电压波动与闪变的测量方法研究_彭博
电压波动与闪变检测方法的研究与仿真
科技资讯2015 NO.34SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION动力与电气工程电压波动与闪变是电力系统电能质量的一项重要指标,主要由波动性、冲击性负荷剧烈变动造成。
电压波动和闪变会对许多电气设备的正常运行产生影响,严重时会直接造成设备无法正常生产并造成一定的经济损失。
并且直接影响照明灯具的闪烁,对工作生活造成不利的影响。
因此,对电压波动与闪变进行检测并进行抑制研究具有重要意义[1]。
1 电压波动与闪变的检测针对电压波动与闪变进行研究,首先就是要准确地实现对波动电压的检测提取。
一般认为波动电压是以工频额定电压为载波、电压波动分量调制的调幅波,电压波动分量的频率范围为 0.05~35Hz。
为了简化分析,电压波动的检测方法可分析某单一频率的调幅波对工频载波的调制,工频电压u (t )的瞬时值解析式为:()[1cos ut A m θ=+t ]cos ωt(1)式(1)中: A 为工频载波电压的幅值;ω为工频载波电压的角频率;m 为调幅波电压的幅值系数; θ为调幅波电压的角频率;cos m t θ为波动电压。
2 电压闪变仪的结构根据IEC的定义,闪变是由于电网电压的波动,引起的灯光闪烁对人眼视感产生的反应。
它不仅和电压波动大小有关,而且和波动的频率(即对工频电压的调幅频率)、照明灯具的性能及人的视感因素有关。
因此,要获得闪变值,就必须在取得电压波动信号①作者简介：王红星(1974—),男,江苏南京人,研究生，电气工程专业,高级工程师,长期从事电磁兼容和电能质量、智能电网等工作。
DOI:10.16661/ki.1672-3791.2015.34.054电压波动与闪变检测方法的研究与仿真①王红星1 陈歆技2(1.江苏方天电力技术有限公司 江苏南京 211102;2.东南大学电气工程学院 江苏南京 210000)摘 要:由于电气化铁路、大型钢铁冶炼等冲击性负荷的不断接入,引起电网严重的电压波动和闪变,对电网电能质量产生严重影响,因此对电压波动和闪变的研究和采取何种方法保证电网电能质量已成为研究的重点之一。
电压波动闪变检测方法比较
电压波动闪变检测方法比较要对电压波动与闪变进行有效的检测，首要任务是准确地提取出波动信号。
通常将波动电压看成以工频额定电压为载波、其他电压的幅值受频率范围在0.05～35Hz 的电压波动分量调制的调幅波。
考虑电压波动分量就是在基波电压上叠加一系列的调幅波，为使分析简化又不失一般性，将工频电压u （t ）的瞬时值解析式写成()()θω+⎥⎦⎤⎢⎣⎡Ω+=∑=t t m A t u i ni i cos cos 1)(1 （1）式中 A —— 电网电压的幅值 ω —— 电网基波电压的角频率θ —— 基波电压的初相角i m —— 调幅波i 的电压幅值与基波电压幅值之比 i Ω—— 调幅波i 的角频率i ——调幅波的序号目前，广泛使用的闪变检测方法是IEC 推荐的IEC 闪变检测原理。
IEC 推荐的闪变检测原理框图如图1所示图1 IEC 闪变检测原理图该方法是对u （t ）平方，然后利用解调带通滤波器检测出调幅波。
当[])cos()cos(1)(θω+Ω+=t t m A t u 时[][][][])2( 2)2(cos 212)2(cos 21 2)22(cos 812)22(cos 81 )22cos()4121()2cos(41)cos()4121()22222222222222θωθωθωθωθω+Ω-++Ω+++Ω-++Ω+++++Ω+Ω++=t mA t mA t A m t A m t A m t A m t mA A m t u （滤除直流量和高频分量后得到221cos()cos(2)4mA t mA t Ω+Ω由式（2）可以看出，即使对于单一频率的调幅波，经过平方检测也存在它的倍频分量21cos(2)4mA t Ω。
当有多个调幅信号时，以两个调幅波为例：[]1122()1cos()cos()cos()u t A m t m t t ωθ=+Ω+Ω+则[]）（（3 )cos()cos( )414121()cos()cos()cos()222121222212221122⋅⋅⋅+Ω+Ω+++=Ω+Ω++=t A m t A m A m m t m t m t A t u θω滤除直流量和高频分量后得到22222211221122221212121211cos()cos()+cos(2)+cos(2)4411+cos(+)cos()22m A t m A t m A t m A t m m A t m m A t Ω+ΩΩΩΩΩ+Ω-Ω由式（3）可以看出，载波的个数越多无法滤除的干扰项越多。
电压波动与闪变检测方法的研究与仿真
电压波动与闪变检测方法的研究与仿真作者：王红星陈歆技来源：《科技资讯》2015年第34期摘要：由于电气化铁路、大型钢铁冶炼等冲击性负荷的不断接入，引起电网严重的电压波动和闪变，对电网电能质量产生严重影响，因此对电压波动和闪变的研究和采取何种方法保证电网电能质量已成为研究的重点之一。
要对电压波动与闪变进行有效抑制，首要任务是准确地提取波动信号，该文采用平方检测滤波，介绍了IEC推荐闪变仪的结构与各环节作用，并用MATLAB进行仿真，证明了IEC闪变仪的确有效。
关键词：电压波动闪变滤波闪变仪中图分类号：TM74 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）12（a）-0054-05Abstract：The impact load suddenly increased issue has caused serious voltage fluctuation and flicker of power grid， impacted the power quality . So it becomes one of the key researchest to study the voltage fluctuation and flicker. First of all， we should extract the fluctuation signal. This paper adopt the method of square detection filter，mostly studies the realization of IEC’s flicker meter，introduced the principle of I EC’s flicker meter， and simulated the effect of voltage fluctuation inspection through the tool of matlab.Key Words：Voltage fluctuation；Flicker；Filter；Flicker meter电压波动与闪变是电力系统电能质量的一项重要指标，主要由波动性、冲击性负荷剧烈变动造成。
电压波动与闪变预测算法分析与研究_文振江
式中，Ｒ s 为网络阻抗的电阻分 量； X s 为 电 抗 分 量； U N 为标称电压； ΔP i 和 ΔQ i 分别为负荷的有 功、无功变化量。 下图为供电系统简化图。 如果负荷参数 Ｒ + jX 发生变动，必然引起负荷电流 I s 变化， 进而导 致线路压降，引发闪变。
图
供电系统简化图
式 （ 3 ） 与经典电压降落理论形式相近， 忽
对于由双电源供电的单相电力牵引负荷， 文 9］ 提出采用对称分理论来分析不平衡负荷 献［ 产生的电压波动与闪变， 利用对称分量法将线路 参数与负荷参数联系起来， 利用线路阻抗正序、 负序 分 量 表 示 负 载 存 在 于 A—B 相、 B —C 相 和 C —A 相下 A、B 及 C 三相电压的实部与虚部， 最 后通过算式计算电压变动， 对研究不同情况下的
3 12
P lt =
式中，K st 为干扰系数； Ｒ comp 为衰减系数； C HV / LV 为 传递系数。 11］ 提出一种最大复合视在功率波动 文献 ［ 法预测交直流电弧炉的闪变严重度修正了 IEC ΔV 与 ΔV10 的比例系数， 相比传统检测方式， 不仅拓 宽了预 测 方 法 的 适 用 范 围， 预 测 准 确 度 也 大 大 提高。 （ 2 ） 时间分析法 针对 典 型 的 电 压 波 动， 可 采 用 时 间 分 析 法 （ 也称解析法 ） 。 t f （ 闪烁印象时间 ） 指单一电压 变动引起的闪烁印象效果时间， 在低压 （ LV ） 电 网中 （ 每相额定电流不大于 16 A ） 该值可由式
式中，ΔS i 为负荷视在功率变化量； S sc 为公共连 接点 （ PCC ） 的短路容量。 8］ 中国际电热协会 （ UIE ） 利用短路 文献 ［ 压降 （ SCVD ） 定义电压变动， 明确提出电压变 动的推荐限值。式 （ 2 ） 为 SCVD 计算式，且比较
基于小波变换的电压波动与闪变检测方法的研究的开题报告
基于小波变换的电压波动与闪变检测方法的研究的
开题报告
题目：基于小波变换的电压波动与闪变检测方法的研究
研究背景：
电力系统中的电压波动和闪变对电力设备和用户的电器设备可能产
生严重影响，因此，在电力系统中，电压波动和闪变的检测和分析变得
非常重要。
然而，传统的电压波动和闪变检测方法可能存在一些问题，
例如，处理速度太慢、精度不高、适应性不强等等。
为了解决这些问题，本研究计划采用小波变换技术，研究一种高效、准确、实用的电压波动
和闪变检测方法。
研究内容：
本研究计划采用小波变换技术进行电压波动和闪变的检测。
具体而言，将通过以下步骤实现：
1. 采集电力系统中的电压数据，并进行预处理。
2. 进行小波变换，并对小波系数进行特征提取。
3. 利用机器学习技术，建立电压波动和闪变的分类模型。
4. 对测试数据进行实验验证，评估该方法的效果和优劣。
研究意义：
本研究可以为电力系统中电压波动和闪变的快速检测提供一种新的
方法，并为电力设备的保护和电器设备的稳定运行提供有效的保障。
同时，本研究的结果也能够为电力系统的运行和维护提供高效的数据支持。
关键词：小波变换，电压波动，闪变，机器学习，分类模型。
瞬时电压闪变监测及定量评估方法研究
幅值等信息。它是以采样数据是一系列指数函数的
线性组合来建立模型的。实质上它就是一种借助AR (Autoregressive) 自 回 归 和 ARMA (Autoregressive moving average) 去均值自回归的最小方差线性预 测算法[11]。
Prony方法假定数据模型是一组p个具有任意振 幅、相位、频率和衰减因子的指数函数, 其离散时 间函数形式为
定量信息，故而对闪变的定量评估方法、治理措施、 装置研制指导作用不明显。
常见的闪变调制波检波方法可分为3种，即半 波有效值法、平方解调法和全波整流法[1]。半波有 效值检波是一种平均效果,易受到基波电压和基波 频率的影响;平方解调和全波整流都需要设计频带 很严格的低通滤波器或者带通滤波器,恰当地将直 流、工频以及工频谐波滤去，同时滤波器造成的延 时较大，动态响应速度较慢。实质上，对电压波动 和闪变的评价和测量的方法就是对电压波形包络线 的幅度和频率的检测。这种电压包络线通常称为瞬 时电压闪变度Instantaneous Flicker Level (IFL)[3]。 IFL的频率可以是一个单独的频率或是一个频带[4]。
之分，其中对人们生产生活影响较大的为周期性电
压闪变。周期性电压闪变可看成是对正弦电压的低
频调制，即可表示为一个幅值调制的信号，如式(1) 所示。
∑ v(t)
=
⎡ ⎢⎣ A0
+
m i=1
Ai
cos(ω fit
+
φ
fi
)
⎤ ⎥⎦
cos(ω0t
+ φ0 )
=
∑ A0 cos(ω0t + φ0 ) +
m
Ai′
(12)
电压波动与闪变的测量方法研究
电压波动与闪变的测量方法研究彭博;周勇;史三省【摘要】为了简化电压波动与闪变的测量过程,避免国际电工委员会(IEC)推荐的测量方法中的多次滤波运算,利用LabWindows/CVI虚拟仪器开发平台,实现了基于快速傅里叶变换的电压波动与闪变测量.给出了测量软件的流程图和用户操作界面,并对测量结果进行了误差分析.通过与国际电工委员会推荐的测量方法对比,证实了此测量方法是一种准确、简便、实用的离散化计算方法.%To simplify the measuring process for voltage fluctuation and flicker, and to avoid multiple filtering operations in the method recommended by IEC, by adopting LabWindowa/CVI virtual instrument development platform, the measurement based on fast Fourier transform (FTT) for voltage fluctuation and flicker is implemented, and the errors of the measurement results are analyzed. The flowchart of the measuring software and the user operation interface are given. Through inter-comparison with the measuring method recommended by IEC, it is verified that this method is a precise, simple, and practical discrete calculation method.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2012(033)006【总页数】4页(P67-69,72)【关键词】快速傅里叶变换;电压波动;闪变;虚拟仪器;滤波器【作者】彭博;周勇;史三省【作者单位】郑州大学电气工程学院,河南郑州 450001;郑州大学电气工程学院,河南郑州 450001;河南电力试验研究院,河南郑州 450052【正文语种】中文【中图分类】TH7010 引言为解决电网电压波动与闪变的问题，国际电工委员会(IEC)给出了电压波动与闪变的测量方法［1－2］，但这种方法需要设计多个滤波器并进行多次滤波运算，实现过程较复杂［3］。
电压波动与闪变
电压波动与闪变一、电压波动与闪变的定义电压波动就是电压均方根值一系列相对快速变动或连续改变的现象，其变化周期大于工频周期（20ms）。
电压波动造成灯光照度不稳定（灯光闪烁）的人眼视感反应称为闪变，换言之，闪变反映了电压波动引起的灯光闪烁对人视感产生的影响；电压闪变是电压波动引起的结果，它不属于电磁现象。
电压闪变与常见的电压波动不同。
（1）电压闪变是指电压形上一种快速的上升及下降，而波动指电压的有效值以低于工频的频率快速或连续变动。
（2）闪变的特点是超高压、瞬时态及高频次。
如果直观地从波形上理解，电压的波动可以造成波形的畸变、不对称，相邻峰值的变化等，但波形曲线是光滑连续的，而闪变更主要的是造成波形的毛刺及间断。
二、电压波动与闪变的检测方法由于电压波动是电压有效值的快速变动，它的波形是工频电压的调幅波。
因此，闪变测试首先是通过检波的方法将波动信号从工频电压中分离出来。
目前国内外电压波动的检测方法有三种，即平方检测、整流检测和有效值检测。
对三种检测方法，论文予以分析、比较，最终确定选用平方检测法的改进法，即本文采用同步电压和小波多分辨率分析检测电压闪变信号。
并对小波分解和同步检波对波动信号的检测文中加以说明。
常用的几种闪变仪中电压波动的检测方法，可归结为由上式解调出调幅波v = mcos Ωt，介绍如下。
2.1 平方检波法IEC 推荐的闪变仪采用平方检测方法，即由u (t)、u (t)2和v (t)的波形图例，如图3－1 所示。
经过0.05~35Hz 的带通滤波器滤去直流分量和工频及以上的频率分量，便可以检测出调幅波即电压波动分量，其输出2.2 整流检波法英国ERA 闪变仪采用整流检测的方法。
图3-2（a）所示的电压u ( t )经过整流的波形g ( t )如图3-2(c)所示。
理论上，将g(t)可看成u(t)乘以幅值为±1、频率为工频的矩形波p(t)。
p(t)的波形图如图3-2(b)所示。
数字化变电站电压波动与闪变检测问题探讨
数字化变电站电压波动与闪变检测问题探讨刘思蒙;王建伟;锁娟【摘要】阐述了电子式互感器在数字化变电站的应用,数字化变电站与传统常规变电站的不同.阐述了数字化变电站采样同步的问题,数字化变电站对采样时间同步的要求,数据的同步问题.对数字化变电站电压波动与闪变的检测应用进行了分析,对电压波动与闪变的检测仪器装置提出了相关的要求,需要仪器符合相关要求才能进行准确的测量分析,并且提出了对数字化变电站电压波动与闪变检测的问题与展望和思考.【期刊名称】《华北电力技术》【年(卷),期】2013(000)011【总页数】4页(P11-14)【关键词】数字化变电站;电子式互感器;电压波动与闪变【作者】刘思蒙;王建伟;锁娟【作者单位】华北电力大学控制与计算机工程学院,北京102206;华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045;华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045【正文语种】中文【中图分类】TM760 引言数字化变电站是当今电力系统变电站综合自动化技术发展的一次重大改革，它是以变电站一次、二次设备为数字化对象，对数字化信息统一建模，采用标准化的数据通信平台面实现信息共享和互操作的现代化变电站，是未来变电站发展与建设的一个重要方向。
数字化变电站较传统变电站的重大改革体现在以下方面:(1)采集和处理信号不同。
数据采集、自动化系统保护、测量以及数据处理等方面的工作，信号都要求是数字信号。
(2)互感器类型不同。
根据数字化变电站的特征，现阶段大多数数字化变电站主要采用了ECT(电子式电流互感器)/EVT(电子式电压互感器)，数字化变电站ECT/EVT输出信号是带有时标符合IEC60044-7/8或IEC61850-9-1/2规约的数字离散信号。
近些年，电能质量问题变得越来越重要，对变电站电能质量的检测也是非常重要，而数字化变电站是一种新型的变电站，有别于传统变电站，所以对数字化变电站的电能质量的检测进行研究是非常必要的。
基于LabVlEW的风电场电压波动与闪变监测
基于LabVlEW的风电场电压波动与闪变监测李海朋【摘要】In view of the situation that voltage fluctuations of wind farms are mainly in the low frequency band, the arithmetic which is now widely used has a lower accuracy in this hand, this article uses the arithmetic by counteracting the fundamental wave to test voltage fluctuation and flicker, and simulates this method to prove that it has high accuracy in low frequency band. With these hardware and al- gorithm methods, the power quality monitoring system in wind farm is developed using LahVIEW to trace its voltage fluctuation and flickering. The design process of its major function modules of the system is revealed in this article.%针对目前广泛使用的检测算法在低频段精度较差的情况，采用抵消基波方法对电压波动与闪变进行检测，并通过仿真分析证明其在低频段具有优势。
结合相关的硬件、算法，以LabVIEW为平台，研究开发风电场电压波动与闪变监测系统，给出系统主要功能模块的设计流程。
【期刊名称】《农业科技与装备》【年(卷),期】2012(000)008【总页数】3页(P58-59,62)【关键词】风电场;LabVIEW;电压波动;闪变【作者】李海朋【作者单位】九台市农电有限公司,吉林九台130500【正文语种】中文【中图分类】TM614;TM711随着风电场装机容量的不断增加,风力发电对接入电网的电能质量的影响不容忽视,严重时会对局部及整个电网安全稳定性造成危害[1-2]。
电压波动与闪变
电压波动与闪变电压波动与闪变一、电压波动与闪变的定义电压波动就是电压均方根值一系列相对快速变动或连续改变的现象，其变化周期大于工频周期（20ms）。
电压波动造成灯光照度不稳定（灯光闪烁）的人眼视感反应称为闪变，换言之，闪变反映了电压波动引起的灯光闪烁对人视感产生的影响；电压闪变是电压波动引起的结果，它不属于电磁现象。
电压闪变与常见的电压波动不同。
（1）电压闪变是指电压形上一种快速的上升及下降，而波动指电压的有效值以低于工频的频率快速或连续变动。
（2）闪变的特点是超高压、瞬时态及高频次。
如果直观地从波形上理解，电压的波动可以造成波形的畸变、不对称，相邻峰值的变化等，但波形曲线是光滑连续的，而闪变更主要的是造成波形的毛刺及间断。
二、电压波动与闪变的检测方法由于电压波动是电压有效值的快速变动，它的波形是工频电压的调幅波。
因此，闪变测试首先是通过检波的方法将波动信号从工频电压中分离出来。
目前国内外电压波动的检测方法有三种，即平方检测、整流检测和有效值检测。
对三种检测方法，论文予以分析、比较，最终确定选用平方检测法的改进法，即本文采用同步电压和小波多分辨率分析检测电压闪变信号。
并对小波分解和同步检波对波动信号的检测文中加以说明。
常用的几种闪变仪中电压波动的检测方法，可归结为由上式解调出调幅波v = mcos ?t，介绍如下。
2.1 平方检波法IEC 推荐的闪变仪采用平方检测方法，即由u (t)、u (t)2和v (t)的波形图例，如图3－1 所示。
经过0.05~35Hz 的带通滤波器滤去直流分量和工频及以上的频率分量，便可以检测出调幅波即电压波动分量，其输出2.2 整流检波法英国ERA 闪变仪采用整流检测的方法。
图3-2（a）所示的电压u ( t )经过整流的波形g ( t )如图3-2(c)所示。
理论上，将g(t)可看成u(t)乘以幅值为±1、频率为工频的矩形波p(t)。
p(t)的波形图如图3-2(b)所示。
风力发电机组电压波动与闪变分析研究
风力发电机组电压波动与闪变分析研究王伟;李庆;王瑞明【摘要】风力发电机组与中压电网连接,中压电网通常连接有其它波动性负荷,在被测风力发电机组输出端可能引起显著的电压波动,电网特性决定了风力发电机组产生电压波动的程度.为了避免电网实际电压波动对测量点闪变的直接影响,文章在研究了标准推荐的闪变值计算方法基础上,分别计算直驱永磁型风力发电机组和双馈异步型风力发电机组的闪变值,分析风力发电机组闪变值的影响因素.对比虚拟电网计算闪变值和理想电压条件下测量闪变值,验证虚拟电网方法的有效性.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2014(032)002【总页数】6页(P173-178)【关键词】闪变;虚拟电网;风力发电机组;直驱永磁;双馈异步【作者】王伟;李庆;王瑞明【作者单位】中国电力科学研究院,北京 100192;中国电力科学研究院,北京100192;中国电力科学研究院,北京 100192【正文语种】中文【中图分类】TK6;TQ546风力发电作为目前世界上可再生能源开发利用中技术最成熟、最具规模开发的商业化发展前景的发电方式之一，受到世界各国的重视并得到了广泛的开发和应用。
截止2011年底，我国风电并网装机容量达62 364.2 MW[1]。
随着风力发电装机容量不断增加，对电网的影响范围逐渐扩大。
风电大规模接入对这些地区的电能质量都有一定影响[2]，引起的电能质量问题越来越严重。
在风电机组运行过程中，风速的变动、风剪切效应、塔影效应、叶片重力偏差以及偏航误差等也可能会使电压波动和闪变超出国家有关标准[3]～[5]。
因此，如何准确测量出风电机组电能质量越来越重要。
文献[6]计算了恒速定桨距和恒速变桨距风力发电机组在持续运行过程中产生的电压波动和闪变。
文献[7]采用不同模型研究电压闪变：建行模型忽略了风力发电机组的动态特性，通过潮流计算找出了系统中电压闪变最严重的节点；文献[8]从风电特征出发，建立了含风力发电机组动态特性的仿真模型，研究了系统短路容量和线路电抗和电阻比对风力发电机组电压波动和闪变的影响。
电压波动和闪烁检测
10
视感度—频率特性 K( f )
通过闪变实验研究，还可得到人的视觉对照度波动的频
难点：
电压波动和闪烁检测原理。
3
4
5
6
5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
1、考核的指标及其限值 （1）闪烁
电压波动会引起部分电气设备不能正常工作。一 般来说，对电子计算机和控制设备不需要特别去关注， 而在商用和民用建筑的照明设备中，白炽灯占有相当大 的数量，电压的波动会造成白炽灯光明显闪烁，严重时 使人眼难以忍受，为此，选白炽灯的工况作为判断电压 波动值是否能被接受的依据。
20
5.2 电压波动和闪烁检测试验仪器配置
完整的测试系统包括纯净电源、参考阻抗 网络和谐波/ 电压波动/闪烁分析仪。
纯净电源G的内阻抗和串接于电路的分析 仪M的电流取样通道A的内阻抗均应足够小， 并接于电路的分析仪M的电流取样通道V的内 阻抗均应足够大。
21
5.2 电压波动和闪烁检测试验仪器配置
13
5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
1、考核的指标及其限值 (2) 电压波动
几个概念：相对稳态电压变动值dc 、相对动态电压 变动值dd 、相对最大电压变动值dmax：
dc
U c UN
100 %
dd
U d UN
100 %
dmax
U UN
100 %
IEC相关标准规定：dc不超过3%；dd超过3%的持
空调的电压波动与闪烁测试方法详解
空调的电压波动与闪烁测试方法详解
孙延峰;张勃
【期刊名称】《家电科技》
【年(卷),期】2014(0)11
【摘要】根据电压波动与闪烁测试标准对空调产品的特殊测试要求进行了分析,详细完整地介绍了空调电压波动与闪烁所有指标参数的测试方法步骤,最后介绍了当测试结果不合格时,按有条件设备接入电网时阻抗的计算方法和处理方式处理.【总页数】3页(P42-44)
【作者】孙延峰;张勃
【作者单位】青岛中海博睿检测技术服务有限公司山东青岛266103;青岛中海博睿检测技术服务有限公司山东青岛266103
【正文语种】中文
【相关文献】
1.电压波动与闪烁试验的豁免方法 [J], 池家昌;许分明
2.电压波动与闪烁测试及其国际标准最新修正 [J], 刘萍
3.电压波动和闪烁的解析测量法及其应用与验证 [J], 吴洁
4.谐波、电压波动和闪烁校准系统的研究 [J], 王丽娟;沙斐;吕志恒
5.第七讲由设备运行所引起的谐波电流、电压波动和闪烁现象及其测量 [J], 钱振宇
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电压波动与闪变检测方法综述
电压波动与闪变检测方法综述
魏晓璞;徐永海;肖湘宁
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】2009(046)004
【摘要】包络线的检出和调制分量参数估计是电压波动与闪变检测的主要内容.本文首先总结了3种常用包络线检出方法,即平方解调法、整流检测法、有效值检测法的基本原理、适用范围和应用现状,重点分析了小波变换等5种新方法,并比较了各自的适用条件及优缺点.然后在指出传统FFT频谱分析方法局限性的基础上,阐述分析了两种可用于调制分量参数估计的现代谱估计方法.最后指出了电压波动与闪变检测的影响因素及其研究方向.
【总页数】6页(P1-5,9)
【作者】魏晓璞;徐永海;肖湘宁
【作者单位】华北电力大学,电气与电子工程学院,北京,102206;华北电力大学,电气与电子工程学院,北京,102206;华北电力大学,电气与电子工程学院,北京,102206【正文语种】中文
【中图分类】TM933.2
【相关文献】
1.电力系统的电压波动和闪变：第五讲抑制电压波动和闪变的措施 [J], 林海雪
2.电力系统的电压波动和闪变：第二讲电压波动和闪变的标准 [J], 林海雪
3.电力系统的电压波动和闪变：第三讲电压波动和闪变的测量 [J], 林海雪
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5.电压波动与闪变检测方法的研究与仿真 [J], 王红星;陈歆技
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电压波动和闪变
对国家相关电能质量标准的理解与综述1 电压波动和闪变范围本标准适用于交流50Hz 电力系统正常运行方式下，由波动负荷引起的公共连接点电压的快速变动及由此可能引起人对灯光闪烁明显感觉的场合。
1.1 定义：（1）电压波动（voltage fluctuation ）电压方均根值（有效值）一系列的变动或连续的改变（2）电压方均根值曲线R.M.S. voltage shapeU （t ）每半个基波电压周期方均跟值（有效值）的时间函数（3）电压变动relative voltage changed电压方均根值曲线上相邻两个极值电压之差，以系统标称电压的百分数表示。
（4）电压变动频度rate of occurrence of voltage changesr单位时间内电压变动的次数（电压由大到小或由小到大各算一次变动）。
不同方向的若干次变动，如间隔时间小于30ms ，则算一次变动。
1.2电压波动的测量和估算电压波动可以通过电压方均根值曲线U （t ）来描述，电压变动d 和电压变动频度r 则是衡量电压波动大小和快慢的指标。
电压变动d 的定义表达式为： %100⨯∆=NU U d 式中：△U----电压方均根值曲线上相邻两个极值电压之差。
U N ----系统标称电压。
当电压变动频度较低且具有周期性时，可通过电压方均根值曲线U （t ）的测量，对电压波动进行评估。
单次电压变动可通过系统和负荷参数进行估算。
当已知三相负荷的有功功率和无功功率的变化率分别为△P i 、 △Q i 时，可用下式计算： %1002⨯∆+∆=Ni L i L U Q X P R d 式中R L 、X L 分别为电网阻抗的电阻电抗分量。
在高压电网中，一般X L ＞＞ R L 则式中：S SC ---考察点（一般为PCC ）在正常较小方式下的短路容量。
在无功功率的变化量为主要成分时（例如大容量电动机启动），可采用以下两式进行粗略估算对于平衡的三相负荷：%100⨯∆≈sci S S d 式中：△S i ---三相负荷的变化量。
近似周期性电压波动的闪变测量研究的开题报告
近似周期性电压波动的闪变测量研究的开题报告一、研究背景电力系统中存在着各种电力质量问题，其中闪变是较为常见的一种。
闪变指的是电源电压瞬间发生突变，其时限在几毫秒至数秒之间，会导致电器设备的电能质量受到影响，例如造成设备停机或故障等问题。
因此，对闪变的准确测量与评估具有重要意义。
然而，在电网中测量闪变并不是一件容易的事情，原因在于闪变的特性具有很强的随机性和周期性，因此需要对其进行精确的测量和分析以进行合理的处理。
二、研究目的本研究旨在对近似周期性电压波动的闪变进行准确的测量和分析，探究其周期性特征，从而为电力质量改善提供理论支持。
三、研究内容1.闪变基本概念及特性分析；2.闪变测量方法及原理研究；3.近似周期性电压波动的特性分析，并设计相应的处理方案；4.闪变影响评估及控制方法研究；5.实验验证及性能分析。
四、研究意义1.对电力系统闪变的准确测量和分析，有助于深化对电力质量问题的认识，为电网的节能降耗提供技术支持。
2.对近似周期性电压波动的闪变进行深入研究，有利于进一步优化电力系统的控制策略，提高系统的稳定运行能力。
3.本研究的成果可为电力生产、输配电企业以及相关科研机构提供参考，推动国家电网设备的标准化和升级。
五、研究方法本研究采用实验室传统电力测量和数字信号处理技术相结合的方法，通过搭建合适的实验测试平台获取数据，对数据进行分析和处理，并设计相应的控制方案进行实验验证。
六、预期成果通过本研究，我们预期得到以下成果：1.建立一套稳定且精确的闪变测量体系，有效地测量近似周期性电压波动的闪变，并进行分析和处理。
2.探究近似周期性电压波动的周期性特征，并设计相应的处理方案。
3.研究闪变的影响评估及控制方法，并进行实验验证和性能分析。
七、研究进度本研究计划分为以下几个阶段：第一阶段：文献调研和理论研究，总结闪变的研究现状及存在的问题，制定研究方案。
（3个月）第二阶段：搭建实验测试平台，并进行闪变的测量和数据采集。
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2， …， 4） 为 式中： k 为比例系数； λ 为滤波系数； ωi （ i = 1， 各典型环节传递函数对应的截止角频率。这些系数是 以 5 个典型环节来逼近视感度频率特性曲线， 并根据均 k = 1 ． 748 02 ， 方（ 偏） 差值最小来确定的， 其中， λ = 2π × 4． 059 81 ， ω1 = 2π × 9． 154 94 、 ω2 = 2π × 2． 279 79 、 ω3 = 2 π × 1． 225 35 、 ω4 = 2π × 21． 9。 视感度加权滤波器的输出为电压波动信号 v （ t ） 。 为反映光照度暂态变化的能见度， 还需加入平方和积 以模拟人脑神经对视觉反映的非线 分两个滤波功能， 性响应和记忆效应 。 积分功能由一阶低通滤波器实现， 其传递函数为： 1 LP （ s） = 1 + 0． 3s 值， 即： S（ t） = L － 1 （ 1 ） v2 （ t ） = 1 + 0． 3s （ 5） （ 4）
基于 FFT 的测量算法的实现
软件设计
根据上述基于 FFT 的电压波动与闪变测量方法，
P lt =
槡
1 M 3 ∑P i M i = 1 st，
（ 7）
68
PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION Vol. 33 No. 6 June 2012
电压波动与闪变的测量方法研究 采用美国国家仪器（ NI ） 公司的 LabWindows / CVI 虚拟 仪器开发平台
式中： s 为拉氏变换的算子； ω c = 2 π × 0． 05 ， 为截止角 频率 。 35 Hz 六阶巴特沃斯低通滤波器的传递函数为：
《自动化仪表》 第 33 卷第 6 期 2012 年 6 月
67
电压波动与闪变的测量方法研究
彭
博， 等 式中： P st， i 为第 i 个短时间闪变值； M 为 P lt 测量时间段 内所包含 P st 的个数 。 （ 2）
Abstract： To simplify the measuring process for voltage fluctuation and flicker，and to avoid multiple filtering operations in the method recommended by IEC，by adopting LabWindows / CVI virtual instrument development platform，the measurement based on fast Fourier transform （ FFT） for voltage fluctuation and flicker is implemented，and the errors of the measurement results are analyzed． The flowchart of the measuring software and the user operation interface are given． Through intercomparison with the measuring method recommended by IEC，it is verified that this method is a precise，simple，and practical discrete calculation method． Keywords： Fast Fourier transform （ FFT） Voltage fluctuation Flicker Virtual instrument Filter
修改稿收到日期： 2011 － 04 － 14 。 第一作者彭博（ 1986 － ） ， 男， 现为郑州大学电力系统及其自动化专 业在读硕士研究生； 主要从事电能质量分析与控制方面的研究 。
带通滤波器分别由截止频率为 0． 05 Hz 的高通滤 波器和截止频率为 35 Hz 的低通滤波器构成 。 其中， 0． 05 Hz 一阶高通滤波器的传递函数为： HP（ s） = s / ωc 1 + s / ωc （ 1）
电压波动与闪变的测量方法研究
彭
博， 等
电压波动与闪变的测量方法研究
Research on the Measuring Method for Voltage Fluctuation and Flicker
彭
摘
博
1
周
勇
1
史三省
2
2 （ 郑州大学电气工程学院1 ， 河南 郑州 450001 ； 河南电力试验研究院 ， 河南 郑州 450052 ）
［6 ］
彭
博， 等
2 倍对应于电压波动的幅值（ 2 × 5 × 0． 176 /1． 414） ； 其余频 率对 应 的 幅 值 均 几 乎 为 0。 最 后 计 算 的 电 压 波 动 为 34． 475% ， 短时间闪变值为 97． 969。
， 设计了电压波动与闪变测量软件， 其
流程图如图 2 所示 。
1 2
（ 11 ）
以上 3 个步骤构成了瞬时闪变值的离散化计算过 程。利用式（ 6） 和式（ 7） 可计算短时间闪变值 Pst 和长时 通 过 计 算 CPF 来 确 定 间闪 变 值 Plt 。需 要 说 明 的 是， （ 6） 式（ 6） 用到的 5 个规定值很繁琐， 不利于软件编程。可采 用排序法求出这 5 个规定值， 它们分别为该段时间内 S 序 99% 、 97% 、 90% 、 50% 概率大值。 列中的 99． 9% 、
2 3 4
2
基于 FFT 的测量方法
IEC 推荐的闪变测量方法计算过程较复杂， 在数
字式检测 装 置 中 较 难 实 现 。 基 于 快 速 傅 里 叶 变 换 （ FFT） 的闪变测量方法则无需设计滤波器， 计算过程 较为简捷， 其计算步骤如下
［5 ］
。
① 对电压信号 u（ t ） 进行每半个周期内 m 点采样， 得到采样信号 u（ n ） ， 然后利用式（ 8 ） 对 u （ n ） 每半个周 得到一段时间内的电压均方 期求出一个电压均方根值， 根值序列 U（ N） ， 形成离散的电压均方根值曲线， 即： U（ N） = 电压波动即为： d= 1 m 2 ∑ u （ n） m n =1
图2 Fig． 2
测量软件流程图
Flowchart of the measuring software
电压波动与闪变测量软件可以实现参数设置 、 信 号采集 、 电压均方根值计算及其频谱分析 、 电压波动和 结果显示以及数据存盘等功能 。 闪变值测量 、 在对电网电压信号采样时， 需要注意以下事项 。 ① 每半个周期内的采样点数取为 m = 64 。 ② FFT 要求 N 值必须为 2 的整数次幂 。 FFT 频谱分辨率应介 ③ 根据加权滤波频谱特性， 于 0． 1 ～ 1 Hz 之间， 即计算 1 个瞬时闪变值 S 对应的 时间应在 1 ～ 10 s 之间 。 如果每半个周期 （ 0． 01 s ） 求得一个电压均方根 N 取 512 ， 值， 则每 5． 12 s （ 0． 01 s × 512 = 5． 12 s ） 可计 10 min 内大约可计算得到 算得到一个瞬时闪变值 S ， 120 个瞬时闪变值 S （ 5． 12 s × 120 ≈10 min） 。 U（ N） 的 频 谱 分 辨 率 为 1 /5． 12 = 0． 195 3 （ Hz ） ， U（ N） 的频谱分布在 0 ～ 50 Hz （ 512 × 0． 195 3 /2 Hz = 50 Hz ） 范 围 内， 满 足 闪 变 的 最 大 觉 察 频 率 范 围， 即0． 05 ～ 35 Hz。 查询 IEC 给出的单位瞬时闪变值 S = 1 时不同频率 8． 8 Hz 正弦电压波动 当 S = 1 时， 的正弦电压波动表可知， 为 0． 25% 。 当电压波动波形、 频率固定时， 式（ 6） 中的5 个规定值 相等， 且设为 S（ t） ， 代入式（ 6） 则有： P st = 槡 0． 509 6 S （ t ） = 0 ． 714 槡 S（ t） （ 14 ） 将 S = 1 代 入 式 （ 14 ） ， 可 得 P st = 0． 714 。 由 于 34． 475% /97． 969 ≈ 0． 25% /0． 714 ， 符合电压波动波 频率固定时电压波动 d 与短时间闪变值 P st 成正比 形、 的规律， 从而验证了该软件的计算结果基本上是准确 原因分析如下 。 的。计算结果之所以会有一些误差， ① 采集误差 有限的采样点数会导致还原 对于时域离散系统， 出来的波形失真 、 频谱特性与原始的时域连续信号不 同。因此， 采样本身存在采集误差 。 ② 频谱混叠 当采样频率 f S 低于原始信号最高频率 f c 的 2 倍 （ 12 ） （ 13 ） 时， 原始信号中高于 f S /2 的频谱分量会在低于 f S /2 的 即出现频谱的混叠 。 这会使频谱分析出 频谱中再现， 现误差 。 ③ 频谱泄漏 将无限长非周期离散的均方根值序列进行截断， 限定为有限长的信号进行分析， 会引起频谱的泄漏， 从 而导致频谱分析出现误差 。 （ 下转第 72 页）
［4 ］
Fourier transform， FFT） 的电压波动与闪变测量方法省 略了复杂的滤波器设计， 简化了计算过程 。 故本文 利用此方法实现了基于 LabWindows / CVI 虚拟仪器的 电压波动与闪变的测量， 并对测量结果进行了误差分 析 。通过与国际电工委员会推荐的测量方法对比， 证 实了基于快速傅里叶变换的测量方法是一种准确 、 简 便、 实用的离散化计算方法 。
1
IEC 推荐的测量方法简介
在 IEC 推荐的测量方法中， 首先要将输入的被测
图1 Fig． 1
IEC 推荐的电压波动与闪变测量原理框图 The principle of measuring voltage fluctuation and flicker recommended by IEC