论述电压闪变测量算法
{品质管理品质知识}电能质量中闪变的测量
{品质管理品质知识}电能质量中闪变的测量波动影响最大，而且与白炽灯的瓦数和额定电压等有关；③人对闪变的主观视感等。
研究表明，人眼对电压波动频率8.8Hz左右最为敏感。
2.2闪变的测量2.2.1闪变的预测方法早期电压闪变的研究主要是波动记录法，原理是测量出调幅电压中各个频率电压分量，然后据电压变化的幅度和频率，画出分布图，进而估计闪变值。
它是一种近似的方法，结果不尽如人意。
随着电弧炉容量的不断增加，人们发现电弧炉容量与电压闪变有直接的联系。
实验证明电力系统能够接受的电弧炉容量大小取决于连接电弧炉变压器的连接点母线处的三相短路容量，在此基础上提出了互降常数预测闪变法和短路压降法，另外还有最大功率预测法。
闪变的预测法只能大致的评估闪变，无法知道闪变的确切值是多少，只有在公共的供电处直接测量才能准确的知道闪变值的大小。
2.2.2闪变的直接测量闪变的直接测量仪器主要有以下三种：（1）英国的ERA闪变测量仪。
它是在整流检波和一系列的滤波之后，对检测到的波动电压值求取1min的均方根值。
（2）法国的EDF闪变仪。
该闪变仪以闪变剂量作为评价标准，闪变剂量定义如下：在△t的时间内（△t=1min）式中s(t)为波动电压信号；g(f)为人的眼脑对波动电压的反应。
（3）IEC推荐的闪变仪。
后文将详细阐述其工作原理。
2.2.3闪变值的获得闪变的测量应用得最多的有3种方法：①模拟式加权滤波器法，数字式加权滤波器法和频谱分析法。
对于模拟滤波器法，它是采用模拟传递函数来实现，因而对硬件电路要求较高，设计复杂，二次开发也比较难；②频谱分析法。
是先利用快速傅里叶变换，获得0.1～35Hz之间各个频率谱线的幅值，然后再按视感度曲线上对应得各个频率分量上的视感度系数进行等效折算，计算误差较大；③数字滤波法。
利用数字滤波法计算较复杂，计算量比较大，对CPU的速度要求足够快。
本文主要介绍：1、闪变的直接测量中IEC推荐的闪变仪的工作原理。
电压波动闪变检测方法比较
电压波动闪变检测方法比较要对电压波动与闪变进行有效的检测，首要任务是准确地提取出波动信号。
通常将波动电压看成以工频额定电压为载波、其他电压的幅值受频率范围在0.05～35Hz 的电压波动分量调制的调幅波。
考虑电压波动分量就是在基波电压上叠加一系列的调幅波，为使分析简化又不失一般性，将工频电压u （t ）的瞬时值解析式写成()()θω+⎥⎦⎤⎢⎣⎡Ω+=∑=t t m A t u i ni i cos cos 1)(1 （1）式中 A —— 电网电压的幅值 ω —— 电网基波电压的角频率θ —— 基波电压的初相角i m —— 调幅波i 的电压幅值与基波电压幅值之比 i Ω—— 调幅波i 的角频率i ——调幅波的序号目前，广泛使用的闪变检测方法是IEC 推荐的IEC 闪变检测原理。
IEC 推荐的闪变检测原理框图如图1所示图1 IEC 闪变检测原理图该方法是对u （t ）平方，然后利用解调带通滤波器检测出调幅波。
当[])cos()cos(1)(θω+Ω+=t t m A t u 时[][][][])2( 2)2(cos 212)2(cos 21 2)22(cos 812)22(cos 81 )22cos()4121()2cos(41)cos()4121()22222222222222θωθωθωθωθω+Ω-++Ω+++Ω-++Ω+++++Ω+Ω++=t mA t mA t A m t A m t A m t A m t mA A m t u （滤除直流量和高频分量后得到221cos()cos(2)4mA t mA t Ω+Ω由式（2）可以看出，即使对于单一频率的调幅波，经过平方检测也存在它的倍频分量21cos(2)4mA t Ω。
当有多个调幅信号时，以两个调幅波为例：[]1122()1cos()cos()cos()u t A m t m t t ωθ=+Ω+Ω+则[]）（（3 )cos()cos( )414121()cos()cos()cos()222121222212221122⋅⋅⋅+Ω+Ω+++=Ω+Ω++=t A m t A m A m m t m t m t A t u θω滤除直流量和高频分量后得到22222211221122221212121211cos()cos()+cos(2)+cos(2)4411+cos(+)cos()22m A t m A t m A t m A t m m A t m m A t Ω+ΩΩΩΩΩ+Ω-Ω由式（3）可以看出，载波的个数越多无法滤除的干扰项越多。
电压波动和闪烁测试方法
电压波动和闪烁测试方法电压波动和闪变是电网电能质量的两个重要指标，电压波动是指电网电压方均根值(有效值)一系列的变动或连续的改变，闪变是指灯光照度不稳定造成的视感。
下面本文主要根据GB12326 电能质量电压波动和闪变介绍电压波测量及闪变测量的相关内容。
一、电压波动测量电压波动可通过电压方均根值曲线U(t)来描述，电压变动d 和电压变动频度r则是衡量电压波动大小和快慢的指标。
电压变动d的定义表达式为：式中：△U——电压方均根值曲线上相临两个极值电压之差；UN——系统标准电压。
当电压变动频度较低且具有周期性时，可通过电压方均根值曲线U(t)的测量，对电压波动进行评估。
单次电压变动可通过系统和负荷参数进行估算。
当已知三相负荷的有功功率和无功功率的变化量分别为△Pi和△Qi，可用下式计算：式中：RL、XL分别为电网阻抗的电阻、电抗分量。
在高压电网中，一般XL》RL，则：式中：Ssc——考察点(一般为PCC)在正常较小方式下的短路容量。
在无功功率的变化量为主要成分时(例如大容量电动机启动)，可采用下式进行粗略估算。
对于平衡的三相负荷：式中：△Si——三相负荷的变化量。
对于相间单相负荷：式中：△Si——相间单相负荷的变化量。
二、闪变测量根据IEC 61000-4-15制造的IEC闪变仪是目前国际上通用的测量闪变的标准仪器，其简化原理框图如下图所示。
图1：IEC闪变仪模型简化框图框1为输入级，主要用来实现把不同等级的电源电压(从电压互感器或输入变压器二次侧取得)降到适用于仪器内部电路电压值，同时还产生标准的调制波，用于仪器自检。
图2：由S(t)曲线作出的CPF曲线示例框2、3、4综合模拟灯-眼-脑环节对电压波动的反应。
其中框2对电压波动分量进行解调，获得与电压变动成线性关系的电压;框3的带通加权滤波器反映了人对60w230V钨丝灯在不同频率的电压波动下照度变化的敏感程度，通频带为0.05Hz~35Hz;框4包含一个平方器和时间常数为300ms的低通滤波器，用来模拟等-眼-脑环节对灯光照度变化的暂态非线性相应和记忆效应。
电能质量之电压波动与闪变分析与检测方法
电压波动与闪变分析与检测方法前言电能质量包括电压、频率、谐波、三相不平衡度、电压的骤升或骤降等等。
电压波动是多种电能质量问题的1种。
一般是指电网由于雷击、对地短路、发电厂故障及其他外部、内部原因造成电网短时故障, 引起的电网电压短时大幅度波动、甚至短时断电数秒钟的现象, 但如果设备和系统抵御能力较差, 将给生产带来不应有的损失。
据统计，自动化程度很高的工业用户一般每年要遭受10～50次与电能质量问题有关的干扰，其中因包括电压波动和闪变在内的动态电压质量问题造成的事故数约占事故总数的83%。
电压波动和闪变已成为威胁许多重要用户供电可靠性的主要原因之一,必须对其进行有效的监视与抑制。
1 电压波动的种类及产生原因电压波动的原因多种多样，其危害均是通过电网电压波动或电源的短时消失使工厂生产受到影响的。
引起电压波动的因素有多种多样，有自然界因素引起、有电网本身引起、有用电负荷引起的等等。
电压波动从类别上分有3大类: 暂态扰动、RMS ( Rights Management Services) 扰动及稳态变化，每种类别又对应多种表现形式。
1.1 暂态扰动暂态扰动分为暂态冲击和短时波动2种表现形式( 见图1、图2) ，暂态冲击是由雷电、电焊机、负荷开关及电容器开关的合断所引起；短时波动是由线路或电缆开关、电容器开关及负荷开关的合断所引起。
图 1 暂态冲击表现形式图 2短时波动表现形式1.2 RMS扰动RMS扰动分为电压骤降/ 骤升、电压中断2种表现形式( 见图3、图4) , 电压骤降/ 骤升是由远端系统故障所引起; 电压中断是由系统保护动作、断路器和熔断器的断开及定期检修所引起。
图 3 电压骤降/ 骤升表现形式图 4 电压中断表现形式1.3 稳态变化稳态变化分为低电压/ 过电压、谐波及电压闪变3种表形形式( 见图5、图6、图7) ，低电压/过电压是由电机起动和负荷增加或减少所引起；谐波是由非线性负荷和系统谐振所引起；电压闪变是由间隙性负荷、电机起动及电弧炉所引起。
闪变测量时域算法改进与实现方法
随着 现 代工业 技 术 的发 展 ， 电力 负荷 的种类 越 来 越 多， 电弧炉 、 电动机起 动 等冲击 性 负荷在 容量 上 、数 量上 日益 增大 ， 导致 电网 中产 生 电压波 动 与 闪变 ，引发 电网 电压 质量 下 降和生 产设 备异 常 ，引 起 用 电设备 损耗增 加 ，寿命缩 短 ，运行 性 能下降等 ， 给 工业 生产 和社会 生活造 成严 重影 响ｌ １ ］ 。 为 了减 少 电压波 动 与闪变 对 电网 电压质量 的 影 响 ，需要对 电网进行 静态 无功 补偿 ，而 正确 补偿 的 前提 是对 电压波动 与 闪变 的精 确测量 。 国际 电工委 员会 （ Ｉ Ｅ Ｃ） 根据 现代 供用 电系统 运 行情 况 ，将 电压波 动和 闪变 列为 衡量 电能质 量 的重 要指 标 ，并给 出了相应 的原 理流 程框 图 、设计规 范
ＺｈｕＨ ｅ ｒ ｏ ｎ ｇ Ｃｈ ｅ ｎ ｇ Ｌｉ Ｘｉ ｏ ｎ ｇＭ ｕ ｗｅ ｎ
（ ＮＡ Ｒ Ｉ － Ｒ ｅ ｌ ａ ｙ ｓ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ， Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ １ １ ０ ２ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｌｉ ｆ ｃ ｋ ｅ ｒ ｔ ｉ ｍｅ — ｄ ｏ ｍａ ｉ ｎ ａ ｎｄ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕｅ ｎ ｃ ｙ— ｄｏ ｍａ ｉ ｎ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈｍ，
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基于fft的电压波动与闪变测量算法
基于fft的电压波动与闪变测量算法电力系统中的电压波动和闪变一直是必须要关注的问题，因为它们会对电力设备和用户的电器设备造成不良影响。
因此，电力行业一直在研究新的电压波动与闪变测量算法来更好地解决这个问题。
其中一种常用的方法就是基于FFT。
FFT即快速傅里叶变换，它可以将信号在时域上的波形进行频域分析，用于对周期性信号和非周期性信号的频率谱进行分析。
在电力系统中，我们可以通过对电压波形进行FFT来获取每一个组成频率的相应幅度和相位。
电压波动与闪变测量中的一项很重要的任务是准确地计算出闪变等级，这是指电压变化引起感知问题的级别。
常用的闪变等级分类如下：- 闪变等级D0：对人和设备没有不良影响；- 闪变等级D1：对极少数人和电气设备可能产生感知问题；- 闪变等级D2：对大多数人和电气设备可能产生感知问题，且存在一些可能产生问题的电气设备；- 闪变等级D3：对绝大多数人和电气设备都可能产生感知问题，且存在很多可能产生问题的电气设备。
借助FFT技术，我们可以分析电压波形的频率和振幅，从而计算出这些闪变等级。
我们可以对采集的电压数据进行FFT变换，得到幅值频谱图和相位频谱图。
接着，我们可以使用计算闪变等级的公式，确定每一个频率分量的闪变等级。
此外，FFT技术还可以用于进行电压波动分析。
电压波动是指电压在短时间内发生的大幅度变化。
在一些特定的电力设备上，这些电压波动可能会导致设备降低性能，进而影响设备的寿命。
电压波动的测量可以通过FFT技术，我们可以对电压波形进行频谱分析，得到对应频率的振幅和相位，从而判断是否存在电压波动。
总之，基于FFT的电压波动与闪变测量算法是一种非常有效和实用的方法，它可以帮助我们更准确地评估电力设备对电压波动与闪变的抵抗能力，从而提高电力系统的稳定性和可靠性。
电压闪变测量算法的研究与实现
电压闪变测量算法的研究与实现毛志芳1周文2毛志强3研究与开发(1．石家庄供电公司，石家庄05005l；2．河北省电力研究院，石家庄050021；3．行唐供电公司，河北行唐050600)摘要随着人们对电能质量要求的提高，电压闪变的测量越来越引起人们的重视。
本文首先简要介绍了电压闪变的定义及测量方法，而后具体分析数字滤波法在M at l a b中的仿真和在D S P芯片T M S320V C33中的实现，结果表明这种算法对于周期性的正弦波波动引起的闪变测量比较准确。
关键词：电压闪变；数字滤波；M at l ab；D SPSt udy and R ea l i zat i on of V ol t age Fl i c ker M e asur em ent A l gor i t hmM ao Z hi f angl Z ho u W en2M ao Zhi qi a n93(1．Shi j i azhuang P ow e r C om pany，Shi j i azhuang050051；2．H e bei E l ect r i c P ow e r R es ear ch I nst i t ut e。
Shij i azhuang050021；3．X i ng t ang Pow er C om pany，X i ng t ang，H ebei050600)A bs t r act W i t h t he i m p r ovem e nt of t he r equi rem ent f or el ect r i c pow e r qual i t y，t he m e asur em en tof vol t a ge f l i cke r iS m o r e and m o r e i m p or t an t．Th i s paper br i ef l y i nt roduc es it s de f i ni t i on andm ea s ur em e nt m et h ods f i r st l y，a nd t he n m ost l y a n a l y s es t he M at l ab s i m ul a t i on and D SP r e al i za t i on ofT M$320V C33as for di gi t al f i lt er m et hod．T he r es ul t i ndi ca t e s t h at t hi s m e t hod i S a cc ura t e for t he f l i cke rm ea s ur em e nt r es ul t e d by pe r i odi c si n e w ave f l uct ua t i on．K ey w or d s：vol t age f l i cker：di gi t a l f i l t er：M at l ab：DSP1引言随着现代科学技术的迅猛发展，一方面。
电压波动和闪烁检测
长时间闪变值Plt long term severity，Plt 由短时间闪变值Pst推算出，反映长时间（若干小时） 闪变强弱的量值。
《电磁兼容检测技术与应用》
18
Yangtze Normal University
5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
2、 Pst 1 曲线
闪变的评估方法
电压变动类型
Pst评估方法
各种类型电压波动(在线评估)
直接测量
Ut(t)已确定的所有电压波动
仿真法，直接测量
周期性等间隔电压波动
利用Pst=1曲线
电压变动间隔时间大于1s的电压波 闪变时间分析法、仿真
动
法、直接测量
《电磁兼容检测技术与应用》
19
Yangtze Normal University
5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
波形因数 R( f )
不同波形的调幅波引起的闪变效果也不同。对两种典 型波动电压做比较，给出波形因数如下式
R(f)SS11觉 觉察 察单 单位 位的 的矩 正形 弦 动 动dd电 电 ((% %压 压)) 波 波
《电磁兼容检测技术与应用》
12
Yangtze Normal University
5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
纯净电源G的内阻抗和串接于电路的分析 仪M的电流取样通道A的内阻抗均应足够小， 并接于电路的分析仪M的电流取样通道V的内 阻抗均应足够大。
《电磁兼容检测技术与应用》
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5.2 电压波动和闪烁检测试验仪器配置
1、阻抗要求
对单相来说： R AjX A0 .4 j0 .2
4
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能 量算 子 的检 测 法 等 ， 种 方 法 都 有 其 各 自的优 每 越 性 。对 于 检 波 得 到 的 波 动 分 量 通 常 采 用 Ｆ 兀１ 变 换来 估计 波 动 分 量 的参 数 ， 是 该 方 法 存 在 一 但
使 某 些重 要 的 电子 仪 器 、 制 系 统 或 保 护 装 置 误 控 动， 因此 ， 闪变 问题逐 渐受 到 电力供 应 方及 购 电方
ＥＳＰ Ｔ ｐ ｌｅ ｏｐａａ ｔｒｅ ｔ ｔｏ ｆｔ ｅ ｍｏ ｌ ｔ ｎ ｃ ｍｐ ｎ ｎｓ ｉ ｏｔｇ ｉｋ ｒｗｅｅ ｅ ｐ ｕ ｄｅ ＲＩ ａ ｐ ｉｄ ｔ ｒ ｍｅｅ ｓｉ ｉｎ ｏ ｈ ｄｕａｉ ｏ ｏ ｅ ｔ ｎ ｖ ｌａ ｅ ｆ ｃ ｅ ｒ ｘ ｏ ｎ ｄ． ａ ｍ ｏ ｌ
（ ｅ ａ ｍ ｎ ｆ ｌ ｔｃｌ ｎｉｅｒ ｇ Ｎ ｒ ｈｎ ｌ ｔｃＰ ｗ ｒＵ ｉ ｒ ｔ， ａｄｎ １０ ， ｈｎ ） Ｄ ｐｒ ｅｔ ｅ ｒ ａ Ｅ ｇ ｅ ｎ ， ｏｔ Ｃ ｉａＥｅ ｒ ｏ ｅ ｎｖ ｓｙ Ｂ ｏ ｉ ０ ０３ Ｃ ｉａ ｔ ｏＥ ｃ ｉ ｎ ｉ ｈ ｃ ｉ ｅｉ ｇ７
量。
Ｓ ｖ ｙ ｏ ｅ ｈ ｄ ｏ ｅ ｓ ｅ ｅ ｔｏ ｌａ ｅ Ｆｌｃ ｅ ｕｒ ｅ ｎ Ｍ ｔ ｏ ｓｆ ｒ Ｍ ａ ｕｒ ｍ ｎ ｆＶｏｔ ｇ ｉｋ ｒ
ＨＵ ｕｙ ｎ， ＮＩ Ｓ ｅ ｇ ｕ Ｙ ｅａ Ｕ ｈ ｎ ｓｏ， ＬＡ ｈ ｒ ｉ Ｇ ｉｇ Ｉ ＮＧ Ｚ ｉ ， ｕ ＵＯ Ｊｎ
的重视 。 电压 闪变 的测量 是估 计 电 网闪变 水平 及
些不足之处 ： Ｆ Ｔ要求采样序列 的长度必须为 ① Ｆ ２的整数 次方 ， 对某 些应 用带 来 了 限制 ； 利 用 这 ② ＦＴ Ｆ 必须先计算出整个频谱 ， 然后才 能得到需要
的那 一部 分频 谱 ， 造成 了计 算 时 间的浪 费 ； ③利 用 Ｆ ｒ 到 的频谱 具 有 相 同 的分 辨 率 ， 不 能 在 某 ｒ 得 而 段 频谱 上 给 出较其 他段 更 高 的分辨 率 。针 对上 述 不足 ， 很多 高频 率 分 辨 率 的分 析 方 法 被 应 用 于 估
估计 。总结 了平方检测法 、 整流检测法 、 波有效值 检测 法 的局 限性 ， 半 分析 了基 于瞬 时
有功功率理 论的检测法 、 时频原子法 、 于 Ｔ ａｅ 能量 算子 的检测法 等三种新 方法 ， 基 ｅｇｒ 并
比较 了各个 方法的适用条 件及优 缺点 。最后 阐述 了应 用 Ｃ ｉ — ｈｒ Ｚ变换 、 Ｌ —Ｓ ＲＴ算 ｐ Ｔ ＳＥ Ｐ Ｉ
低压 电器 （ ０２ ． ） ２ １ Ｎｏ３
・电能质 量 ・
论月琰 ， 牛胜 锁 ， 梁志瑞 ， 郭 经 （ 北 电力大 学 电力 工程 系， 北 保 定 华 河
摘
０ １０ ７ ３） ０
要 ：电压 闪变测 量算 法研究 的主要 内容包 括包络线 的检测和 调制分量 参数 的
法估计 调制分量参数的两种方法 。
关 键 词 ：电压 闪 变 ； 测 ； 谱 分 析 检 频 中 图 分 类 号 ： Ｍ ７４ 文 献 标 志 码 ： Ｔ ４ Ａ 文 章 编 号 ：１０ —５ １ ２ １ ）３０ ３ －５ ０ １５ ３ （０ ２ ０ －０ ２０
胡 月 琰 （ ９６ ） １８一 ， 女 ， 士 研究 生 ， 硕 研 究 方 向 为 电 能 质
Ｋｅ ｒ ｓ ｏ ｔ ｇ ｉｋ ｒ；ｄ ｔ ｃ ｉ ｎ；ｓ ｅ ｔ ｕ ｎ ｌ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：ｖ ｌ ｅ ｆ ｃ ｅ ａ ｌ ｅｅ ｔ ｏ ｐ ｃｒ ｍ ａ ａｙ ｉ ｓ
０ 引 言
随着 电力 系 统 冲击 性 波 动 负 荷 的增 加 ， 电 配 网 中存 在 的 电压 波 动 与 闪变 也 趋 于严 重 Ｊ 可 能 ，