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为了保证电力系统安全、可靠、经济运行并获得良好的电能质量,必须对电网运行状态进行及时的监测,同时也要对电气设备进行及时的监视、控制和保护,而其实现基础和不可或缺的重要环节,就是对其电力参数实施及时、准确、可靠的测量。
本文概括地介绍了电力参数数字化测量的发展历史,总结了电力参数数字化测量的主要方法并详细地介绍了目前常用的几种电力参数数字化测量算法。
本文基于误筹补偿的思想,提出了一种测量电压(电流)有效值和有功功率的测量新算法。该算法是利用泰勒级数对其采样函数进行展开,并省略其三阶及三阶以上项,从而推导出来的。在无干扰和实际谐波次数高于估计谐波次数时的情况下,利用MATLAB对梯形法、准同步算法和改进算法的仿真可知,改进算法与传统算法(梯形法)相比较,具有计算速度快,测量精度高的特点,与准同步法比较,该算法在实时性方面更有优势。
本文对90°相移测量无功功率的原理进行了详细的推导,并详细说明了实现90°相移的力法。该方法是利用两个滤波器使其相位(相频响应)相互跟踪,从而实现其相移差恒为90°的。对基于FIR和IIR设计的90°相移网络的幅相特性进行MATLAB仿真证明,所设计的相移网络均能实现90°相移。其中基于切比雪夫窗设计的FIR 90°相移网络具有更好的幅相响应特性;在相同的精度条件下,FIR设计的移相网络必须具有很高的阶次才能达到IIR设计的效果;IIR较FIR.设计的移相网络具有数据存储空间少,反应速度快的特点。
本文最后详细介绍了移相误差对无功功率测量精度的影响。为了减少移相误差对测量精度的影响,本文使用了两组90°相移网络对其输入电压和电流同时进行移相,然后将计算出的两个无功功率的测量结果进行加权平均,以抵消由△θ<,x>的一次项引入的测鼙误差,从而提高其测量精度。通过MATLAB仿真结果证明,该方法与改进前的算法相比,可以将无功功率的测量精度提高一倍以上。