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便携式电网谐波检测装置在电力系统中的应用

时间:2011-09-15作者:仲维东来源:中国论文库
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  摘要:电能质量的好坏严重影响电力系统的稳定运行,测量和分析电能质量的装置运行可靠性对检测电网谐波的检测具有至关重要的作用。采用小波变换分析理论作为电网谐波检

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  摘要:电能质量的好坏严重影响电力系统的稳定运行,测量和分析电能质量的装置运行可靠性对检测电网谐波的检测具有至关重要的作用。采用小波变换分析理论作为电网谐波检测和分析的方法,基于嵌入式linux操作系统和GUI图形界面,以S3C2410为核心,研究设计电网谐波检测装置,用以对谐波进行检测。

  关键词:电网谐波;电网安全;小波;S3C2410;GUI

  电力系统的谐波严重危害电网的安全性、稳定性和可靠性。近几年,随着电力电子技术的发展,很多学者对于电网谐波的检测问题,进行了较深入地研究。

  当前最主要的检测方法是基于傅立叶变换谐波检测法和基于小波变换的谐波检测法。本文拟采用最新的嵌入式linux操作系统并应用小波变换的方法对谐波进行检测。

  1电网质量基本测量指标

  电网电能质量检测的基本指标主要包括电压、电流有效值、频率、功率、电压波动和闪变以及三相不平衡的测量。小波变换作为一种新型的时频域分析工具,具有良好的时频局部化特性,可同时提取信号的时频特征,克服傅里叶变换仅有频域局部化而无时域局部化特性的缺点,适用于非整数次谐波的分离和突变谐波的检测,近年来在电力系统的谐波检测中得到了广泛应用。以电压和电流的有效值为例,电压的有效值表达式为:U=1TT0乙u2(t)dt姨(1)电流有效值表达式为:I=1Tr0乙i2(t)dt姨(2)式中:r(t)为电压的瞬时值;T为电压电流的变化周期,一般为0.02 s;i(t)为电流瞬时值。

  电压的离散值为:

  U=1NN-1k=0Σu2k姨(3)电流的离散值为:I=1NN-1k=0Σi2k姨(4)式中:uk和ik为第k个采样瞬间的值。

  要想对电网的谐波进行很好地检测,就必须对谐波的各个分量都进行分析,并对混叠的谐波进行抑制。以电压值为例,设Au(t)∈L2(R),对其进行小波变换得:Au(a,b)≤u,Φ(a,b)≥1a+∞-∞乙u(t)Φ(t-ab)dt式中:Φ(t-ba)为Φ(t-ba)的复共轭。

  u(t)的二进制小波变换为:

  Au(a,b)≤u,Φ(a,b)≥12j+∞-∞乙u(t)Φ(2-at-b)dt2系统硬件设计现在的电网谐波检测主要用数字信号处理器(DSP),其高速的信号处理能力和较强的可扩展性,深受广大研究者的喜爱。本文采用三星公司的S3C2410为检测装置的CPU。其具有很多特点,如支持DSP的指令集,丰富的接口适合应用于各种场合等。系统框图如图1所示。

  前置测量模块主要完成对电网信号的预处理和电能信号的采集,它包括模拟信号预处理模块和电能信号采集模块;接口模块主要是由USB模块、GPRS模块和RS485模块组成,其主要功能是实现前置测量模块与上位机及远程监控模块的准确快速通信,完成测量系统测量过程中数据的时时传输;远程监控模块是测量系统进入公共以太网的接口,是测量系统实现网络化的桥梁。转贴于中国论文库 http://www.lwkoo.com

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