专利名称：基于新型傅里叶变换的电力谐波监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型是涉及一种电力谐波监测系统，尤其是涉及一种基于新型傅里叶变换的电力谐波监测系统。
背景技术：
近年来，随着电力电子技术的广泛应用，电力系统谐波污染日益严重，现已成为影 响电能质量的公害。其主要危害在于恶化电能质量指标、降低电网的可靠性、增加电网损 失、缩短电气设备寿命、干扰通信设备等。当电网中存在的谐波成分超过了限制标准时，就 将严重影响电力系统和用电设备运行的安全性、可靠性、稳定性和经济性，同时也将严重污 染周围的电气环境。另外，谐波抑制及补偿装置到底需要补偿多大的谐波，需要进行怎样的补偿配置， 以及需要达到怎样的补偿效果都是以谐波分析得到的结果为依据的。所以对电力系统中的 谐波含量进行实时监测，确切掌握电力系统中谐波的实际状况，对防止谐波危害，维护电力 系统的安全运行意义重大。基于傅里叶变换的电力谐波监测系统是当前电力谐波监测系统中应用最为广泛 的一种谐波监测系统，具有很多优势。但这种监测系统也存在其不足之处，其不足之处主 要在于当前的基于傅里叶变换的电力谐波监测系统在利用傅里叶变换进行谐波分析时存 在着频谱混叠、频率分辨能力低、栅栏效应及频谱泄露等问题，这样就会使分析的信号参数 (频率、幅值和相位等)不准，尤其是相位误差很大，无法很好地满足电力谐波监测要求。同 时，当前的电力谐波监测系统在实时在线监测上其实时性还不够很好。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于新型傅里叶变换的电力谐波监测 系统，它通过对电压电流信号的测量，利用基于新型傅里叶变换的控制器更精确实时地对 谐波进行在线监测。为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型采用的技术方案是—种基于新型傅里叶变换的电力谐波监测系统，其特征在于它是由电压互感器、 电流互感器、信号调理电路、防混叠滤波器、A/D转换器、基于新型傅里叶变换的控制器、存 储器、输入模块、显示器、外部通讯模块和报警器组成，其中基于新型傅里叶变换的控制器 内部包含数据处理单元和微控制单元。电压互感器和电流互感器与信号调理电路连接，信号调理电路与防混叠滤波器连 接，防混叠滤波器与A/D转换器连接，A/D转换器与基于新型傅里叶变换的控制器连接，存 储器与基于新型傅里叶变换的控制器连接，输入模块和显示器分别与基于新型傅里叶变换 的控制器连接，外部通讯模块和报警器分别与基于新型傅里叶变换的控制器连接。本实用新型的有益效果在于(1)它能很好地解决当前基于傅里叶变换的电力谐 波监测系统在利用傅里叶变换进行谐波分析时存在的频谱混叠、频率分辨能力低、栅栏效应及频谱泄露的问题，它通过在A/D转换器前加防混叠滤波器来克服了频谱混叠问题，通 过在基于新型傅里叶变换控制器的设计中增加采样时间提高了频率分辨力，通过加矩形自 卷积窗及对应插值法减小了频谱泄露误差，通过插值算法减小了栅栏效应，从而大大提高 了电力谐波监测的精度。(2)考虑到实时在线监测，在基于新型傅里叶变换的控制器中采用 了双CPU技术，避免了单一 CPU负荷过重的问题，能同时快速单独地对数据处理和微控制， 从而大大提高了电力谐波监测的实时性。
图1是本实用新型的结构示意图具体实施方式
如图1所示，基于新型傅里叶变换的电力谐波监测系统，包括电压互感器1、电流 互感器2、信号调理电路3、防混叠滤波器4、A/D转换器5、基于新型傅里叶变换的控制器6、 存储器7、输入模块8、显示器9、外部通讯模块10和报警器11 ；电压互感器1和电流互感器 2与信号调理电路3连接，信号调理电路3与防混叠滤波器4连接，防混叠滤波器4与A/D 转换器5连接，A/D转换器5与基于新型傅里叶变换的控制器6连接，存储器7与基于新型 傅里叶变换的控制器6连接，输入模块8和显示器9分别与基于新型傅里叶变换的控制器 6连接，外部通讯模块10和报警器11分别与基于新型傅里叶变换的控制器6连接。被测电压和电流信号分别通过电压互感器1和电流互感器2获得，通过电压互感 器1和电流互感器2将被测电压和电流信号转换为适合后续电路使用的弱电信号；然后将 此电压和电流信号送至信号调理电路3进行信号调节，再经防混叠滤波器4减小频谱混叠， 接着经A/D转换器5将模拟信号转换成数字信号，再送入基于新型傅里叶变换的控制器6 进行谐波处理与分析，最后在控制界面上显示分析结果(包含实时波形显示、谐波综合数 据显示、电压谐波和电流谐波的频谱显示、谐波有功功率和无功功率的频谱显示、其他电力 参数显示及指示灯显示等)，当有谐波含量超标时将由报警器11发出报警信号。本实用新型保护范围涉及上面所述的所有变化形式。
权利要求1.基于新型傅里叶变换的电力谐波监测系统，其特征在于它是由电压互感器、电流互 感器、信号调理电路、防混叠滤波器、A/D转换器、基于新型傅里叶变换的控制器、存储器、输 入模块、显示器、外部通讯模块和报警器组成；电压互感器和电流互感器与信号调理电路连 接，信号调理电路与防混叠滤波器连接，防混叠滤波器与A/D转换器连接，A/D转换器与基 于新型傅里叶变换的控制器连接，存储器与基于新型傅里叶变换的控制器连接，输入模块 和显示器分别与基于新型傅里叶变换的控制器连接，外部通讯模块和报警器分别与基于新 型傅里叶变换的控制器连接。
专利摘要本实用新型公开了一种基于新型傅里叶变换的电力谐波监测系统，它是由电压互感器、电流互感器、信号调理电路、防混叠滤波器、A/D转换器、基于新型傅里叶变换的控制器、存储器、输入模块、显示器、外部通讯模块和报警器组成。该系统能很好地解决当前基于傅里叶变换的谐波监测系统在利用傅里叶变换进行谐波分析时存在的频谱混叠、频率分辨能力低、栅栏效应及频谱泄露的问题，大大提高了电力谐波监测的精度，在控制器中采用了双CPU技术，提高了电力谐波监测的实时性。
文档编号G01R23/16GK201886082SQ20102064943
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者张懿, 张颖, 李洁, 王建帆, 胡勋, 蒋雪峰 申请人:李洁, 蒋雪峰