李鐵款

（廣東電網(wǎng)公司佛山三水供電局，廣東 佛山528100）

0 引言

基于DSP技術(shù)的電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集是采用數(shù)字信號(hào)處理方法中的FFT（快速傅里葉變換算法），將數(shù)據(jù)采集的電流、電壓中的干擾轉(zhuǎn)化為高次諧波，避免模擬濾波電路參數(shù)不匹配帶來(lái)誤差，大大提高了測(cè)量精度。本人根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理原理及應(yīng)用DSP芯片、MPU芯片雙CPU為核心的電力微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)思路，進(jìn)行了相關(guān)軟件算法設(shè)計(jì)的仿真測(cè)試，實(shí)現(xiàn)電參數(shù)的測(cè)量功能。

對(duì)一個(gè)已明確的頻率、幅值、相位待測(cè)信號(hào)進(jìn)行加窗傅里葉分析，通過(guò)Matlab和CCS得出仿真結(jié)果，算法可行性得到驗(yàn)證，為實(shí)現(xiàn)DSP系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

1 測(cè)試信號(hào)波形圖

通過(guò)Matlab程序?qū)π盘?hào)進(jìn)行分析，設(shè)基波頻率為50Hz；直流分量為10，基波幅值20，二次諧波幅值10，三次諧波幅值15，表達(dá)式如下：

測(cè)試信號(hào)波形圖如圖1所示，測(cè)試信號(hào)傅里葉變化圖如圖2所示。

圖1 測(cè)試信號(hào)波形圖

2 基波頻率仿真分析

分析基波頻率，通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的待測(cè)信號(hào)f（t）＝sin（ω0t＋φ1），可以得出φ1，要得出f（瞬時(shí)頻率），或者ω0，就要在時(shí)間上平移原信號(hào)，得到平移后的信號(hào)：

f′（t）＝sin［ω0（t－Δt）＋φ1］＝sin［ω0t＋（φ1－ω0Δt）］ （2）

一個(gè)時(shí)間Δt的改變量對(duì)應(yīng)于一個(gè)Δφ＝ω0Δt的相位改變量（圖3）。

圖2 測(cè)試信號(hào)傅里葉變化圖

圖3 解卷繞后相位隨時(shí)間的變化

由于f＝2πω，Δt→0，可以得出：對(duì)θ求導(dǎo)即可確定被測(cè)信號(hào)中該頻率分量的瞬時(shí)頻率f。即：

做平移，則可得到平移m個(gè)Δt后h次諧波所對(duì)應(yīng)的ah和bh的表達(dá)式：

求得平移后的相位，并得到幅值與平移時(shí)間的關(guān)系：

以上頻率的數(shù)值多在50Hz左右波動(dòng)，可以得出基頻頻率為f1＝50Hz（圖4、圖5）。

表1 不同時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)頻率

圖4 基波相位圖仿真

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)Matlab和CCS得出的仿真結(jié)果，軟件算法設(shè)計(jì)的可行性得到了驗(yàn)證。

圖5 基波頻率

［1］劉毅，孫瑩光，杜祥嶺．FFT算法在電力監(jiān)控計(jì)算中的應(yīng)用［J］．遼寧工學(xué)院學(xué)報(bào)，2001（4）

［2］趙永秀．基于SRFFT算法的電力系統(tǒng)諧波分析的研究［D］．西安：西安科技大學(xué)，2003