文档名：基于2阶Hann自卷积窗的谐波电能高精度量测方法研究与实现
摘要：分布式光伏发电根据全发电量进行补贴,无法约束其并网对配电网造成的高频次谐波污染和电压波动等电能质量问题.电能谐波含量是体现分布式光伏电能质量的因素之一,可作为并网电能定价的参考依据.为了对分布式光伏谐波电能进行快速、准确计量,文中采用2阶Hann自卷积窗及其双谱线插值校正算法,提出了一种低运算资源消耗的顺序型谐波计算流程,在其基础上优化设计了一种多级流水线型的谐波计算架构,大幅提升了加窗插值FFT的计算效率;考虑ADC量化误差,对2阶Hann自卷积窗及其双谱线插值校正算法的谐波分析效果进行仿真,提供了ADC位数、采样点数N与窗函数的选择依据.设计并开发了基于ZYNQ与LTC2358的谐波量测装置板卡样机.实验与测试结果表明,该样机的基波测量误差满足C级静止式有功电能表标准和0.5S级无功测量仪表检定标准的要求;此外,3～21次谐波测量误差满足A级谐波测量仪表检定标准的要求.
Abstract：Distributedphotovoltaicpowergenerationissubsidizedaccordingtothetotalpowergeneration,whichhasnobindingforceonthepowerqualityproblemssuchashigh-frequencyharmonicpollutionandvoltagefluctuationcausedbyitsgridconnectiontothelocalnetwork.Harmoniccontentofelectricenergyisoneofqualityfactorsofdis-tributedphotovoltaicpower,whichcanbeusedasareferenceforgrid-connectedelectricenergypricing.Inordertomeasuretheharmonicsofthedistributedphotovoltaicpoweraccuratelyandquickly,thesecond-orderHannself-con-volutionwindowanditsbispectralinterpolationcorrectionalgorithmarechosen,andaworkflowofthesequentialhar-moniccalculationwithlowcomputingresourcesispresent.Meanwhile,thearchitectureofmulti-stagepipelinehar-moniccalculationisdesignedandoptimized,whichgreatlyimprovesthecalculationefficiencyofwindowedinterpola-tionFFT.ConsideringthequantizationerrorofADC,theharmonicanalysiseffectofthespectrallineinterpolationcorrectionalgorithmissimulated,andthedeterminationoftheADCbitnumber,samplingpointNandwindowfunc-tionisprovided.Onthisbasis,thehardwarearchitectureoftheharmonic-energymeasuringdevicebasedonZYNQandLTC2358isgiven.TestresultsofaprototypeshowthatitsbasicerrormeetstherequirementofC-levelstaticac-tiveenergymeterstandardandthe0.5S-levelreactivepowermeasuringinstrumentverificationstandard.Inaddition,theresultsof3～21harmonicmeasurementerrorshowthatitsaccuracymeetstherequirementoftheverificationstandardforA-levelharmonicmeasuringinstruments.
作者：李冬 艾黄泽 尹领 曾非同 周峰 Author：LIDong AIHuangze YINLing ZENGFeitong ZHOUFeng
作者单位：华中科技大学电气与电子工程学院,武汉430074中国电力科学研究院有限公司,武汉430074
刊名：电测与仪表
Journal：ElectricalMeasurement&Instrumentation
年，卷(期)：2024, 61(3)
分类号：TM930.1
关键词：谐波电能计量 2阶Hann自卷积窗 双谱线插值 ZYNQ
Keywords：harmonicenergymetering second-orderHannself-convolutionwindow bispectralinterpolation ZYNQ
机标分类号：TM744.1TM933TU457
在线出版日期：2024年3月27日
基金项目：国家重点研发计划基于2阶Hann自卷积窗的谐波电能高精度量测方法研究与实现[
期刊论文] 电测与仪表--2024, 61(3)李冬 艾黄泽 尹领 曾非同 周峰分布式光伏发电根据全发电量进行补贴,无法约束其并网对配电网造成的高频次谐波污染和电压波动等电能质量问题.电能谐波含量是体现分布式光伏电能质量的因素之一,可作为并网电能定价的参考依据.为了对分布式光伏谐波电能...参考文献和引证文献
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