非整周期采样下电功率测量的误差分析

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1、!""#$%%%&%%’(清华大学学报-自然科学版.*%%>年第(>卷第?期(,($)#$$&***+,#/012345678329-":2;0<:5.=*%%>=@ABC(>=#AC?$$D?&$$DD=$*%(非整周期采样下电功率测量的误差分析吴静=赵伟-清华大学电机工程与应用电子技术系=电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室=北京$%%%E(.摘要F利用基于相关原理的智能仪器测量周期信号的各随着微计算机技术的迅速发展=在交流电参数种电参数时!由于硬件条件的限制!非整周期采样所致误差的测量中出现了直接对交流信号进行采样,保持0模无法被完全消除"为了减小该误差!提出一种

2、定量修正方法!2$3,数转换-P1).和数字信号处理的交流采样技术=以实现电功率的精密测量"该方法以含谐波的电气信号功率其突出特点是能够利用对被测信号的采样数据=按测量为例!从时域平均功率定义出发!采用正弦函数的一阶照电参数的定义式计算出被测信号的多种参数=例#$%&’(展开!推导出因非整周期采样造成的测量误差的解析如功率0有效值0平均值0相位差等G由于这些电参数表达式和相应的修正公式"实验结果表明)恰当地选择采样的定义式在形式上可视为两个交流电信号的互相关频率和采样周期数以减小信号周期偏差!且控制初始采样时函数0自相关函数或它们的比在初始时刻的值=因刻!使电压和电流初始采样值的乘积

3、接近于所测电功率的大而=相应的智能型测量仪器仪表的构建原理=本质上小!这些均可在很大程度上降低测量误差"主要是时域的相关函数积分法G由于测量低频信号关键词F功率测量*非整周期采样*误差分析*相关原理的参数时=相关函数积分法具有很强的噪声抑制能中图分类号F0OD++C+文献标识码FP力0抗干扰能力和响应速度快等特点=故该方法在电文章编号F$%%%&%%’(-*%%>.%?&$$D?&%+气工程领域有着广泛的应用G基于相关函数积分法的智能仪器仪表的误差来QRRSRTUTVWXYXZSR[V[]RYTV^S_[R源较多=文2*(3分析了利用该方法测量相位差0信‘[TXaR[‘[U]X_

4、Y]bUSUcYU][d[Rc^[RYSe号功率时=由P1)量化0噪声干扰0有限采样样本XT‘^VYUd数等引起的误差=其研究结果表明=误差的大小与采样样本数0信噪比和P1)的位数等均有关G除此以fghijk=lmnofpi外=非整周期采样也是一种主要的误差源G从理论上-q]T][r[WsTtSRT]SRWSZq[aRY]WuSU]RSVTUeqY‘aVT]YSU讲=只要预先精确测出电网的频率=就有可能做到整SZvS_[RqWX][‘XTUesTRd[qTV[w[U[RT]YSUQxaY^‘[U]X=y[^TR]‘[U]SZQV[]RYTVQUdYU[[RYUd=zXYUdb

5、aT{UY

6、[RXY]W=周期采样G但电网的实际频率可能会偏离额定工频=}[Y~YUd!"""#$=ubYUT.且会随着负荷的变化在一个很小的范围内波动=再%tX]RT]F&5<3I<716’234M5<

7、电参数测量误差2’E3

8、23M5