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随着电力工业的快速发展,用电负荷的增加及其类型的多样化使得电能质量问题日趋严重,电网对电能质量的监测与评估也越来越重视。因此,电能质量监测装置在电网中扮演着举足轻重的角色,而检测算法是监测装置的核心,其测量的精确性与实时性是准确反映电网电能质量的重要保障。 本文首先结合电能质量国家标准及IEC国际标准,对电能质量各项指标的定义进行了详细的论述,给出了标准中对各项指标的测量方案及精度要求,为介绍其测量算法提供了依据。 针对算法的介绍及仿真部分,主要采用频域分析的方法,详细阐述了各指标的数字化测量方法,其中对谐波与电压闪变指标的检测算法进行了重点介绍。对于非同步采样下的谐波检测,采用了加窗插值FFT算法。通过对窗函数的特性研究,并在基于四项Nuttall(Ⅰ)窗的单谱线及双谱线插值算法的基础上,推导了其基于三谱线的插值算法,通过Matlab仿真比较,结果表明该方法具有更高的精度。对于电压闪变的检测,在介绍基于IEC的检测算法基础上,研究了基于频谱分析的检测算法,并进行了相应的改进及仿真验证,通过对两种方法仿真结果的对比,表明后者具有较小的计算量,且精度相当。 对于算法的DSP实现,首先介绍了电能质量监测装置的硬件架构以及BF537芯片及其开发环境。在此基础上,详细论述了FFT算法的程序设计,实现了基于四项Nuttall(Ⅰ)窗三谱线插值FFT的谐波检测算法以及基于频谱分析的闪变检测算法,并给出了算法的整体设计方案,进而在硬件开发板中进行了相应的测试,测试结果表明本文算法可以满足对计算时间及精度的要求。 最后,对全文所做工作进行了总结,并对电能质量检测算法需完善及改进之处进行了展望。