Снижение дополнительной погрешности измерения показателей качества электроэнергии, вызванной дифференциальной нелинейностью АЦП последовательного приближения

• Автор: Запорожский, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 111 с. : ил.

1 ПОГРЕШНОСТИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И МЕТОДЫ ИХ СНИЖЕНИЯ
1.1. Негативные факторы, вызываемые погрешностью измерения ПКЭ
1.2. Методы повышения точности измерения ПКЭ и ЭВ
1.3. Методы определения и коррекции дифференциальной нелинейности характеристики преобразования АЦП
Выводы по главе
2 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОЙ МОДЕЛИ ИЗМЕРИТЕЛЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
2.1. Особенности создания моделей в среде «Зітиііпк»
2.2. Разработка модели АЦП последовательного приближения с заданной дифференциальной нелинейностью характеристики преобразования
2.3. Разработка модели блоков масштабирования сигнала
2.4. Разработка модели измерителя показателей качества электроэнергии
Выводы по главе
3 КОРРЕКЦИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ АЦП ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ПРИБЛИЖЕНИЯ В ИЗМЕРИТЕЛЯХ ПКЭ
3.1. Исследование механизма возникновения погрешности преобразования аналоговой величины вызванной дифференциальной нелинейностью АЦП
3.2. Коррекция дифференциальной нелинейности
3.3. Исследование свойств характеристики преобразования АЦП последовательного приближения
3.4. Разработка математического аппарата для вычисления погрешностей весов АЦП последовательного приближения из соотношений ширины его квантов
3.5. Совершенствование метода измерения погрешностей весов разрядов
АЦП последовательного приближения
3.6. Разработка метода измерения погрешностей весов битов АЦП по
соотношениям ширины его квантов
Выводы по главе
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДА СНИЖЕНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТИ
4.1. Планирование эксперимента
4.2. Проведение экспериментов
4.3. Анализ полученных результатов
Выводы по главе
5 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
6 ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Актуальность работы.
Специфика электрической энергии как вида продукции состоит в том, что она потребляется в тот же момент времени, что и вырабатывается, причем качество электроэнергии (КЭ) может ухудшаться [1-6] как по вине производителя (электроснабжающая организация) так и по вине потребителя.
В рыночных условиях только экономическими методами можно добиться того чтобы участники рынка электроэнергии не ухудшали ее качество [7]. Механизм такого рода существует - это скидки и надбавки к тарифам за КЭ, установленные в [8]. Для реализации механизма скидок и надбавок необходимо наличие средств измерения показателей качества электроэнергии (ПКЭ).
Эти средства могут быть разделены на два типа:
- Средства оперативного коммерческого контроля КЭ;
- Диагностические средства измерения ПКЭ;
Специализированные организации по сертификации электроэнергии
могут позволить себе приобрести достаточно дорогие диагностические измерители ПКЭ. В тоже время персональное средство оперативного и коммерческого контроля КЭ нельзя назвать доступным для рядового потребителя.
Известно, что стоимость электронных компонентов напрямую зависит от точности и стабильности их параметров [9]. Современной тенденцией в приборостроении, является интеллектуализация [10] измерительных средств и применение методов программной коррекции неидеальности характеристик используемых компонентов с целыо использования менее прецизионной элементной базы [11-14,15]. Среди компонентов измерителя ПКЭ не последнее место по стоимости занимают высокоточные аналого-цифровые преобразователи (АЦП). В этой ситуации целесообразно искать способы создания приборов на основе более дешевых - менее точных АЦП не теряя при этом точность прибора. Дополнительно появляется возможность

- Необходимость прочих полезных свойств окна;
Погрешность алгоритма определения амплитуды гармонических составляющих описанного в п. 2 зависит от погрешности определения частоты первой гармоники. Но создавать алгоритм определения основной частоты точнее, чем 0.03Гц не имеет смысла, так как это требование [22] по показателю качества электроэнергии "Отклонение частоты сети". Определение основной частоты с большей точностью избыточно и приводит к лишнему расходованию аппаратных ресурсов. Поэтому необходимо снизить чувствительность алгоритма определения амплитуд гармоник к погрешности определения основной частоты до величины 0.03 Гц. Для этого можно использовать весовую функцию, которая позволит обеспечить алгоритму необходимую точность при приемлемых затратах машинных ресурсов.
Используем для нашего случая весовую функцию "Плосковершинное окно", которая описывается формулой (42).
Теперь для обеспечения точности определения действующего значения п-й гармонической составляющей, которая оговорена в [22] (5%) достаточно определения основной частоты с погрешностью 0.03Гц.
Определение параметров песимметрии трехфазной сети.
Параметры, которые характеризую несимметрию, включают в себя:
- действующее напряжение нулевой последовательности;
- действующее напряжение прямой последовательности;
- действующее напряжение обратной последовательности;
- коэффициент несимметрии по нулевой последовательности;
- коэффициент несимметрии по обратной последовательности;
Исходными данными для расчета данных параметров являются:
- действующие значения линейных (междуфазных) напряжений первой
гармоники ит),ик.ти иСА0);
- действующие значения фазных напряжений первой гармоники ит и