DSP架構(gòu)應(yīng)對智能電網(wǎng)諧波污染分析的挑戰(zhàn)

通過計算諧波功率因數(shù)，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(tǒng)方法是基于“有功功率的流動方向”。這相當(dāng)于確認(rèn)該特定諧波頻率在系統(tǒng)某一點(diǎn)或多個點(diǎn)上的有功功率符號。在失真電壓下工作時，線性負(fù)載會針對每個諧波產(chǎn)生有功功率，而且如果客戶端存在非線性元件，該功率會進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。通過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(gòu)中則不必如此，因?yàn)橹C波功率因數(shù)可以提供該信息。

這種DSP架構(gòu)已在三相電能計量器件上成功實(shí)現(xiàn)，它具有如下硬件資源：單MAC架構(gòu)，工作時鐘頻率為16 MHz，信號采樣速率為8 kHz，具有1k字的數(shù)據(jù)存儲器。所有三相的基波測量結(jié)果連續(xù)計算，諧波分析儀則能從給定相位(A、B或C)連續(xù)提取三個隨機(jī)諧波值。該架構(gòu)是可擴(kuò)展的，某些性能參數(shù)已根據(jù)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(zhǔn)穩(wěn)現(xiàn)象。實(shí)際上，對于工業(yè)和商用負(fù)載，建議分析至少一周內(nèi)的諧波污染，而應(yīng)避免任何零星的測量。在上述前提下，憑借該架構(gòu)的多功能性，用戶可以通過掃描所有三相上的所有可用諧波內(nèi)容來獲取近似FFT的結(jié)果。

結(jié)束語

在過去，諧波分析儀不僅非常昂貴，而且難以集成到大規(guī)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(jì)的芯片中將徹底改變這一現(xiàn)狀，為更有效地理解和使用電網(wǎng)打開方便之門，讓電力公司和消費(fèi)者均將從中獲益。本文介紹的DSP架構(gòu)現(xiàn)已集成到ADI公司的一款器件中，該器件是ADI電能計量部門針對多相市場推出的最新器件 (ADE7880) 之一。

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