数字信号处理器在电力谐波分析中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第4期微处理机NO．42007年8月MICROPROCESSORSAug．，2007数字信号处理器在电力谐波分析中的应用李斌，袁振海(南京工业大学自动化学院，南京210009)摘要：电力网谐波分析测量是电能质量分析和改善的一个重要环节，在此主要介绍了将DSP技术应用到电力网谐波分析中的一种装置，该装置充分发挥了DSP芯片处理速度快的优势，满足了实时性的要求，实现了高性价比、高精度、高可靠性的谐波测量。关键词：数字信号处理器(DSP)；谐波；采样中图分类号：TM714．3文献标识码：A文章编号：1002—2279(2007)O4—0023一O2

2、ApplicationofDSPjntheElectricPowerHarmonicAnalysisLIBin，YUANZhen—hai(CollegeofAutomation，NangUniversityofTechnology，Nanfing210009，China)Abstract：Theharmonicanalysisoftheelectricnetworkisthevitalstepintheanalysisandimprove—mentoftheelectricenergy．ThisarticleillustratesadeviceinwhichDSPisapplicatedi

3、nharmonicanaly—sis．ThesuperiorityoftheDSPindisposalvelocityisgreatlyexhibitedinsuchdevicewhichmeetstherequirementofrealtime．Andaneficientmeasurementintermsofhighratioofquali~againstvalue，highprecisionandhighliabilityiscompleted．Keywords：DSP；Harmonic；Sampling1引言A／D找到被测信号的正向过零点后，再定时(每隔125s)启动A／D，记录其

4、后的128点数据。这样只随着电力电子技术的发展，非线性电子设备得要被测信号频率低于62Hz，这128点数据中就包含到了广泛使用，如大功率可控硅器件、开关电源、变了被测信号的一个完整周期。频调速等，这些典型非线性负荷将从电网吸人或注(2)正向过零点的寻找入谐波电流，从而引起电网电压畸变，使电网波形受选定的A／D转换器为l6位，这就是说无论实到污染，供电质量恶化，附加损失增加，传输能力下际信号的范围是多少，经A／D转换后其范围为0～降。65536。因此信号的正向“过零点”为32768，A／D的这里介绍了实时数字信号处理技术在电力谐波编码方式为二进制补码，转换后其取值范围测量中的一个应用。一0x

5、l000～0x7FFF。要寻找信号的正向过零点，就2采样计算方法的原理和特点须将A／D转换值与32768比较，以找到过零点，并周期信号的谐波分析，通常采用的是同步采样且还要保证正向，其程序框图如图1所示。技术J，因为在理论上当满足每周期采样点N>2M(M为周期信号的最高谐波次数)并实现了严格的同步采样时，就能准确求出各次谐波的幅值与初相角并复现原波形。和以往的同步采样技术不同，这里采用了一种新的采样计算方法。包括以下几部分：(1)数据采集此方案中需要处理的谐波最高次数为l5次，为满足FFT的要求，每周期须等间隔采样128点，以工频50Hz为基础，则采样率最低为128X50=6．4k／S。这

6、里，对A／D设置的采样速率为8k／s，采样间隔为125~s。不考虑被测信号频率的抖动，通过启动图1正向过零点程序框图作收童稿简日期：李斌(1982一)，男，江苏省常州市人，硕士研究生，主研方向：电力系统电网保护。：2oo5—03—16维普资讯http://www.cqvip.com·24·微处理机2007拒(3)实际采样点数N的计算AD73360，它完成对电压和电流信号的采集。因为实际信号不一定在理想的工频50Hz的条系统设计的总体框架如图2所示。件下。因而按理想时间间隔采样信号时，一周期所采集的点数可能多于128点，也可能少于128点，更有可能为分数，为得到实际信号的128点等间隔采样值

7、，需计算出实际信号按理想时间间隔采样一周期的点数N。其计算公式为Ⅳ=川一其中a0为第一个采样值；a为第二次正方向过零点后的采样值；n为一周期中包含的整数点数；△为相邻两个采样值的差值。为精确起见，取△：l二(2)图2系统总体设计框架图(4)实际128点采样值A计算本方案的硬件平台是TMS320C5402的DSK板为保证FFvI’的基一2算法，需要对按理想采样(系统开发板)。该板是一块需要外部提供+5VDC间隔采样得到的值