種基于DSP與ARM構(gòu)架的CAN總線電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置。為解決電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中大量數(shù)據(jù)傳輸和可靠傳輸?shù)膯?wèn)題，提出了一種基于信息類型的CAN總線應(yīng)用層協(xié)議，并設(shè)計(jì)了與信息類型配合的輪詢與事件觸發(fā)相結(jié)合的通信策略。對(duì)裝置的硬件平臺(tái)和軟件系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，硬件部分重點(diǎn)分析了雙口RAM接口電路的設(shè)計(jì)與相關(guān)寄存器的配置，A/D芯片接口電路的設(shè)計(jì)與工作方式，供電