資料介紹
摘要: 電壓波動和閃變是衡量電能質量的重要指標。在對IEC 提出的電壓閃變測量方法進行分析的基礎上,利用間接解調法對FFT 計算結果中引起的幅值衰減進行修正,從而提高了離散瞬時閃變值算法的精度。系統用DSP 實現電壓閃變信號的采集和處理,并給出了軟件設計方法。實驗證明:該設計能很好地滿足電能檢測的要求,同時具有良好的應用前景。
0 引言
隨著電力市場商品化的發展,用戶對電能質量的要求越來越重視。然而,隨著各種沖擊性負荷、非線性負荷的大量使用,造成了電網負荷的急劇變化。電網諧波、電壓波動、閃變、三相電壓不平衡等問題時有發生,嚴重影響了電能質量,給電力系統的安全運行帶來直接或潛在的危害。
電壓波動和閃變是衡量電能質量的重要指標。為了抑制和治理電壓波動和閃變,電網已經投入了一定的補償設備。這些設備的研制和整定均需要準確詳細的閃變參數,以提供正確的治理決策,因此,對電壓波動和閃變實時監測,即準確測量短時間閃變值Pst,長時間閃變值Plt是治理電壓波動和閃變的基礎。
IEC 6100-4-15和GB 123262—2000給出了完整的閃變測試系統結構框圖,以及有關反映人腦對頻率選擇特性的傳遞函數,根據該框圖就可以設計符合IEC 標準的閃變測試系統。但是利用該標準計算電壓閃變值過程繁瑣,對硬件要求較高。文獻[5]中提出了離散的瞬時閃變值計算方法,采用間接解調的方法計算閃變,提高了運算速度并且減小了系統對硬件處理器的要求,缺點是間接解調法存在頻譜泄漏,在高頻處幅值衰減,精度較差。
本文采用離散的瞬時閃變值計算方法,利用FFT 對采樣后的離散數據進行變換,并針對FFT計算結果中引起的幅值衰減做修正處理,減少了因不同頻率調幅波引起電壓波動輸出的瞬時閃變視感度S(t)的誤差。采用上述改進方法,在DSP平臺上實現的電壓閃變監測系統具有測量精度高、速度快等特點。
1 電壓閃變計算方法
波動的電網電壓可由一個穩定的工頻電壓作載波,疊加一個有規則或無規則的調幅波構成,調幅波可包含單個或多個頻率分量。瞬時波動電壓可以用一組復合振幅調制方程來表示:
式中:Urms為電網額定電壓有效值;fsys為電網工頻電壓頻率;fn為調幅電壓波動頻率;ΔUn為調幅波中頻率為fn的調幅波電壓的調幅系數。
IEC 定義短時間閃變值Pst的算法如下:首先,對于隨機變化負荷產生的電壓波動,在足夠長觀測時間T(至少10 min) 內對S( t) 進行等間隔采樣;然后,將S(t)數據分級,并統計各級別數據分布概率,再由各級別數據分布概率得到累積概率分布函數(CPF);最后,根據CPF 作出閃變程度的統計*定,即計算Pst。可見,S( t) 直接反映了電壓波動引起燈光閃爍對人視感度的影響,是計算Pst的關鍵。
0 引言
隨著電力市場商品化的發展,用戶對電能質量的要求越來越重視。然而,隨著各種沖擊性負荷、非線性負荷的大量使用,造成了電網負荷的急劇變化。電網諧波、電壓波動、閃變、三相電壓不平衡等問題時有發生,嚴重影響了電能質量,給電力系統的安全運行帶來直接或潛在的危害。
電壓波動和閃變是衡量電能質量的重要指標。為了抑制和治理電壓波動和閃變,電網已經投入了一定的補償設備。這些設備的研制和整定均需要準確詳細的閃變參數,以提供正確的治理決策,因此,對電壓波動和閃變實時監測,即準確測量短時間閃變值Pst,長時間閃變值Plt是治理電壓波動和閃變的基礎。
IEC 6100-4-15和GB 123262—2000給出了完整的閃變測試系統結構框圖,以及有關反映人腦對頻率選擇特性的傳遞函數,根據該框圖就可以設計符合IEC 標準的閃變測試系統。但是利用該標準計算電壓閃變值過程繁瑣,對硬件要求較高。文獻[5]中提出了離散的瞬時閃變值計算方法,采用間接解調的方法計算閃變,提高了運算速度并且減小了系統對硬件處理器的要求,缺點是間接解調法存在頻譜泄漏,在高頻處幅值衰減,精度較差。
本文采用離散的瞬時閃變值計算方法,利用FFT 對采樣后的離散數據進行變換,并針對FFT計算結果中引起的幅值衰減做修正處理,減少了因不同頻率調幅波引起電壓波動輸出的瞬時閃變視感度S(t)的誤差。采用上述改進方法,在DSP平臺上實現的電壓閃變監測系統具有測量精度高、速度快等特點。
1 電壓閃變計算方法
波動的電網電壓可由一個穩定的工頻電壓作載波,疊加一個有規則或無規則的調幅波構成,調幅波可包含單個或多個頻率分量。瞬時波動電壓可以用一組復合振幅調制方程來表示:
式中:Urms為電網額定電壓有效值;fsys為電網工頻電壓頻率;fn為調幅電壓波動頻率;ΔUn為調幅波中頻率為fn的調幅波電壓的調幅系數。
IEC 定義短時間閃變值Pst的算法如下:首先,對于隨機變化負荷產生的電壓波動,在足夠長觀測時間T(至少10 min) 內對S( t) 進行等間隔采樣;然后,將S(t)數據分級,并統計各級別數據分布概率,再由各級別數據分布概率得到累積概率分布函數(CPF);最后,根據CPF 作出閃變程度的統計*定,即計算Pst。可見,S( t) 直接反映了電壓波動引起燈光閃爍對人視感度的影響,是計算Pst的關鍵。
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