专利名称：一种改进傅里叶变换的谐波电能计量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种信号处理技术领域，具体是一种改进傅里叶变换的谐波电能计量系统。
背景技术：
随着智能电网建设的全面铺开，各种分布式发电和储能设备并网运行，改善电网供电可靠性的同时也使得谐波污染问题更加严重。实际测量中，由于电网频率偏差导致谐波频率的不确定性，电压波动以及间谐波等的影响都会降低谐波分析的准确度。非稳态下的高准确度谐波检测与分析能够为谐波双向潮流计算、谐波电能计量、谐波抑制与补偿等提供科学依据，对提高能源利用率、维护绿色电力环境、确保电网安全运行具有重要意义。电力谐波分析已经发展了多种基于数字信号处理的时域、频域方法。其中，快速傅里叶变换(快速傅里叶变换)因其计算简单且易于嵌入式系统实现而得到了广泛应用。但现有测量仪器多采用恒定采样率，加上间谐波、次谐波等的存在，非稳态下的同步采样难以严格实现，导致的频谱泄漏和栅栏效应影响谐波分析的准确度。窗函数加权可减小频谱泄漏的影响，结合相应的改进算法可在一定程度上提高谐波分析准确度，但在分析非稳态下的谐波信号时其计算误差仍然较大。
发明内容本实用新型目的在于克服谐波分析在非稳态下导致频谱泄漏和栅栏效应的影响，提出一种改进傅里叶变换的谐波电能计量系统，能有效克服基波频率波动以及间谐波的影响，谐波参数计算准确度明显提高，适合于非稳态条件下的谐波分析，从而提高信号谐波分析的准确度和实用性，为进一步进行的信号参数识别与谐波电能计量提供可靠依据。本实用新型通过以下技术方案实现上述目的:一种改进傅里叶变换的谐波电能计量系统，包括三相电网数据采集模块、数据处理模块、数据管理模块以及外围模块。其中，三相电网数据采集电路通过并行接口与数据处理电路相连，数据处理电路与数据管理单元通过异步串口相连、数据管理单元与外围模块相连。所述三相电网数据采集模块包括电阻分压网络、TA与电阻网络以及采样芯片ADS8364，用来完成三相电网电压、电流信号的同步采样以及A/D转换。所述数据处理模块采用信号处理器ADSP-BF533，并且采用基于余弦偶次幂窗改进傅里叶变换的谐波分析方法，对电压、电流波形进行频谱分析，分离出基波及各次谐波分量，完成电参量测量、谐波分析及谐波电能计量。所述数据管理单元采用单片机M30624FGPFP，完成系统的显示、存储、通信以及功能选择等功能。本实用新型的原理是:典型余弦函数窗的离散时域表达式为Wcos(n) =Sina (η η /N)，η=0, 1，2,...，N-1 (I)[0012]式中，整数α的取值决定窗函数的形式。当参数α满足α=2ρ(ρ为自然数)时，
式(I)形式的余弦函数窗可表示为
权利要求1.一种改进傅里叶变换的谐波电能计量系统，其特征在于，该系统由三相电网数据采集模块、数据处理模块、数据管理模块以及外围模块组成，其中，三相电网数据采集模块通过并行接口与数据处理模块相连，数据处理模块与数据管理模块通过异步串口相连、数据管理模块与外围模块相连。
2.如权利要求1所述的改进傅里叶变换的谐波电能计量系统，其特征在于，所述三相电网数据采集模块包括电阻分压网络、TA与电阻网络和采样芯片ADS8364。
3.根据权利要求1所述的改进傅里叶变换的谐波电能计量系统，其特征在于，所述数据处理模块采用信号处理器ADSP-BF533。
4.如权利要求1所述的改进傅里叶变换的谐波电能计量系统，其特征在于，所述数据管理模块采用单片机M30624FGPFP。
专利摘要一种改进傅里叶变换的谐波电能计量系统，由三相电网数据采集模块、数据处理模块、数据管理模块以及外围模块组成。其中，三相电网数据采集模块通过并行接口与数据处理模块相连，数据处理模块与数据管理模块通过异步串口相连，数据管理模块与外围模块直接相连。采用本实用新型能够很好克服基波频率波动以及间谐波的影响，提高谐波参数计算的准确度。
文档编号G01R23/16GK203012015SQ20132003242
公开日2013年6月19日 申请日期2013年1月22日 优先权日2013年1月22日
发明者曾博, 李刚, 李伟坚, 潘俊涛, 陈俊, 韩帅, 朱少波, 王勇 申请人:广西电网公司电力科学研究院