第28卷第2期电网技术Vol.28No.22004年1月PowerSystemTechnologyJan.2004:1000-3673(200402-0060-04:TM714文献标识码:A新型在线实时电能质量监测设备的设计段成刚,欧阳森,宋政湘,陈德桂,王建华(西安交通大学,陕西省西安市710049DESIGNOFANEWONLINEANDREAL-TIMEPOWERQUALITYMONITORDUANCheng-gang,OUYANGSen,SONGZheng-xiang,CHENDe-gui,WANG激an-hua(Xi’an激aotongUniversity,Xi’an710049,ShaanxiProvince,ChinaABSTRACT:Thenewtrendofpowerqualitymonitoringisintroducedindetail.Intheviewpointofonlinemonitoring,real-timeanalysisandnetworkingandthroughapracticaldesignexampleofPowerQualityMonitor(PQMforlowvoltagedistributionnetwork,ahardwareplatformsolutionforembeddedreal-ystembasedonDigitalSignalProcessing(DSPisputforward.Comparingwithexistingdesigns,theproposeddesigncanaccordwiththedemandsoftheup-to-daterequirementinpowerqualitymonitoringandhasadvantagesinperformance,computationvolumeandcost.Sothisdesignissuitabletothepermanentmonitoringdeviceswhicharetobeinstalledonsiteinlargequantity.KEYWORDS:Powerqualitymonitoring;Real-timeSystem;Digitalsignalprocessing(DSP摘要:详细介绍了电能质量监测的最新发展趋势。从在线监测﹑实时分析和网络化的角度,通过一种用于低压配电系统的电能质量监测仪的设计实例,提出了一种基于数字信号处理的嵌入式实时系统硬件平台的解决方案。这种新型设计符合电能质量监测的最新发展要求,和已有设计相比,在性能、体积和成本上也更有优势,更适合大量安装在现场,作为永久性监测设备的设计方案。关键词:电能质量监测;实时系统;数字信号处理1引言近年来,电能质量问题引起人们的普遍关注。电能质量问题不仅仅关系到用电设备运行的可靠性和安全性,而且还关系到供用电市场的规范化。它的产生可能于供电方的输配电系统,也可能于用户端的不合理用电,还可能于雷电等自然现象。只有对电能质量进行有效地监测才会对问题的产生和影响有清楚的认识,这样才能为电能质量的改善﹑供用电双方的协调和供用电市场的规范提供真实依据,以便采取有效的解决措施。电能质量监测仪(PowerQualityMonitor,PQM的传统设计大多采用工业计算机配备数据采集卡来实现电能质量的数据采集和分析,主要针对稳态指标进行监测,系统的实时性难以保证,智能化和网络化水平也不高。一方面是由于人们对电能质量的认识水平还没有达到一定的高度,另一方面也受到当时技术条件的限制。目前电能质量监测设备主要存在以下一些不足[1]:①由于采用各种计算机作为现场监测分析工具,导致设备成本偏高;②设备配置的灵活性﹑通用性差,往往只能用于特定的操作环境;③远程通信能力有限,不易实现远程监控﹑数据共享和长期评估及预测;④对干扰的分类和故障的辨识能力有限,不具备智能分析功能,不能提供给用户可直接用于决策的信息;⑤实时性差,时频分析手段落后,不具备对瞬时扰动和暂态谐波的跟踪和捕获能力;⑥现场设备不具备实时分析能力,大量采样数据都要传送给专门的分析工具去处理,导致对现场设备的存储容量要求很大。设备本身的不足不仅影响现场监测,也影响整个系统的功能,如现场设备的实时性不好,对瞬时扰动的识别能力差等,都会影响系统对问题的快速反应能力﹑电能质量评估能力和决策分析能力。面对这些问题,需要新的思路和办法来解决。随着集成电路技术和计算机技术的飞速发展,网络技术和嵌入式实时系统技术日益成熟和完善,已经被引入到电能质量监测领域,传统的设计方法也逐渐被摒弃。文献[1](意大利提出了一种基于WEB的电能质量监测系统的设计实例,并且采用小波变换技术作为分析手段,整个系统的设计基本上顺应了目前的发展方向,但文献[1]中主要介绍了系第28卷第2期电网技术61统的体系结构和小波变换技术的应用,未对现场的实时监测设备做具体介绍。文献[2](美国提出了一种基于数字信号处理(DigitalSignalProcessing,DSP的实时系统解决方案,该方案采用DSP和PC机的双处理器结构,DSP处理实时任务,PC机用于和用户交互,解决了电能质量监测的实时性问题,但还没有达...