隨著新能源和新技術(shù)設(shè)備并入,給電網(wǎng)帶來大量的諧波、間諧波和功率振蕩污染,影響供電系統(tǒng)和用電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在此針對(duì)原有同步相量測(cè)量裝置不足,并結(jié)合當(dāng)前精確監(jiān)測(cè)的新要求,研制了一種基于可編程自動(dòng)控制器（PAC）平臺(tái)的高精度寬頻測(cè)量裝置。該裝置以高速采樣為基礎(chǔ),運(yùn)用寬頻通信協(xié)議、快速傅里葉變換（FFT）修正算法和高速采樣技術(shù),能夠?qū)﹄娋W(wǎng)中寬頻域范圍內(nèi)基波、諧波、間諧波和功率振蕩信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)�；赑AC平臺(tái)的高精度寬頻測(cè)量裝置通過了多項(xiàng)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,應(yīng)用于變電站的高精度寬頻測(cè)量裝置可以順利完成數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集、計(jì)算、上送、存儲(chǔ)、分析和實(shí)時(shí)通信等功能,可滿足電力電子化電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)的需求。 

【文章來源】：電力電子技術(shù). 2020,54(11)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖１寬頻測(cè)量系統(tǒng)??Ｆｉｇ．?１?Ｂｒｏａｄｂａｎｄ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ｓｙｓｔｅｍ??寬頻測(cè)量??寬頻測(cè)量??裝置??裝置??寬頻測(cè)量??寬頻測(cè)量??裝置??裝置??

ＨＢ丨０總線－一土??ＣＡＮ總線???對(duì)時(shí)總線???模擬量－??圖２裝置硬件架構(gòu)圖??Ｆｉｇ．?２?Ｄｅｖｉｃｅ?ｈａｒｄｗａｒｅ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??ＨＢＩＯ總線接口完成保護(hù)ＣＲＪ、存儲(chǔ)ＣＨＪ、??ＨＭＩ接口、數(shù)字化接口（ＮＰＩ）等插件的接入，實(shí)現(xiàn)??各插件之間高速、大容量數(shù)據(jù)傳輸；ＣＡＮ總線接??口完成開入、開出、直流模擬量等插件的接入，實(shí)??現(xiàn)與ＣＰＵ類插件之間低速、小容量的數(shù)據(jù)傳輸。??ＰＡＣ硬件平臺(tái)架構(gòu)統(tǒng)一，接口豐富，可滿足電力系??統(tǒng)二次設(shè)備不同功能、不同檔次硬件模塊的接入，??具有很好的通用性和開放性。??２．２軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)??裝置的軟件系統(tǒng)采用分層設(shè)計(jì)的架構(gòu)，主要??由軟件平臺(tái)和應(yīng)用模塊組成。為防止硬件平臺(tái)采??樣受限并提高內(nèi)部總線傳輸速率，該裝置在ＰＡＣ??軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。ＰＡＣ軟件平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)采用較??為先進(jìn)的智能化自動(dòng)建模，支持大容量信息存儲(chǔ)??及故障錄波回放功能，整體智能化層次水平較高。??ＰＡＣ軟件平臺(tái)通過可配置可重構(gòu)的２?Ｍ串行ＨＤＬＣ??協(xié)議和可變幀結(jié)構(gòu)模塊化編程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)幀結(jié)構(gòu)??和數(shù)據(jù)通過配置文件自動(dòng)組合生成，支持任意可??變幀結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)以及分幀組合等多種通信需求的??快速實(shí)現(xiàn)。高精度寬頻測(cè)量裝置的ＰＡＣ軟平臺(tái)是??實(shí)時(shí)的、搶先的、多任務(wù)內(nèi)核，它具體有良好的繼??承性，在應(yīng)用程序或處理器升級(jí)時(shí)，現(xiàn)存的軟件大??部分可以不經(jīng)修改地移植過來。??應(yīng)用模塊結(jié)構(gòu)按照６１８５０標(biāo)準(zhǔn)，以邏輯節(jié)點(diǎn)??ＬＮ為基本單元組成。ＬＮ為獨(dú)立的功能模塊，每個(gè)??ＬＮ可以完成一個(gè)保護(hù)或測(cè)量功能，如圖３所示。??ＬＮ通過設(shè)置的接口從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中讀取基本數(shù)??據(jù)信息，內(nèi)部邏輯

＋Ａ）Ａ／?（１０）??右側(cè)插值中〇＜ｒ＜ｌ，Ａ的取值范圍為－１＜Ａ＜??０．５；左側(cè)插值中０＜：Ｔ＜１，Ａ的取值范圍為－０．５＜Ａ＜??１；Ａ＝０時(shí)，取極限值。??余弦窗雙峰插值算法可以精準(zhǔn)預(yù)估非同步采??樣下（間）諧波監(jiān)測(cè)的相關(guān)信號(hào)參數(shù)值，能夠改善??頻譜泄露，使分析結(jié)果更精確，可校正非同步采樣??時(shí)產(chǎn)生的柵欄效應(yīng)，提高監(jiān)測(cè)精度。??３．３?算法實(shí)現(xiàn)方法??經(jīng)余弦窗雙峰譜線插值修正后的ＦＦＴ算法對(duì)??（間）諧波的頻率、幅值和相位的計(jì)算具有較好的??效果。算法實(shí)現(xiàn)流程如圖４所示。??初始化（獲取數(shù)據(jù)）??計(jì)算極值點(diǎn)處插值后的??幅值、頻率、相位??圖４算法實(shí)現(xiàn)流程圖??Ｆｉｇ．?４?Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ?ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｃｈａｒｔ??數(shù)據(jù)加窗??ｉ??加窗后數(shù)據(jù)進(jìn)行ＦＦＴ運(yùn)算??在頻域?qū)ふ覙O值??１??插值權(quán)重系數(shù)??Ｉ??經(jīng)過ＣＴ，ＰＴ變換和Ａ／Ｄ采樣插件，裝置獲得??來自電網(wǎng)的原始采樣信號(hào)。根據(jù)裝置固定采樣率，??使用周期為２０?ｍｓ的余弦窗對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行滑窗??循環(huán)采樣，獲取計(jì)算所需信號(hào)。對(duì)加窗后的信號(hào)頻??譜進(jìn)行掃描，找出大于無流或無壓門檻的極值點(diǎn)，??計(jì)算信號(hào)真值距離極值點(diǎn)的頻譜距離（插值權(quán)重??系數(shù)）。最后，通過基于余弦窗的ＦＦＴ插值算法，??可精確得出真值的幅值、頻率和相位。??用加窗插值對(duì)ＦＦＴ修正后的算法具有很高的??計(jì)算精度，測(cè)試結(jié)果表明，它可以有效抑制電網(wǎng)工??頻波動(dòng)、噪聲和諧波之間的干擾，可以精準(zhǔn)測(cè)量到??０．１?￣２?５００?Ｈｚ范圍內(nèi)（間）諧波電壓和電流的頻??率、幅值和相位。??３．４?高速采樣技術(shù)??高精度寬頻測(cè)量要求具有〇．１￣２?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)地區(qū)次同步諧波檢測(cè)方法[J]. 張超,王維慶,邱衍江,王海云.  高電壓技術(shù). 2019(07)
[2]交錯(cuò)并聯(lián)型有源功率因數(shù)校正電路的研究[J]. 周偉.  集成電路應(yīng)用. 2018(07)
[3]電力系統(tǒng)次同步和超同步諧波相量的檢測(cè)方法[J]. 謝小榮,王銀,劉華坤,賀靜波,徐振宇.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2016(21)
[4]電力系統(tǒng)間諧波檢測(cè)方法現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 崔曉榮,王軍,曹林,曹太強(qiáng),王匯靈.  電測(cè)與儀表. 2012(05)
[5]嵌入式TCP/IP協(xié)議的高速電網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J]. 魯力,張波.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2009(02)
[6]電網(wǎng)諧波檢測(cè)方法的綜述[J]. 李圣清,朱英浩,周有慶,何立志.  高電壓技術(shù). 2004(03)
[7]一種高精度實(shí)時(shí)電力諧波分析算法的實(shí)現(xiàn)[J]. 汪曉強(qiáng),陳明凱.  電測(cè)與儀表. 2004(01)



本文編號(hào)：3237426