带有电网谐波分析功能的智能多电源监控系统

　　设以T为周期的电压信号，在[t0,t0+T]上等间隔采样N次，则：
　　
　　
　　
　　um即为m次谐波电压的幅值Am。在本系统中，为方便利用FFT进行计算，N的取值为32。
　　
　　4.1采样过程中信号零点的确定
　　
　　片内10位A/D的基准电压采用了正电压。为保证采样信号的动态范围，采样信号的零点电压应位于参考电压UREF一半附近，但由于硬件电路很难确保证交流电压为零时的A/D输入为1/2UREF，故设A/D满量程的一半为零点时的信号采样结果是不准确的。为得到准确的零点电压采样值，可在设计硬件参数时，使A/D输入电压大致为1/2UREF，同时在系统初始化过程中对输入信号为零时的A/D输入信号采样，采样结果即为准确的零点值。
　　
　　4.2采样值的预处理
　　
　　实际信号不一定是严格的50Hz，为保证在一定频率变化范围内仍能采得整周期信号，需按照理想采样间隔多采若干点（实际中采样36点）。为得到实际信号的32点等间隔采样值，需先算出实际信号按理想时间间隔采样一周期的点数，然后用内插法算出实际信号一周期内均匀的32个采样点值。
　　
　　4.3电压谐波畸变率（THDu）的计算
　　
　　利用基-2的FFT算法，可通过实际的32个采样点求得基波和各次谐波电压分量的均方根值Um，然后将其结果每5次取一次算术平均值作为测量的结果，进而可以算出总的（2～13次）谐波含量UH和电压总谐波畸变率THDU。THDU为：
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　当然，由于精度和测量范围的限制，这种算法不适用于负荷变化快的测量场合。
　　
　　该系统能比较准确地测量各相电压参数，并可根据测量结果产生相应的执行动作，需要时还可以扩展为对电流和各种功率参数进行测量和计算。整个系统经过运行检验，工作稳定可靠。虽然系统本身并不作为测量仪器使用，但通过与标准仪器的测量结果进行比对，可看出其对电压幅值和低次谐波的测量精度达到设计要求。
　　
　　
　　
　

《带有电网谐波分析功能的智能多电源监控系统(第3页)》