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电能计量芯片技术未发展值得期待

发表时间:2022-04-14

  国家进入21世纪以来,我国谐波电能计量技术发展迅速,谐波功率的定义已从理论争议转向实践讨论。随着谐波无功电能计量芯片和谐波/基波有功电能计量芯片的推出,以及进口和国产三相谐波表和三相基波表的试运行,电能计量技术实现了从正弦波计量到非正弦波计量。

  元件的重大飞跃,推动了谐波电能计量技术的应用和发展?? 电网谐波污染日趋严重,污染范围不断扩大。不仅传统冶炼企业、电气化铁路和使用大功率整流设备的行业,其电能质量问题也十分突出;此外,拥有小型整流设备、计算机、彩电、变频电器等中小电容的中小企业和城市居民区的电流谐波往往超过50%。因此,不同用户所采用的谐波电能计量仪表的原理成了一个谜。

  世界一次谐波功率定义标准IEEE 1459---2000发布。谐波功率理论包括定义和属性之争。几十年后,新理论的不完善引发了新的争议。Ieee1459-2000只是对历史上理论争议的总结,是为了满足谐波能量测量技术应用和发展的需要而推出的。

  国际上新的谐波能量测量技术:谐波功率测量标准、在线谐波能量计、高性能集成电路。

  谐波能量测量可追溯性。近年来,许多国家引进的高精度标准仪表和测量技术机构能够提供谐波有功功率和谐波视在功率的检测报告。

  适应扩大电网电力营销的新思路。如何利用现有的电力计费政策,采用新的谐波能量测量技术来改善电力营销,同时也为制定抑制谐波负荷的经济政策做准备。

  1、谐波电能量测量技术及国内自主研发成果介绍

  在开始阶段,谐波能量测量技术的引进和国内自主开发是探索和了解电力谐波负荷分布和特性、积累测量数据的基本手段和技术领先者

  谐波有功电能测量?

  - 0.2S级网关三相电能表(进口产品):具有谐波和基波有功电能测量功能,采样率256点/周期。它采用模块化结构,根据不同的逻辑将各个模块组合起来,即使用a/D采样测量模块、FFT模块、,谐波功率计算模块和集成模块,实现基波谐波电能计量功能和2-63次谐波。

  -0.2S级三相谐波有功电能计量系列产品(国产):?? 采样率256点/周期,采用FFT变换技术。

  第一模式:基于数字乘法器原理的0.2S级三相谐波有功电能表,具有谐波分析功能,提供谐波有功电能及谐波有功潮流方向。

  第二种应用模式:基于正弦波功率理论的0.5s三相基波有功电能表

  第三种应用模式:用基波电能绝对值与各次谐波电能之和计算总有功电能。具有谐波分析功能,提供谐波有功电能和谐波有功潮流方向。

  测量2-49倍电压幅值和电流谐波初始相位。其中,2-21次谐波的幅值精度为2%,初相精度为2°

  -0.2S级三相基波有功电能计量产品(进口产品)

  谐波抑制能力:三次谐波优于30dB;5次谐波优于60dB;七次谐波优于90dB?? 测量分相2-50次谐波电压和电流的幅值、初始相位和功率。

  测量分相和三相的正向、反向和四象限基波有功总能量,以及基波的最大需求。

  一三相谐波/基波有功电能计量芯片

  负载动态范围:1000:1,有功功率线性度0.1%

  采用带通滤波器分离基波分量与谐波分量:测量基波电能时采用低通滤波器,三次以上谐波的衰减率达到-30dB;测量谐波电能时,采用基波抑制器,基波衰减率大于-30dB 。

  2、谐波无功电能测量

  三相谐波无功功率测量方法(专利技术)采用半带滤波器设计的Hilbert数字滤波器

  IIR Hilbert数字滤波器。

  在40-960hz的设计频率范围内,相同电压和电流的所有谐波之间的相移为90°,最大相位误差不大于0.025°

  直接测量基波和谐波无功功率之和,与仿真结果的相对误差为0.020%?? 这种测量方法具有低阶、计算量小、数据存储量小的优点。

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