DSP架構應對智能電網(wǎng)諧波污染分析的挑戰

通過(guò)計算諧波功率因數，可以找出電網(wǎng)中的諧波源。雖然業(yè)界仍然對查找主要諧波源的最佳方法存在爭議，但是其中一種傳統方法是基于“有功功率的流動(dòng)方向”。這相當于確認該特定諧波頻率在系統某一點(diǎn)或多個(gè)點(diǎn)上的有功功率符號。在失真電壓下工作時(shí)，線(xiàn)性負載會(huì )針對每個(gè)諧波產(chǎn)生有功功率，而且如果客戶(hù)端存在非線(xiàn)性元件，該功率會(huì )進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )。通過(guò)測量污染諧波電壓和電流的相位角度，然后計算其差值，可以確定該值。而在此架構中則不必如此，因為諧波功率因數可以提供該信息。

這種DSP架構已在三相電能計量器件上成功實(shí)現，它具有如下硬件資源：?jiǎn)蜯AC架構，工作時(shí)鐘頻率為16 MHz，信號采樣速率為8 kHz，具有1k字的數據存儲器。所有三相的基波測量結果連續計算，諧波分析儀則能從給定相位(A、B或C)連續提取三個(gè)隨機諧波值。該架構是可擴展的，某些性能參數已根據已知的電網(wǎng)工作條件進(jìn)行了優(yōu)化。

雖然不能一次性提供所有諧波值看起來(lái)像缺點(diǎn)，但我們要記住，電網(wǎng)中的諧波污染最重要的影響還是在于準穩現象。實(shí)際上，對于工業(yè)和商用負載，建議分析至少一周內的諧波污染，而應避免任何零星的測量。在上述前提下，憑借該架構的多功能性，用戶(hù)可以通過(guò)掃描所有三相上的所有可用諧波內容來(lái)獲取近似FFT的結果。

結束語(yǔ)

在過(guò)去，諧波分析儀不僅非常昂貴，而且難以集成到大規模制造的電表中。因此，對電網(wǎng)進(jìn)行諧波污染分析是一件非常困難的事情，只能偶爾由專(zhuān)業(yè)操作員在某些特定位置進(jìn)行。將更多信號處理功能集成到小型且經(jīng)濟的芯片中將徹底改變這一現狀，為更有效地理解和使用電網(wǎng)打開(kāi)方便之門(mén)，讓電力公司和消費者均將從中獲益。本文介紹的DSP架構現已集成到ADI公司的一款器件中，該器件是ADI電能計量部門(mén)針對多相市場(chǎng)推出的最新器件 (ADE7880) 之一。

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