基于ARM和ATT7022C的电能质量监测终端的设计

本文以ARM STM32F103VE6和电表芯片ATT7022C为主构建了电能质量监测终端,利用电表芯片ATT7022C实现对电网电压、电流、频率、功率因素等诸多参数的采样,以ARMSTM32F103VE6芯片做CPU对采样到的数据进行频率准同步转换和FFT计算实现对谐波的测量,该装置可以实现对公用配电网的电压、电流、有功、无功、谐波等参数的精确测量,为公用配电网进行能源监测、无功补偿和谐波治理提供了有效的在线监测手段.     

谐波存在时的改进电能计量方法及应用

为减少谐波存在时的电能计量误差,本文提出一种基于三角自卷积窗的改进谐波电能频域计量算法.首先,采用三角自卷积窗对电压、电流信号进行加权处理,以抑制频谱泄漏和谐波间相互干扰;其次,运用插值FFT算法从频域实现电压、电流信号参数(频率、幅值和相位)的高精度估计值;最后,根据Budeanu给出的谐波电能定义,结合电压、电流信号参数实现谐波电能计量.非同步采样情况下,分别采用典型余弦组合窗(Hanning窗、Blackman-Harris窗与Rife-Vincent窗)和4阶三角自卷积窗进行谐波电能计量的仿真实验结果表明:采用三角自卷积窗函数可克服白噪声和基波频率波动影响,提高了谐波电能计量准确度.本文算法在三相多功能谐波电能表中的应用证明了其有效性和准确性.     

基于PSO-FUZZY控制的UPQC并联侧信号检测算法研究

统一电能质量调节器(UPQC)因其综合了并联型电能补偿和串联型电能补偿的特性.被公认为是极有发展前途的一种新型电能质量调节装置.本文提出了一种基于PSO-FUZZ丫控制的信号检测算法,将粒子群优化的模糊控制器引入其中,进行电压补偿及无功、谐波电流检测,省却了传统的基于瞬时无功理论的电流信号检测方法中矢里变换和低通滤波环节,具有计算简单、检测精度高的特点.通过进行同等条件下的仿真对比及实验分析,验证了该种算法的有效性及优越性.     

非整周期采样条件下有功电能计量的新算法

非整周期采样条件下,应用FFT算法对信号进行分析时,会产生频谱泄漏,从而使有功电能的计量产生误差。在明确基波有功电能和谐波有功电能的定义,并证明负载所消耗的总有功电能与电压电流信号的频谱之间存在一定关系基础上,提出一种基于谐波子组加窗FFT的有功电能计量新算法。类似于IEC标准中谐波子组的分组方法,对加窗信号的频谱进行分组,并基于加窗前后信号总有功电能保持不变而得到电能恢复系数;同时,应用谐波子组内谱线的参数信息测算出基波有功电能和谐波有功电能值。数值仿真分析和实际应用验证发现,若该新算法配合以Hanning窗进行信号处理,其在测算基波有功电能和谐波有功电能时均具有较高的准确度。     

基于数据插值法的电网谐波FFT分析方法

随着DSP技术在数字化处理和数字控制系统领域越来越广泛的应用,为了提高并网逆变器的电网适应性,有必要通过DSP进行电网电压和电流谐波的FFT分析。Ti公司提供了以TMS320F28x系列芯片为基础的Lib库函数,包含FFT运算,使得在TMS320F28x系列芯片上很容易实现电网电压和电流的实时FFT分析。但是,FFT谐波分析算法要求对输入周期信号进行整周期截取,并采用等时间间隔的同步采样。如果输入信号是非同步采样,在进行FFT运算时就会发生严重的频谱混叠和泄漏,导致谐波分析结果存在较大误差。本文将采样数据插值法应用在基于DSP的FFT谐波分析算法中,导出了用非同步采样数据计算同步采样数据的插值公式,并将其应用于实际电网电压的谐波分析中,验证了其FFT运算精度得到很大提高,并已接近理想的FFT分析结果。     

Nuttall窗加权谐波分析算法及其在电能计量中的应用

采用FFT进行电网信号谐波参数分析时存在频谱泄漏,准确度较低.研究提出了一种基于Nuttall窗函数的频谱相位差校正算法,分析了Nuttall窗函数的时域、频域特性,建立了频谱相位差校正算法的流程,推导了信号谐波参数计算式,给出了算法在三相谐波电能计量中的实现方法.采用Nuttall窗对电压、电流信号进行加权,利用Nuttall窗旁瓣电平低、旁瓣衰减快的特点可有效减少频谱泄漏:运用频谱相位差校正方法进行信号频谱校正与分析,不必求解高次方程即可实现电网信号谐波参数分析.仿真与实际运行结果表明,非同步采样情况下,本文算法可以准确地实现电网信号谐波分析,实现电能的准确计量.     

电流信号加法器

１概述目前,国家电力部门正在大力推广"低压电容无功功率自动补偿"系统,采用低压电容器无功补偿是国家和企业节约电能保证电网供电质量的一条根本途径。如果无功损耗的补偿搞成自动化,将予示企业节能工作的管理跨入了一个新的技术高度。在变压器并联线路上求取总电流信号,通常都是在变压器一次侧,即高压侧,装置高压电流互感器取出电流信号送给计量仪表,进行一次计量。要想实现二次侧总计量,只能把各台变压器二次侧均装设电流互感器和计量仪表,分别计量,再通过人工统计、累加算出总耗能。为解决这个问题,我们在变压器低压侧采用"…     

一种三闭环无功补偿发生器的设计

提出了一种基于三相电压型PWM整流器结构的功率电压电流三闭环无功补偿发生器,可以实现对负载和系统中无功功率进行实时补偿,提高系统运行的功率因数,改善电能质量。分析了该无功补偿发生器SVG的电路结构和数学模型、电流检测方法,以及三闭环控制的构成。通过仿真验证了该SVG系统的可行性。     

谐波电能计量的比差与角差校正方法

分压电路、电流互感器(TA)的比例误差和电流互感器的相角误差是谐波电能计量装置误差的主要来源.本文在分析谐波电能计量的电压、电流信号采集与调理等效电路基础上,建立了谐波条件下的电能计量比差、角差的误差模型,提出了谐波电能计量的比差与角差修正方法;针对宽量程仪用电流互感器的非线性误差,通过多项式曲线拟合得到了修正模型,据此提出了选取曲线拐点作为电能计量校准点的比差、角差分段线性化校正方法,提高了全测量范围内的谐波电压、谐波电流和谐波电能计量准确度.在本文算法基础上研制的三相多功能谐波电能表的基波有功误差≤0.2%,基波无功误差≤1%,2～21次谐波电压测量误差≤2%、谐波电流测量误差≤5%、谐波相位测量误差≤5°,满足GB/T-14549-93的A类谐波测量仪器要求.     

电量计量芯片AD7755使用特点分析

电量计量芯片AD7755是通过电流采样,电压采样的信号送到芯片内的乘法器进行处理。经处理后输出与所计量的电能量成正比的脉冲信号,然后将采样信号直接驱动计数器或送去单片机。让单片机处理记录用户所用的电量。     

基于DSP的电能质量检测与无功补偿综合测控装置

本文研制了一台基于DSP的电能质量检测与无功补偿综合测控装置。该装置集电能质量检测与动态无功功率补偿于一体；采用复序列快速傅立叶算法，结合DSP处理器中反向进位的间接寻址方式实现了采样数据的快速处理；克服了DSP与MCS-51单片机配合存储电网数据的时序不一致性；解决了串口及USB接口数据传输问题；应用嵌入式软件快速生成数据分析报表及曲线，保证了负载动态无功补偿的实时性。实际运行表明，该装置可以快速准确地检测出表征电网质量的各项参数，并实现电网60天数据存储停电不丢失，上传数据准确率高，动态无功补偿实时性好，达到了实际应用的水平。     

基于DSP和ARM的磁阀式可控电抗器控制系统

为了对磁阀式可控电抗器(MCR)进行有效的控制和监测,以DSP和ARM数字处理器为核心,设计了MCR的控制系统。系统采样负载电压、电流,由dq算法得到需要补偿的无功功率,再由DSP控制算法输出对应晶闸管导通角的触发脉冲,进而调节MCR无功补偿量。基于ARM系统建立了界面友好的人机界面系统,供用户设置系统运行参数,查看系统运行数据,保存和查询故障记录。实验结果表明该系统可靠、实用。     

风电电能质量监测系统的设计

本文利用LabVIEW平台设计了基于虚拟仪器的风电电能质量监测系统,通过软硬件相结合,借助于数据采集卡,实时采集电网的电压、电流数据,并进行分析处理和显示,具有操作简单、处理能力强、图形输出等优点.     

基于dSPACE平台的电能计量实时仿真系统

在发展智能电网的新形势下,急需研究分布式能源、储能装置接入电力系统后对电能计量的影响,充电站和微网等新型负荷的电能计量,以及无功电能计量、冲击负荷计量、谐波线损等新问题.提出基于dSPACE平台构建电能计量实时仿真系统,进行电能表校验、电能计量算法优化设计、误差分析比较、电能质量分析、谐波分析、不同负荷对电能计量的影响和特种谐波源仿真等研究.介绍了电能计量实时仿真系统的基本思想和组成结构,设计了相应的硬件和软件,设计了高精度的全数字锁相环实现对电网频率的精密跟踪锁定,以减小非整周期采样带来的谐波分析误差,其锁定精度达到0.0002 Hz以上.计量仿真实验证明了用该系统开展高级电能计量研究的可行性.     

基于DSP的游梁式抽油机电能计量智能系统

介绍了一种游梁式抽油机电能计量智能系统设计和实现方案.系统以TMS320LF2407A DSP为控制核心,主要由信号采集模块、电路调理模块、DSP处理模块、显示模块、键盘模块、通信模块等构成,实现同时对任意三相交流电的电压、电流、三相有功功率、三相无功功率、总有功功率、总无功功率、功率因数、电网频率、有功电能和无功电能参数的测量.同时系统还具有RS - 485远距离通讯、按键密码保护等功能.另外,系统进行了抗干扰设计,使其具有较好的抗干扰能力,保证系统可靠工作.     

数字式多路电能集中计量装置

本文介绍一种以８０ｃ１９６ｋｃ为核心的数字式多路电能集中计量装置。在此装置中利用８０ｃ１９６ｋｃ的ＰＴＳ功能分时对电压、电流信号进行高频率交流采样,然后独立计算电压、电流有效值和功率因数,求积后得到电能。与其他同类装置相比,该装置具有硬件成本低。计量精度高,软件编制容易等优点,易于推广使用。     

变电站环境风机联动系统远程智能控制方法

风机联动系统运行过程消耗大量电能,远程控制过程的目标电压、电流与功率等参数获取误差较大,对此,研究一种新的变电站环境风机联动系统远程智能控制方法。各类传感器采用交流采样的方式获取离散时间信号,在PLC控制下,经过模数转换器获取离散数据,通过相应过程处理离散数据获取电压、电流、有功/无功功率等运行参数,同预先设定的参数进行对比,根据实际应用需求,确定目标当前运行所需运行参数,在上位机端输入控制命令,通过Socket网络完成上位机端与PLC端的控制命令传输。PLC在接收到上位机传输的控制命令后,通过变频器完成变电站环境风机联动系统的远程智能控制。实例测试结果显示,该方法可准确采集测试对象运行参数,年节约电费达到87.19万元。     

运用单片微处理器的烟气流速相关测量仪

介绍用单片机作处理器的高温烟气流速相关测量仪。用压力传感器敏感高温烟气的压力脉动，利用互相关原理，用ＭＣＳ－５１单片机进行数据处理和系统监控，并采用过零过刻算法和快速峰值搜寻程序提高数据处理速度。实验证明，该技术可以满足工业现场实时测量需要。     

基于FPGA的交流信号采集与处理系统

根据电力监控系统的要求．提出一种基于FPGA技术的多路交流信号采集与处理系统的设计方法。分析了整个系统的结构．并讨论FPGA内部硬件资源的划分和软件的设计方案以及各个功能模块的原理及用途。在系统中．利用FPGA对三路相电压和三路相电流同步跟踪采样．并进行32次谐波分析和电力参数的计算；而且实现了与外界的并行及串行通信．提高了通用性。