电力系统常用交流采样方法比较1.pdf

华北电力技术990408 华北电力技术 NORTH CHINA ELECTRIC POWER 1999年 第4期 No.4 1999 电力系统常用交流采样方法比较 张　红　王诚梅 文　摘　电量的数据采集是实现自动化的重要环节，而交流采样实时性好、相位失真 小、投资少、便于维护，因此越来越受到人们的重视。特别是随着计算机和集成电路 技术的发展，交流采样原有的困难如算法复杂、提高精度难、对A/D的速度要求高等已 逐步得到克服，所以它呈现出取代直流采样的趋势。为此，介绍电力系统中常用的交 流采样算法，分析其特点，以便正确选择其使用场合。 关键词　电力系统　交流采样　算法 随着电力系统的快速发展，电力网容量不断增大，结构日趋复杂，电力系统中实时监 控、调度的自动化就显得十分重要，而数据采集又是实现自动化的重要环节，尤其是 如何准确、快速地采集系统中的各个模拟电量，一直是电力工作者关注的热点。 　　根据采样信号的不同，可分为直流采样和交流采样2大类。直流采样是把交流电 压、电流信号转化为0～5V的直流电压，这种方法的主要优点是算法简单，便于滤波， 但投资较大，维护复杂，无法实现实时信号采集，因而在电力系统中的应用受到限 制。交流采样是把交流量转化为±5V(或0～5V)的交流电压进行采集，主要优点是实时 性好，相位失真小，投资少、便于维护；其缺点是算法复杂，精度难以提高，对A/D转 换速度要求较高。随着微机技术的发展，交流采样以其优异的性能价格比，有逐步取 代直流采样的趋势。 　　交流采样的应用范围非常广泛，根据应用场合不同，其算法也有很多种，按照其 模型函数，大致可分为正弦模型算法，非正弦周期模型算法。其中正弦模型算法主要 有最大值算法、单点算法、半周期积分法、两点采样等；非正弦模型算法有均方根算 法、付里叶算法等，各种算法都有其优缺点，在电力系统中的应用也不相同。 1　正弦函数模型算法 1.1　最大值算法 　　假定正弦量为纯交流量，通过采集最大值即可得到有效值。 设　 file:///E|/qk/hbdljs/hbdl99/hbdl9904/990408.htm（第 1／8 页）2010-3-22 21:46:25 华北电力技术990408 u=U sin(ωt+ψ) m u 则　 式中　U ——同步采样得到的电压最大值。 m 同样　 1.2　单点算法 　　这种算法适用于对称三相正弦电路，在某一时刻同时对三相线电流和线电压采集1 点，就可计算出各线电压和线电流有效值、各相有功及无功功率。 其中 同理 file:///E|/qk/hbdljs/hbdl99/hbdl9904/990408.htm（第 2／8 页）2010-3-22 21:46:25 华北电力技术990408 其中 1.3　半周期积分法 　　设 则 　　　　 　　把积分离散化，有 其中　N为半周期中采样点数。 同理 file:///E|/qk/hbdljs/hbdl99/hbdl9904/990408.htm（第 3／8 页）2010-3-22 21:46:25 华北电力技术990408 1.4　2点采样 　　对正弦电压、电流，相差90°采2组值。 　　设　u=U msinωt 则　u=U sin(ωt+ψ) 1 m 　　u=U sin(ωt+ψ+90°) 2 m 2 2 2 2 2 2 　　∴ u +u =U sin(ωt+ψ)+U cos(ωt+ψ) 1 2 m m 　　　　　　　=U 2