電能質量數(shù)據(jù)采集和諧波分析方法的實現(xiàn)

1、電能質量數(shù)據(jù)采集和諧波分析方法的實現(xiàn)電能質量數(shù)據(jù)采集和諧波分析方法的實現(xiàn)發(fā)布單位發(fā)布單位:湖北三峽職業(yè)技術學院本站原創(chuàng)湖北三峽職業(yè)技術學院本站原創(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：本文簡述了電能質量分析裝置的總體結構。在討論了非同步本文簡述了電能質量分析裝置的總體結構。在討論了非同步采樣造成的影響后，介紹了同

2、步采樣的實現(xiàn)方法。為提高計算的準采樣造成的影響后，介紹了同步采樣的實現(xiàn)方法。為提高計算的準確性，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，對算法的實現(xiàn)進行了詳細的描述。實現(xiàn)進行了詳細的描述。關鍵詞：關鍵詞：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文獻標識碼：文獻標識碼：A文章編號：文章編號：2027YC（2006）020070041引

3、言引言隨著科學技術和國民經濟的發(fā)展，電能的需求量不斷增加，同時電隨著科學技術和國民經濟的發(fā)展，電能的需求量不斷增加，同時電力部門和用戶對電能質量的要求也不斷提高，電能質量問題受到越力部門和用戶對電能質量的要求也不斷提高，電能質量問題受到越來越廣泛的關注。只有對電能質量做出實時可靠的監(jiān)測和分析，才來越廣泛的關注。只有對電能質量做出實時可靠的監(jiān)測和分析，才能采取有效的措施改善電能質量問題。能采取有效的措施改善電能質量問題。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)處理能力和強大的外設接）以其高速的數(shù)據(jù)處理能力和強大的外設接口，越來越廣泛地被使用于電能質量分析領域，以提高系統(tǒng)的實時口，越來越廣泛地被使用于電能質量分析領域，以提高系統(tǒng)的實時性和可靠性。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算法要求對信號進行嚴格的同步采樣。算法要求對信號進行嚴格的同步采樣。

5、3.1非同步采樣的影響非同步采樣的影響在實際測量時很難做到同步采樣和整數(shù)個周期截斷，因此出現(xiàn)了影在實際測量時很難做到同步采樣和整數(shù)個周期截斷，因此出現(xiàn)了影響測量準確性的頻譜泄漏問題。在實際的測量中，所要處理的信號響測量準確性的頻譜泄漏問題。在實際的測量中，所要處理的信號都是經過采樣和都是經過采樣和AD轉換得到的有限長數(shù)字序列，相當于對原始信轉換得到的有限長數(shù)字序列，相當于對原始信號乘以一個矩形窗加以截斷。時域的截斷會造成頻域的展寬，頻譜

6、號乘以一個矩形窗加以截斷。時域的截斷會造成頻域的展寬，頻譜發(fā)生泄漏。發(fā)生泄漏。在非同步采樣時，由于實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，由于實際信號的各次諧波分量不能正好落在頻率分辨點上，而是落在某兩個頻率分辨點之間。但是分辨點上，而是落在某兩個頻率分辨點之間。但是FFT的頻譜是離的頻譜是離散的，只在各采樣點有頻譜，而在其它地方都沒有。這樣通過散的，只在各采樣點有頻譜，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確值，而只能以臨近的頻率分辨點的值來近似代替，會造成柵欄效應誤差。點的值來近似代替，會造成柵欄效應誤差。3.2同步采樣的實現(xiàn)方法同步采樣的實現(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為一周內的采樣點數(shù)為一周內的采樣點數(shù))由此確定定時器的計數(shù)值由此確定定時器的計數(shù)值用定時用定時中斷方式實現(xiàn)同步采樣。該方法的優(yōu)點是無需硬件同步電路中斷方式實現(xiàn)同步采樣。該方法的優(yōu)點是無需硬件同步電路結構簡結構簡單。缺點是單。缺點是:①TN不一定為整數(shù)不一定為整數(shù)從而帶來截斷誤差；從而帶來截斷誤差；②該方法需專該方法需專