基于小波分析的电能质量谐波检测虚拟仪.pdf

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1、2010年第5期丁业仪表与自动化装置·77·基于小波分析的电能质量谐波检测虚拟仪王吉元(黑龙江科技学院电气与信息工程学院，哈尔滨150027)摘要：介绍了一种基于小波分析的电能质量谐波检测技术，在LabVIEW虚拟仪器设计平台上采用小波分析技术检测电能突变点，并采用快速傅立叶变换对稳态信号进行谐波失真分析，获得基波频率、各次谐波含有率及总谐波畸变率THD等，实现电能质量谐波检测。实验结果表明，利用该方法可以很好地去除信号突变，精确地提取出稳态信号。关键词：电能质量；谐波检测；小波分析；虚拟仪器；LabVIEW中图分类号：TP216文献标志码：A文章编号

2、：1000—0682(2010)05—0077—03PowerqualityharmonicdetectionvirtualinstrumentbasedonwaveletanalysisWANGJiyuan(CollegeofElectricalandhtformationEngineering，HeilongjiangInstituteofScienceandTechnology，Harbin150027，China)Abstract：Thispaperintroducesthetechnologyofpowerqualityharmonicdet

3、ectionbasedonwaveletanalysis．Thedisturbedpointsofpowersignalaredetectedbyusingwaveletanalysisonthevirtualinstru—mentdesignplatformofLabVIEW，andtheharmonicdistortionofthestablesignalisanalyzedbyuseofF盯．whichcanmeasurethebasefrequency，theharmonicratioandthetotalharmonicdistortion(

4、THD)．Theexperimentalresultsindicatethatthemethodusingwaveletcaneliminatethedisturbanceofsignaleficientlyandextractthestablesignalprecisely．Keywords：powerquality；harmonicdetection；waveletanalysis；virtualinstrument；LabVIEW2l世纪的仪器，具有编程灵活、可自定义、强大的数0引言据处理和分析、开发周期短等优点，推动着测控技术谐波是一个周期电气

5、量的正弦波分量，其频率的发展，在电力系统测量与控制方面有着广阔的应为基波频率的整数倍。谐波现象的产生主要是由于用前景。大容量电力设备、用电整流或换流设备，以及其他非1谐波检测虚拟仪的组成线性负荷造成的。近年来随着电力电子技术的飞速发展，许多丁业企业引进大量的冲击性负载、不对称系统主要由传感器、信号调理电路、数据采集负载以及非线性负载，它们在接人电网时不可避卡、计算机及相应的软件组成，系统结构如图1所免地出现谐波污染现象。示。传感器采用电压互感器与电流互感器，把被测当今应用最广泛的谐波测量方法是基于傅立叶电网的高电压和大电流信号按一定比例进行转换；变换的

6、测量，它在测量稳态和周期的谐波方面精度信号调理电路将传感器送来的电压、电流信号变换较高，而在突变、暂态扰动、短时间谐波这类非稳态为适合采集电路采样的电压信号，再由数据采集卡谐波检测上效果不理想。小波变换是一种十分将调理后的信号进行采样，由软件来完成对谐波的有效的时频分析工具，在时域和频域同时具有良好分析与检测。测试软件采用LabVIEW来编写，是由的局部化性质，可以较准确地求出信号的暂态波形，美国NI公司推出的虚拟仪器开发平台，广泛地应用提高谐波测量的实时性和精度。虚拟仪器作为收稿15t期：2010—04～O1作者简介：王古元(1975)，男，毕业于西

7、安32~1k大学武器系统与运用丁程专业，获得T学硕士学位，讲师，主要从事电气系统、测控技图1谐波检测虚拟仪结构图术方向的研究。·78·]_业仪表与自动化装置2010年第5期于工业界、学术界和研究实验室，被视为一个标准的了使设计的电能质量谐波检测仪能达到A级仪器数据采集和仪器控制软件。的测量范围，系统要求能分析到5O次谐波，同时考虑精度问题，系统每个周期采256个点，为此单通道2硬件设计数据采样率设为=12．8kHz。2．1传感器选择电力系统的模拟电压和电流信号通过电压传感器和电流传感器输入电能质量检测仪，系统采用电磁型互感器，具有价格低、技术成熟、可靠

8、性高、工频特性好等优点。电压互感器、电流互感器用来把被测的高电压图2数据米集程序框图和大电流信