【正文】 理真實(shí)性和實(shí)施控制的有效性。即利用真實(shí)系統(tǒng)物理信號(hào)輸入，通過(guò)一定的信號(hào)處理和數(shù)值分析過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)定模型 參數(shù) 的較好估計(jì)。 或 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (217) 定義基波頻率 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (216) 其中 x(t)普遍取單一的相 (線 )電壓或電流。 或 錯(cuò)誤 !未找到引用源。信號(hào)觀測(cè)模型的復(fù)雜化過(guò)程集中體現(xiàn)了這一領(lǐng)域的不斷發(fā)展：從簡(jiǎn)單的純恒幅正、余弦信號(hào)，到周期和非周期信號(hào)的傅立葉分解，進(jìn)而引入信號(hào)動(dòng)態(tài)，直至分布式隨機(jī)模型的應(yīng)用。 頻率 信號(hào)觀測(cè)模型就是對(duì)于電力系統(tǒng)頻率概念及其測(cè)量技術(shù)所基于的物理信號(hào)的數(shù)學(xué)描述。還可以將 EEPROM中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入 PC機(jī)存盤(pán)并利用 PC機(jī)離線對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 16位 A/D構(gòu)架、能進(jìn)行快速模數(shù)轉(zhuǎn)換。 2． 此交流采樣系統(tǒng)特點(diǎn) 15次諧波，采樣速率大范圍可調(diào)，可以在 100Hz～ 12kHz間調(diào)節(jié)，完全能達(dá) 到 IEC 61850的要求，可廣泛應(yīng)用于各種采樣速率比較高的交流采樣遙測(cè)裝置。那么單相有功功率離散化后可得： 101 NmmmP N ui??? ? （ 29） mu , mi 為三相電壓、電流的瞬時(shí)采樣值。 同理，記 im為第 m個(gè)時(shí)間間隔采樣得到的電流瞬時(shí)值，該電流有效值 I為： 211 NmmI N i?? ? (27) 平均功率 T的計(jì)算 111 NmmmW N ui??? ? （ 28） 其中 N為電壓電流的周期，當(dāng)一個(gè)周期內(nèi)采樣點(diǎn)數(shù)越多時(shí)，用此式的誤差越小，精度越高。 若相鄰兩次采樣的時(shí)間間隔都相等，為常數(shù)。 交流電壓、電流有效值的測(cè)量 在計(jì)算某一周期電壓信號(hào)有效值時(shí)， 201 TU dtT u? ? (24) 式中 u一一為 t時(shí)刻的電壓信號(hào)瞬時(shí)值 u(t)； T一一該電壓信號(hào)波形的周期： U一一交流電壓信號(hào)有效值。 由三角函數(shù)在區(qū)間 [0， T]上的正交性特點(diǎn)，不難證明 XRn ＝ ?T tntxT0 cos)(2 ?dt XIn ＝－ ?T tntxT0 sin)(2 ?dt （ 2－ 3） 在數(shù)字計(jì)算中 XRn ＝ ??Nk NnkkxN 1 )2c o s ()(2 ? XIn ＝－ ??Nk NnkkxN 1 )2s in ()(2 ? N 為每個(gè)周期內(nèi)采樣點(diǎn)數(shù)。 交流采樣算法 本系統(tǒng)高速測(cè)量輸入遙測(cè)信號(hào)的周期，進(jìn)行頻率跟蹤，將一個(gè)工頻周期等分成 240或者 80點(diǎn)進(jìn)行采樣，然后對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行快速傅立葉分解，計(jì)算出 1－ 15次諧波并進(jìn)行數(shù)字濾波，從基波開(kāi)始一直計(jì)算到 15次諧波分量的有效值和總有效值。由于鎖相環(huán)的實(shí)時(shí)跟蹤性，當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率 fi變化時(shí)，電路能自動(dòng)快速跟蹤并鎖定，始終滿足 fo =Nfi的關(guān)系，即采樣頻率為被測(cè)信號(hào)頻率的整數(shù) (N)倍，從而實(shí)現(xiàn)一周內(nèi)等間隔采樣 N點(diǎn)，從根本上克服了軟件同步采樣法存在的上述問(wèn)題。 圖 倍頻鎖相同步電路 在相位比較器 PD、低通濾波器 LP、壓控振蕩器 VCO構(gòu)成的鎖相環(huán)內(nèi)加入 N分頻器，輸入 f,為被測(cè)信號(hào)的頻率，作為鎖相環(huán)的基準(zhǔn)頻率，輸出 fo為采樣頻率。它能克服軟件同步采樣法存在截?cái)嗾`差等缺點(diǎn)，測(cè)量精度高。根據(jù)提供采樣信號(hào)方式不同，同步采樣法又分為軟件同步采樣法和硬件同步采樣法兩種。 同步采樣法就是整周期等間隔均勻采樣，要求被測(cè)信號(hào)周期 T與采樣時(shí)間間隔 t?及一周內(nèi)采樣點(diǎn)數(shù) N之間滿足關(guān)系式 T=N目前，高速單片機(jī)、 DSP及高速 AID轉(zhuǎn)換器的大量涌現(xiàn)，為交流采樣技術(shù)提供了強(qiáng)有力的硬件支持。 交流采樣技術(shù)是按一定規(guī)律對(duì)被測(cè)信 號(hào)的瞬時(shí)值進(jìn)行采樣，再按一定算法進(jìn)行數(shù)值處理，從而獲得被測(cè)量的測(cè)量方法。此外，用直流采樣法測(cè)量工頻電壓、電流是通過(guò)測(cè)量平均值來(lái)求出有效值的，當(dāng)電路中諧波含量不同時(shí)，平均值與有效值之間的關(guān)系也將發(fā)生變化，給計(jì)算結(jié)果帶來(lái)了誤差。但直流采樣法存在一些問(wèn)題 :測(cè)量精度直接受整流電路的精度和穩(wěn)定性的影響 。 圖 （三表法） 目前，交流電參量的采樣 測(cè)量方法主要有兩種 :直流采樣法和交流采樣法。圖 ， DSP處理后就計(jì)算出了各種遙測(cè)量，存入存儲(chǔ)器同時(shí)通過(guò) CAN總線上傳。 對(duì)本裝置的設(shè)計(jì)作了總結(jié)，并提出了對(duì)未來(lái)工作的展望。 分析了電力系統(tǒng)諧波的問(wèn)題及危害，并應(yīng)用基于無(wú)功功率理論諧波測(cè)量法和 FFT方法用于諧波的檢測(cè)，并對(duì) FFT作了 通過(guò)加窗和插值改進(jìn)，來(lái)提高測(cè)量的精度，對(duì)這兩種方法作了仿真試驗(yàn)，達(dá)到了檢測(cè)諧波的可行性研究。在借鑒眾多電力參數(shù)測(cè)量?jī)x器的功能和特性的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于 TMS320VC33 DSP為核心的電力參數(shù)測(cè)量裝置，其主要功能為：進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，完成電壓電流有效值、有功 功率、無(wú)功功率、視在功率、頻率、功率因數(shù)的計(jì)算；完成諧波參數(shù)的計(jì)算，完成諧波分析；具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可完成與外部計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳送；通過(guò)人機(jī)交互功能，讓用戶了解電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，并作出決策。 由前面討論知，利用先進(jìn)的技術(shù)手段，采用精確合理的計(jì)算方法，研制功能齊全、性能優(yōu)良、使用方便的電力參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，是十分必要的。 表 1 IEC 61850對(duì)測(cè)量?jī)x表的生數(shù)據(jù)要求 數(shù)據(jù)類型 級(jí)別 精確度級(jí)和諧波 分辨度 (幅值 )／ bit 采樣速率 每秒采樣次數(shù) 每周期采樣次數(shù)（ 50Hz） 電壓 M1 (IEC60687) 12 1500 30 電流 M1 (IEC60044)最多 5次諧波 14 1500 30 電壓 M2 (IEC60687) 14 3000 80 電流 M2 (IEC60044)最多 13次諧波 16 3000 80 電壓 M3 16 4000 240 電流 M3 IEC未定義最多 40次諧波 18 4000 240 針對(duì)表 1的要求，本文介紹的這套電氣參數(shù)交流采樣 系統(tǒng) 是 采用 TMS320VC33型高速數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP)和兩片 16位高速 A/D轉(zhuǎn)換器 ADS8364實(shí)現(xiàn) 快速、精確地采集和計(jì)算各種電氣參數(shù)。 本文介紹的這套系統(tǒng)使用高速度 CT,PT采樣，采用快速傅立葉變換算法，計(jì)算高達(dá) 15次諧波，完成功率、電度、功 率因數(shù)、電壓、電流、頻率等的計(jì)算，具有高精度，高穩(wěn)定性。 國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC）標(biāo)準(zhǔn) IEC61850對(duì)采樣速率有明確的要求，由表 1可知對(duì) 220kV及以上電壓等級(jí)輸電系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)裝置和儀表應(yīng)達(dá)到 M2級(jí)和 M3級(jí)，交流采樣的遙測(cè)裝置每周期 ( )采樣點(diǎn)數(shù)分別要求大于 80和 240點(diǎn)。隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，電網(wǎng)容量的擴(kuò)大使其結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)節(jié)的自動(dòng)化顯得尤為重要； 特別是在以監(jiān)控為目的的電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，如何快速、準(zhǔn)確地采集各種電氣參數(shù)顯得尤為重要。隨著微機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，交流采樣必將以高速度、高精度、高性能，逐步取代傳統(tǒng)的直流采樣方法。由于這種方法能夠?qū)Ρ粶y(cè)量的瞬時(shí)值進(jìn)行采樣，因而實(shí)時(shí)性好，相位失真小。虛擬儀器是建立在標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化、積木化的硬件和軟件平臺(tái)上的完全開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)，結(jié)合電力系統(tǒng)的應(yīng)用，開(kāi)發(fā)應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)建立的高速、高效、大容量、多功能、智能化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。隨著傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等發(fā)展，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)廣泛 采用這些先進(jìn)的科研成果，使在線監(jiān)測(cè)逐步走向?qū)嵱没A段；監(jiān)測(cè)裝置可作為接入訪問(wèn)平臺(tái)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備資源和數(shù)據(jù)資源共享及遠(yuǎn)程操作。 當(dāng)前，電力系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)儀器正朝著以下方向發(fā)展： 體積小型化、功能多樣化、功耗減小，維持電流降低化、采用新器件更高可靠性、顯示方式普遍更新。研制推出了眾多在世界范圍內(nèi)處于領(lǐng)先的測(cè)量?jī)x器，如美國(guó) Fluke公司推出的 F43B電能質(zhì)量分析儀，瑞典 UNIPOWER公司的 UP系列電能質(zhì)量測(cè)量?jī)x等，可實(shí)時(shí)檢測(cè)電力系統(tǒng)中的所有參數(shù)，計(jì)算高達(dá) 51次的諧波，可以捕捉電壓瞬變和驟升驟降及浪涌電流的顯示，具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，還具有全中文操作軟件，顯示方式多樣，硬件全電子化等特點(diǎn)。這些測(cè)量?jī)x器其性能比較先進(jìn)，功能也比較齊全，可以測(cè)量有效值、功率和諧波、閃變和三相不平衡度等所有參數(shù)，具有 RS． 23 RS485等通訊方式，顯示方式美觀大方，可以實(shí)時(shí)顯示數(shù)值、波形、頻譜圖等：雖然在技術(shù)上看，我國(guó)的測(cè)量?jī)x器有了不少的進(jìn)步，但在一些性能指標(biāo)、可靠性和智能化程度方面與國(guó)外的同類產(chǎn)品還有一定的差距。 我國(guó)對(duì)電力系統(tǒng)參數(shù) 的研究和開(kāi)發(fā)起步較晚，測(cè)量?jī)x器整體測(cè)量水平較低，存在著實(shí)時(shí)性不強(qiáng)，檢測(cè)指標(biāo)少，效率低等局面；目前國(guó)內(nèi)還在使用一些模擬式和數(shù)字式測(cè)量?jī)x表，雖然一些專門(mén)的測(cè)量裝置已經(jīng)在一些部門(mén)投入使用，但是多數(shù)是一些功能比較單一的測(cè)試儀和分析儀，多功能、精度高的測(cè)量裝置在市場(chǎng)上比較少見(jiàn)；近年來(lái)．我國(guó)的不少?gòu)S家通過(guò)借鑒國(guó)外的測(cè)量?jī)x器以及通過(guò)與外國(guó)公司的合作，不斷研制和推出了各種系列的高性能測(cè)量?jī)x器。但是電力系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)裝置的實(shí)時(shí)性，計(jì)算能力及大數(shù)掘量運(yùn)算速度等各方面要求的不斷提高，采用一片 CPU或雙 CPU微機(jī)式的電力參數(shù)檢澳 4儀器，需要同時(shí)完成電力參數(shù)和諧波的大數(shù)據(jù)量的計(jì)算，再加上 A／ D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳送等系統(tǒng)內(nèi)容的影響，致使系統(tǒng)測(cè)量精度和準(zhǔn)確度越來(lái)越不能滿足日益提高的性能要求。 50年代出現(xiàn)數(shù)字式儀表，電力系統(tǒng)參數(shù)測(cè)量進(jìn)入一個(gè)新 的階段：數(shù)字式儀表采用數(shù)字電路進(jìn)行信息的數(shù)字化處理，與早期的模擬儀表相比，可以得比較高的精確度，靈敏度提高，價(jià)格低，但整體應(yīng)用范圍較窄，功能比較單調(diào)，移植性較差，難以適合高速實(shí)時(shí)信號(hào)處理。早期的電力參數(shù)檢測(cè)大都采用的是模擬電子技術(shù)，測(cè)量裝置的體積龐大、功能單一、自動(dòng)化度較低和數(shù)據(jù)測(cè)量精度不高，難以進(jìn)行諧波分析，不具備綜合分析和判斷功能，一般也不具備異常報(bào)警功能。 從以上研究可見(jiàn)，研制一種多功能的電力參數(shù)檢測(cè)裝置對(duì)于變電站的遠(yuǎn)距離 監(jiān)控具有非常重要的意義，它不但要能對(duì)如電壓、電流、功率、功率因數(shù)和頻率等重要的電力參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，還要對(duì)電力系統(tǒng)中的高次諧波進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，從而使遠(yuǎn)處值班人員采取進(jìn)一步的措施，減少諧波污染，保證電能質(zhì)量，保證電力系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，在化工、冶金、電力傳送、電氣化鐵道等行業(yè)，以及家用電器中 非線性負(fù)荷的使用日漸增多，特別是一些大功率整流設(shè)備和電弧爐等的大量應(yīng)用，導(dǎo)致在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生大量的諧波，進(jìn)而引起電壓、電流波形發(fā)生畸變，電力諧波不僅會(huì)嚴(yán)重危害供用電設(shè)備和電氣儀表，使供電質(zhì)量不斷下降，影響計(jì)量設(shè)備的測(cè)量控制，不能準(zhǔn)確地反映電力系統(tǒng)運(yùn)行的情況，損害用戶的利益，也會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)本身造成不良的影響和危害。 遠(yuǎn)處值班人員需要獲得及時(shí)準(zhǔn)確的相關(guān)信息，才能正常安全的采取相應(yīng)的措施控制和管理變電 站，這就需要更快更精確的設(shè)備系統(tǒng)。無(wú)人值班變電站是變電站一種先進(jìn)的運(yùn)行管理模式 。 Information College Tutor: Tang taobo Electronics amp。 在 DSP 的軟件編程上 ,本文完成了多通道數(shù)據(jù)采集算法在 TMS320VC33 上的實(shí)現(xiàn) 。論述了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案、硬件構(gòu)成原理和軟件設(shè)計(jì)思路 ,完成了硬件電路的設(shè)計(jì) ,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理平臺(tái)的調(diào)試。 本文介紹的這套電力系統(tǒng)參數(shù)交流采樣 系統(tǒng) 是 采用 TMS320VC33 型高速數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP)和兩片 16 位高速 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADS8364 實(shí)現(xiàn) 快速、精確地采集和計(jì)算各種電力系統(tǒng) 參數(shù)。在這種情況，就需要對(duì)電力參數(shù)和諧波情況進(jìn)行準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地檢測(cè)。 評(píng)語(yǔ)： 評(píng)閱教師簽名： 評(píng)定成績(jī)（百分制）： _______分 長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )答辯記錄及成績(jī)?cè)u(píng)定 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )題目 答辯時(shí)間 年 月 日 ～ 時(shí) 答辯地點(diǎn) 一、答辯小組組成 答辯小組組長(zhǎng)： 成 員： 二、答辯記錄摘要 答辯小組 提問(wèn)（分條摘要列舉） 學(xué)生 回答情況評(píng)判 三、答辯小組對(duì)學(xué)生答辯成績(jī)的評(píng)定 （百分制） ： _______分 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )最終成績(jī)?cè)u(píng)定 (依據(jù)指導(dǎo)教師評(píng)分、評(píng)閱教師評(píng)分、答辯小組評(píng)分和學(xué)校關(guān)于畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )評(píng)分的相關(guān)規(guī)定 ) 等級(jí) (五級(jí) 制 )： _______ 答辯小組組長(zhǎng) (簽名 ) ： 秘書(shū)