DSP架構應對智能電網諧波污染分析的挑戰

通過計算諧波功率因數，可以找出電網中的諧波源。雖然業界仍然對查找主要諧波源的最佳方法存在爭議，但是其中一種傳統方法是基于“有功功率的流動方向”。這相當于確認該特定諧波頻率在系統某一點或多個點上的有功功率符號。在失真電壓下工作時，線性負載會針對每個諧波產生有功功率，而且如果客戶端存在非線性元件，該功率會進入網絡。通過測量污染諧波電壓和電流的相位角度，然后計算其差值，可以確定該值。而在此架構中則不必如此，因為諧波功率因數可以提供該信息。

這種DSP架構已在三相電能計量器件上成功實現，它具有如下硬件資源：單MAC架構，工作時鐘頻率為16 MHz，信號采樣速率為8 kHz，具有1k字的數據存儲器。所有三相的基波測量結果連續計算，諧波分析儀則能從給定相位(A、B或C)連續提取三個隨機諧波值。該架構是可擴展的，某些性能參數已根據已知的電網工作條件進行了優化。

雖然不能一次性提供所有諧波值看起來像缺點，但我們要記住，電網中的諧波污染最重要的影響還是在于準穩現象。實際上，對于工業和商用負載，建議分析至少一周內的諧波污染，而應避免任何零星的測量。在上述前提下，憑借該架構的多功能性，用戶可以通過掃描所有三相上的所有可用諧波內容來獲取近似FFT的結果。

結束語

在過去，諧波分析儀不僅非常昂貴，而且難以集成到大規模制造的電表中。因此，對電網進行諧波污染分析是一件非常困難的事情，只能偶爾由專業操作員在某些特定位置進行。將更多信號處理功能集成到小型且經濟的芯片中將徹底改變這一現狀，為更有效地理解和使用電網打開方便之門，讓電力公司和消費者均將從中獲益。本文介紹的DSP架構現已集成到ADI公司的一款器件中，該器件是ADI電能計量部門針對多相市場推出的最新器件 (ADE7880) 之一。

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