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        電能質量監測

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        諧波檢測的三大方法

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        諧波檢測的三大方法

        發布日期:2022-04-25 作者:坤能電氣 點擊:

        一、模擬電路


        消除諧波的方法很多,即有主動型,又有被動型;既有無源的,也有有源的,還有混合型的,目前都是采用有源電力濾波器。但由于電力諧波監測裝置環節多采用模擬電路,因而造價較高,且由于模擬帶通濾波器對頻率和溫度的變化非常敏感,故使其基波幅值誤差很難控制在10%以內,嚴重影響了有源濾波器的控制性能。


        近年來,人工神經網絡的研究取得了較大進展,由于神經元有自適應和自學習能力,且結構簡單,輸入輸出關系明了,因此可用神經元替代自適應濾波器,再用一對與基波頻率相同,相位相差90度的正弦向量作為神經元的輸入。由神經元先得到基波電流,然后檢測出應補償的電流,從而完成諧波電流的檢測。但人工神經網絡的硬件目前還是一個比較薄弱的環節,限制了其應用范圍。


        二、傅立葉變換


        利用傅立葉變換可在數字域進行諧波檢測,電力系統的諧波分析,目前大都是通過該方法實現的,離散傅立葉變換所需要處理的是經過采樣和A/D轉換得到的數字信號,設待測信號為x(t),采樣間隔為 t秒,采樣頻率 =1/ t滿足采樣定理,即 大于信號Z高頻率分量的2倍,則采樣信號為x(n t),并且采樣信號總是有限長度的,即n=0,1……N-1。


        這相當于對無限長的信號做了截斷,因而造成了傅立葉變換的泄露現象,產生誤差。此外對于離散傅立葉變換來說,如果不是整數周期采樣,那么即使信號只含有單一頻率,離散傅立葉變換也不可能求出信號的準確參數,因而出現柵欄效應。通過加窗可以減小泄露現象的影響。


        三、小波變換


        小波變換已廣泛應用于信號分析、語音識別與合成、自動控制、圖象處理與分析等領域。電力諧波是由各種頻率成分合成的、隨機的、出現和消失都非常突然的信號,在應用離散傅立葉變換進行處理受到局限的情況下,可充分發揮小波變換的優勢。即對諧波采樣離散后,利用小波變換對數字信號進行處理,從而實現對諧波的精確測定。


        小波可以看作是一個雙窗函數,對一信號進行小波變換相當于從這一時頻窗內的信息提取信號。對于檢測高頻信息,時窗變窄,可對信號的高頻分量做細致的觀測。對于分析低頻信息,這時時窗自動變寬,可對信號的低頻分量做概貌分析。所以小波變換具有自動“調焦”性。


        小波變換是按頻帶而不是按頻點的方式處理頻域信息,因此信號頻率的微小波動不會對處理產生很大的影響,并不要求對信號進行整周期采樣。另外由小波變換的時間局部可知,在信號的局部發生波動時,不會象傅立葉變換那樣把影響擴散到整個頻譜,而只改變當時一小段時間的頻譜分布,因此采用小波變換可以跟蹤時變和暫態信號。


        電力諧波監測裝置

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