一種基于特征根估計的諧波源定位裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電氣工程領域，尤其是涉及一種基于特征根估計的諧波源定位裝 置。
【背景技術】
[0002] 隨著時代的進步和科技的發展，電力系統的電網結構復雜程度增加，負荷中的設 備對電能有了較高的要求，電能質量問題也越來越被關注。在電能質量包括的所有評價內 容中，諧波含量認為是一種重要的指標。諧波污染主要是由于種類繁多、數目龐大的非線性 負載運行時將產生的諧波注入到電網中。若已經獲得諧波源的位置、容量等信息，就可以采 取相關措施改善處理，阻止其影響其他用戶。因此，為了改善電能質量，明確做到責任劃分， 研制一套精確地諧波源定位裝置有著重要意義。
[0003] 但隨著經濟的發展，電網結構日益龐大，諧波源也越來越復雜，難以對其準確定 位，因此研宄諧波源辨識技術及發射水平估算方法非常必要。

【發明內容】

[0004] 為了解決諧波源責任劃分難和諧波種類無法判別的問題，本裝置特別地應用了一 種精確的諧波源定位和分析方法。
[0005] 本實用新型所采用的技術方案是：一種基于特征根估計的實時諧波源定位裝置， 其特征在于，包括：模擬量采集模塊、模擬量調制模塊、AD轉換模塊、處理單元、GPS模塊、 數據通信模塊、顯示模塊和電源模塊；所述模擬量采集模塊連接模擬量調制模塊，所述模 擬量調制模塊接AD轉換模塊，所述AD轉換模塊接處理單元，所述處理單元連接數據通信 模塊、顯示模塊、GPS模塊，所述電源模塊為整個硬件電路供電；所述的模擬量采集模塊分 別使用鉗狀的電壓傳感器采集電壓值，和鉗狀的霍爾傳感器采集電流值；使用處理單元為 DSP加 MCU雙處理器，外圍的邏輯控制為Altera的EPM7032AE的CPLD器件；DSP加 MCU的 雙處理器通過總線來交換二者之間的數據；所述數據通信模塊采用中興2G模塊MG2639,通 過數據通信模塊與遠端的監測裝置連接，將生成的報告發送給監測裝置；所述GPS模塊采 用SiRFstar第三代芯片，通過搭載GPS芯片可以實時確定諧波源的地理信息；所述顯示模 塊包括液晶顯示和按鍵，采用液晶顯示可以將用戶所需要了解的數據直觀的予以顯示，配 合按鍵可以方便用戶的操作；液晶顯示選擇深圳耀宇科技的320240A-3液晶模塊，采用總 線方式與處理單元連接，具有強大的作圖功能，支持文本顯示模式、圖形顯示模式和混合 顯示模式，具有功能齊全的控制指令集；按鍵部分采用的是簡單的非編碼鍵盤，硬件電路簡 單，易實現；所述電源模塊，因為采樣方式為交流采樣，則要求運放可以通過正負極性的信 號，選擇+15V雙極性供電；另外，作為AD轉換模塊的核心部分ADC芯片采用+5V供電，基于 特征根估計的實時諧波源定位裝置的核心部分DSP采用的是3. 3V供電；所以基于特征根估 計的實時諧波源定位裝置的供電方案為：選用AC/DC模塊給電路板供電。
[0006] 本發明還公開一種實時精確的諧波源定位方法，其關鍵在于，包括如下步驟：
[0007] 步驟1，在PCC點測得的諧波電壓和諧波電流值為多個諧波源疊加后的值，我們需 要通過基于FFT算法的諧波分析方法，計算出某次諧波電流和諧波電壓的含有率。
[0008] 步驟2,進一步建立某次諧波電壓和諧波電流之間的線性回歸模型，通過特征根估 計出相應的回歸方程和回歸系數。
[0009] 步驟3,根據得到的諧波電壓和諧波電流的回歸方程和回歸系數，計算出諧波阻 抗，從而計算出諧波源的污染水平，定位系統側和用戶側諧波源。
[0010] 所述一種實時精確的諧波源定位方法，所述步驟2包括：
[0011] 步驟21，對于回歸模型Y = &1+χβ + ε，E(e)=0, C0V(e) = 〇2I，其中Y為因變量，X 為自變量，β為回歸系數，ε為觀測誤差。
[0012] 首先，對X、Y進行中心化、標準化處理，得到X'Υ%令矩陣J = 則AtA的特 征根為Ai，對應的特征向量為Pi，其中|=0, 1，…，m;且λ i+1。即存在正交陣P = (PwP1,......pmMiPT(ATA)P = diagU。，A1......λ m)，因變量 Y*與自變量 X * 之間存在 著嚴格的線性關系：
[0013]
【主權項】
1. 一種基于特征根估計的實時諧波源定位裝置，其特征在于，包括：模擬量采集模塊、 模擬量調制模塊、AD轉換模塊、處理單元、GPS模塊、數據通信模塊、顯示模塊和電源模塊； 所述模擬量采集模塊連接模擬量調制模塊，所述模擬量調制模塊接AD轉換模塊，所述AD轉 換模塊接處理單元，所述處理單元連接數據通信模塊、顯示模塊、GPS模塊，所述電源模塊為 整個硬件電路供電。
2. 根據權利要求1所述的一種基于特征根估計的實時諧波源定位裝置，其特征在于， 所述的模擬量采集模塊分別使用鉗狀的電壓傳感器采集電壓值，和鉗狀的霍爾傳感器采集 電流值。
3. 根據權利要求1所述的一種基于特征根估計的實時諧波源定位裝置，其特征在于， 使用處理單元為DSP加MCU雙處理器，外圍的邏輯控制為Altera的EPM7032AE的CPLD器 件；DSP加MCU的雙處理器通過總線來交換二者之間的數據。
4. 根據權利要求1所述的一種基于特征根估計的實時諧波源定位裝置，其特征在于， 所述數據通信模塊采用中興2G模塊MG2639,通過數據通信模塊與遠端的監測裝置連接，將 生成的報告發送給監測裝置。
5. 根據權利要求1所述的一種基于特征根估計的實時諧波源定位裝置，其特征在于， 所述GPS模塊采用SiRFstar第三代芯片，通過搭載GPS芯片可以實時確定諧波源的地理信 息。
6. 根據權利要求1所述的一種基于特征根估計的實時諧波源定位裝置，其特征在于， 所述顯示模塊包括液晶顯示和按鍵，采用液晶顯示可以將用戶所需要了解的數據直觀的予 以顯示，配合按鍵可以方便用戶的操作；液晶顯示選擇深圳耀宇科技的320240A-3液晶模 塊，采用總線方式與處理單元連接，具有強大的作圖功能，支持文本顯示模式、圖形顯示模 式和混合顯示模式，具有功能齊全的控制指令集；按鍵部分采用的是簡單的非編碼鍵盤，硬 件電路簡單，易實現。
7. 根據權利要求1所述的一種基于特征根估計的實時諧波源定位裝置，其特征在于， 所述電源模塊，因為采樣方式為交流采樣，則要求運放可以通過正負極性的信號，選擇+15V 雙極性供電；另外，作為AD轉換模塊的核心部分ADC芯片采用+5V供電，基于特征根估計的 實時諧波源定位裝置的核心部分DSP采用的是3. 3V供電；所以基于特征根估計的實時諧波 源定位裝置的供電方案為：選用AC/DC模塊給電路板供電。
【專利摘要】一種基于特征根估計的諧波源定位裝置，其特征在于，包括：模擬量采集模塊、模擬量調制模塊、AD轉換模塊、處理單元、GPS模塊、數據通信、顯示模塊和電源模塊。所述模擬量采集模塊連接模擬量調制模塊，所述模擬量調制模塊接AD轉換模塊，所述AD轉換模塊接處理單元，所述處理單元連接數據通信模塊、顯示模塊、GPS模塊，所述電源模塊為整個硬件電路供電。
【IPC分類】G01R23-16
【公開號】CN204422650
【申請號】CN201420767547
【發明人】李國欣, 郭彩翔, 陳亮, 李傳號, 劉政, 高健翔, 袁剛, 劉珍, 劉迎
【申請人】中國礦業大學
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2014年12月9日