谐波状态下高精度电能计量技术
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3.3 本章小结

本章分别就非整周期和整周期采样下,正弦和非正弦电压/电流信号的有效值和有功功率的测量误差进行了研究,非整周期采样对电参量测量会产生极大的误差,整周期采样不会带来测量误差。其中,被测信号频率、采样点数、采样起始角和功率因数角是影响误差的关键,推导了上述误差参量分别与有效值误差和有功功率误差的关系式,通过仿真分别得到各参量对误差影响的程度和趋势。

当采样起始角在45°~50°附近时,误差小且变化较为缓慢,当采样起始角接近0°和90°时,误差急剧增加,其原因在于过零点非整周期采样时过零点和信号最大值点已不再准确;采样点数越多,测量精度越高,实质在于信号采样重构误差随着采样率的提高逐步减小;而当被测信号偏离50Hz时,偏离越多,误差越大,其原因在于恒定采样率下,偏离50Hz越多,采样信号重构误差越大。

在非正弦信号情况下,电压/电流信号有效值的测量误差与正弦信号相同,原因在于任意非正弦信号可以通过DFT进行分解;而非正弦有功功率较正弦有所区别,原因在于非整周期采样频率偏差的存在,使得信号已经不满足三角函数的正交性,进而造成同频率谐波电压电流分量因非整周期采样引入功率测量误差;非同频谐波(含基波)电压、电流分量因非整周期采样引入功率测量误差。