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随着现代工业的迅猛发展,电能质量问题对电网造成的危害和损失越来越大,为了治理电能质量问题,对电能质量各项指标进行实时监测无疑是一个首先需要解决的重要课题。本论文对电能质量问题的定义和分类作了简要说明,进而针对我国当前电力部门的需求和工程实际问题,对电力谐波、频率偏差、电压偏差、三相电压不平衡度及电压波动与闪变等电能质量指标的监测算法进行了研究。
基于傅立叶变换和有效值分析的电能质量分析方法是目前工程应用中各种电能质量分析方法的基础,但是面对越来越复杂的电能质量问题,这些传统的电能质量分析方法已经不能满足电能质量监测和控制的要求,本文对传统的分析方法进行了改进,在不降低算法测量精度的同时,尽可能的减少算法的运算量,保证了算法的实用性。
在本文中谐波分析应用FFT频域加窗算法来改善非整周期采样下的频谱泄漏问题,相对传统的时域加窗算法,由于用频域内的频谱加减运算代替了时域内繁琐的加窗运算,降低了运算量;应用此算法也可以求得各次谐波频率偏差参数,在谐波分析的同时完成频率测量;FFT运算得到的三相基波分量应用对称分量法求出负序分量与正序分量,计算三相电压不平衡度;对单位周期采样数据求其均方根值得到电压有效值,求得电压偏差;本文应用有效值频域加权法,通过对采样信号单周期电压均方根值数列进行频谱分析,对得到的频谱序列加权处理求和,计算出瞬时闪变值p,进而求出短时间闪变值,以此为理论基础编制闪变计算程序。
谐波分析、频率测量、三相电压不平衡度和电压偏差等算法程序分别经过MATLAB仿真试验、CCS2.21环境调试、TMS320F2812硬件平台试验三个环节进行测试,验证了算法的实用性;通过MATLAB仿真试验,验证了闪变算法的可行性。