電能質(zhì)量數(shù)據(jù)采集和諧波分析方法的實(shí)現(xiàn)

1、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)采集和諧波分析方法的實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)采集和諧波分析方法的實(shí)現(xiàn)發(fā)布單位發(fā)布單位:湖北三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院本站原創(chuàng)湖北三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院本站原創(chuàng)提交日期提交日期:20072920:25:08閱讀次數(shù)閱讀次數(shù):3084________________________________________摘要：摘要：本文簡述了電能質(zhì)量分析裝置的總體結(jié)構(gòu)。在討論了非同步本文簡述了電能質(zhì)量分析裝置的總體結(jié)構(gòu)。在討論了非同步采樣造成的影響后，介紹了同

2、步采樣的實(shí)現(xiàn)方法。為提高計(jì)算的準(zhǔn)采樣造成的影響后，介紹了同步采樣的實(shí)現(xiàn)方法。為提高計(jì)算的準(zhǔn)確性，采用基于加窗插值的確性，采用基于加窗插值的FFT算法分析電力系統(tǒng)諧波，對算法的算法分析電力系統(tǒng)諧波，對算法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的描述。實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的描述。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：同步采樣；同步采樣；FFT；加窗插值算法；加窗插值算法中圖分類號：中圖分類號：TM60文獻(xiàn)標(biāo)識碼：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：文章編號：2027YC（2006）020070041引

3、言引言隨著科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電能的需求量不斷增加，同時(shí)電隨著科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電能的需求量不斷增加，同時(shí)電力部門和用戶對電能質(zhì)量的要求也不斷提高，電能質(zhì)量問題受到越力部門和用戶對電能質(zhì)量的要求也不斷提高，電能質(zhì)量問題受到越來越廣泛的關(guān)注。只有對電能質(zhì)量做出實(shí)時(shí)可靠的監(jiān)測和分析，才來越廣泛的關(guān)注。只有對電能質(zhì)量做出實(shí)時(shí)可靠的監(jiān)測和分析，才能采取有效的措施改善電能質(zhì)量問題。能采取有效的措施改善電能質(zhì)量問題。數(shù)字信號處理器（數(shù)

4、字信號處理器（DSP）以其高速的數(shù)據(jù)處理能力和強(qiáng)大的外設(shè)接）以其高速的數(shù)據(jù)處理能力和強(qiáng)大的外設(shè)接口，越來越廣泛地被使用于電能質(zhì)量分析領(lǐng)域，以提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)口，越來越廣泛地被使用于電能質(zhì)量分析領(lǐng)域，以提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性。本系統(tǒng)以性和可靠性。本系統(tǒng)以DSP和可編程邏輯器件（和可編程邏輯器件（CPLD）為核心，）為核心，法分析電力系統(tǒng)諧波，而法分析電力系統(tǒng)諧波，而FFT算法要求對信號進(jìn)行嚴(yán)格的同步采樣。算法要求對信號進(jìn)行嚴(yán)格的同步采樣。

5、3.1非同步采樣的影響非同步采樣的影響在實(shí)際測量時(shí)很難做到同步采樣和整數(shù)個(gè)周期截?cái)啵虼顺霈F(xiàn)了影在實(shí)際測量時(shí)很難做到同步采樣和整數(shù)個(gè)周期截?cái)?，因此出現(xiàn)了影響測量準(zhǔn)確性的頻譜泄漏問題。在實(shí)際的測量中，所要處理的信號響測量準(zhǔn)確性的頻譜泄漏問題。在實(shí)際的測量中，所要處理的信號都是經(jīng)過采樣和都是經(jīng)過采樣和AD轉(zhuǎn)換得到的有限長數(shù)字序列，相當(dāng)于對原始信轉(zhuǎn)換得到的有限長數(shù)字序列，相當(dāng)于對原始信號乘以一個(gè)矩形窗加以截?cái)?。時(shí)域的截?cái)鄷斐深l域的展寬，頻譜

6、號乘以一個(gè)矩形窗加以截?cái)唷r(shí)域的截?cái)鄷斐深l域的展寬，頻譜發(fā)生泄漏。發(fā)生泄漏。在非同步采樣時(shí)，由于實(shí)際信號的各次諧波分量不能正好落在頻率在非同步采樣時(shí)，由于實(shí)際信號的各次諧波分量不能正好落在頻率分辨點(diǎn)上，而是落在某兩個(gè)頻率分辨點(diǎn)之間。但是分辨點(diǎn)上，而是落在某兩個(gè)頻率分辨點(diǎn)之間。但是FFT的頻譜是離的頻譜是離散的，只在各采樣點(diǎn)有頻譜，而在其它地方都沒有。這樣通過散的，只在各采樣點(diǎn)有頻譜，而在其它地方都沒有。這樣通過FFT并不能直接得到各次

7、諧波分量的準(zhǔn)確值，而只能以臨近的頻率分辨并不能直接得到各次諧波分量的準(zhǔn)確值，而只能以臨近的頻率分辨點(diǎn)的值來近似代替，會造成柵欄效應(yīng)誤差。點(diǎn)的值來近似代替，會造成柵欄效應(yīng)誤差。3.2同步采樣的實(shí)現(xiàn)方法同步采樣的實(shí)現(xiàn)方法根據(jù)提供采樣信號方式不同，同步采樣法又分為軟件同步采樣法和根據(jù)提供采樣信號方式不同，同步采樣法又分為軟件同步采樣法和硬件同步采樣法兩種。軟件同步采樣法是由微控制器（硬件同步采樣法兩種。軟件同步采樣法是由微控制器（MCU）或）

8、或DSP提供同步采樣脈沖提供同步采樣脈沖先測出被測信號的周期先測出被測信號的周期T，則采樣間隔，則采樣間隔Δt=TN(N為一周內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)為一周內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù))由此確定定時(shí)器的計(jì)數(shù)值由此確定定時(shí)器的計(jì)數(shù)值用定時(shí)用定時(shí)中斷方式實(shí)現(xiàn)同步采樣。該方法的優(yōu)點(diǎn)是無需硬件同步電路中斷方式實(shí)現(xiàn)同步采樣。該方法的優(yōu)點(diǎn)是無需硬件同步電路結(jié)構(gòu)簡結(jié)構(gòu)簡單。缺點(diǎn)是單。缺點(diǎn)是:①TN不一定為整數(shù)不一定為整數(shù)從而帶來截?cái)嗾`差；從而帶來截?cái)嗾`差；②該方法需專該方法需專