摘要: 电压波动和闪变是衡量电能质量的重要指标。在对IEC 提出的电压闪变测量方法进行分析的基础上,利用间接解调法对FFT 计算结果中引起的幅值衰减进行修正,从而提高了离散瞬时闪变值算法的精度。系统用DSP 实现电压闪变信号的采集和处理,并给出了软件设计方法。实验证明:该设计能很好地满足电能检测的要求,同时具有良好的应用前景。
0 引言
随着电力市场商品化的发展,用户对电能质量的要求越来越重视。然而,随着各种冲击性负荷、非线性负荷的大量使用,造成了电网负荷的急剧变化。电网谐波、电压波动、闪变、三相电压不平衡等问题时有发生,严重影响了电能质量,给电力系统的安全运行带来直接或潜在的危害。
电压波动和闪变是衡量电能质量的重要指标。为了抑制和治理电压波动和闪变,电网已经投入了一定的补偿设备。这些设备的研制和整定均需要准确详细的闪变参数,以提供正确的治理决策,因此,对电压波动和闪变实时监测,即准确测量短时间闪变值Pst,长时间闪变值Plt是治理电压波动和闪变的基础。
IEC 6100-4-15和GB 123262—2000给出了完整的闪变测试系统结构框图,以及有关反映人脑对频率选择特性的传递函数,根据该框图就可以设计符合IEC 标准的闪变测试系统。但是利用该标准计算电压闪变值过程繁琐,对硬件要求较高。文献[5]中提出了离散的瞬时闪变值计算方法,采用间接解调的方法计算闪变,提高了运算速度并且减小了系统对硬件处理器的要求,缺点是间接解调法存在频谱泄漏,在高频处幅值衰减,精度较差。
本文采用离散的瞬时闪变值计算方法,利用FFT 对采样后的离散数据进行变换,并针对FFT计算结果中引起的幅值衰减做修正处理,减少了因不同频率调幅波引起电压波动输出的瞬时闪变视感度S(t)的误差。采用上述改进方法,在DSP平台上实现的电压闪变监测系统具有测量精度高、速度快等特点。
1 电压闪变计算方法
波动的电网电压可由一个稳定的工频电压作载波,叠加一个有规则或无规则的调幅波构成,调幅波可包含单个或多个频率分量。瞬时波动电压可以用一组复合振幅调制方程来表示:
式中:Urms为电网额定电压有效值;fsys为电网工频电压频率;fn为调幅电压波动频率;ΔUn为调幅波中频率为fn的调幅波电压的调幅系数。
IEC 定义短时间闪变值Pst的算法如下:首先,对于随机变化负荷产生的电压波动,在足够长观测时间T(至少10 min) 内对S( t) 进行等间隔采样;然后,将S(t)数据分级,并统计各级别数据分布概率,再由各级别数据分布概率得到累积概率分布函数(CPF);最后,根据CPF 作出闪变程度的统计*定,即计算Pst。可见,S( t) 直接反映了电压波动引起灯光闪烁对人视感度的影响,是计算Pst的关键。
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