2 (1)第五节电力系统数据预处理.pptx

第五节电力系统数据预处理

针对谐波与各种干扰的存在，在交流被测量进

入测量装置时，设置模拟式滤波器，滤除较高次的谐波。

在交流被测量经交流一周期N次采样并通过模/

数转换后，得到N个二进制数序列，可以通过一定的计算，滤除我们不需要的谐波量，并计算出希望得到的交流量幅值和有效值。

一滤波

(1)模拟式滤波器往往采用简单的RC电路进行滤波。

若希望将较低次谐波滤除，需将转折频率设置较低，我们希望完整保留的基波也将有一定的衰减，造成有用信息的损失和测量精度降低。因此模拟式的滤波器设计的出发点是滤除较高次谐波，而放弃对较低次谐波的滤除。

一滤波

交流信号采样、变换的两侧均进行滤波原因是：

(2)根据采样定理，对某个f频率的信号进行采样，采样脉冲频率fc必须满足

fc≥2f

由于在电力系统交流量测量时，往往需要同时对多路的交流量进行采集。由于同时被采集量的个数与交流一周期采样次数成反比关系，在被采集量的个数较多情况下，

交流一周期采样次数N不可能很大，即不可能有效采集到完

整的高次谐波信息，也就不能通过较简单的算法将高次谐波去除。

一滤波

交流信号采样、变换的两侧均进行滤波原因是：

一滤波

交流信号采样、变换的两侧均进行滤波原因：

信息遥测信息字

编码一

调制

I|数1

算

波

运

滤

输入|变换滤波

多路模拟开关

RAM

CPU

标度变换

MPXS/H

TV

TA

A/DE

处理

1

——

一滤波

(一)模拟式滤波

作用是消除掉输入信号中的干扰(包括较高次谐波),

保留有用信号，一般采用简单而有效的RC低通滤波器构成。滤

波器同时还作浪涌电压保护，防止浪涌电压进入通道内部，破坏信息处理设备。

R

y(t)

x(t)

C

一滤波

传递函数为

频率特性为

(一)模拟式滤波

R

y(t)=x(t)-icR

x(t)Cy(t)

举例：设一模拟信号

x(n)=u(t)+v(t)

u(t)=Usin2nftv(t)=Vsin2nf₂t

一滤波

(二)数字式滤波

(2)非递归滤波

要求保留的基波部分，滤除的谐波(7次)部分。

(2)非递归滤波

x(n)=u(t)+v(t)

若对采样，采样频率=3500Hz,则对于基波，每周期有70个采样值；对于7次谐波，则每周期有10个采样值。现将相对于基波一周期的70个采样值分成7组，每组10个采样值求取平均值。

令y(k)是x(t)连续10个采样值的平均值，即

一滤波

由于是350Hz的正弦波，采样频率为3500Hz,恰好是每周

期10次采样，因而计算式中的第二部分必然等于零。

对于50Hz的基波，上述计算可得到7个分组值，每个分组

值恰好分别等于对基波进行每周期7次采样的各个采样值，并且不包含任何7次谐波成分。

一滤波

(2)非递归滤波

为两个分量组成，因此可有

x(t)=u(t)+v(t)

有直流分量及各种谐波分量的傅氏级数。

用正弦和余弦基波函数与上式相乘，根据正交理论，可

以提取基波量。

傅氏级数计算与滤波

对于任何周期函数的信号u(t)、i(t)都可以分解为含

二交流数值计算

二交流数值计算

对电压、电流每周期采样N次，相应的傅立叶积分可以表达为：

r表示实部、i表示虚部。

tgQu=i

Ii

tg9i=Ir

Ur

U

二交流数值计算

φ=Pu-Pi

有效值

有效值

二交流数值计算

S=ÜI=(U+jU,)(-jl)

=UI+U₁I₁+j(U₁I-UI)

=P+jQ

即P=URl+U₁I₁

Q=U,I-UpI₁

P=3UIcosφQ=3UIsing

*