[发明专利]电力谐波检测仪

说明书

一种电力谐波检测仪，包括Cortex‑A9处理器、模数转换模块和外围电路，外围电路包括信号调理模块、电源模块、数据存储模块、键盘触摸屏、显示模块、通信接口，Cortex‑A9处理器控制模数转换模块，实现对电网电压、电流信号的同步采样，对采集得到的数据进行加窗傅立叶谐波检测，显示模块实现结果显示，数据存储模块完成数据存储，键盘触摸屏完成人机交互，通信接口实现数据交互。

技术领域

本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种电力谐波检测仪。

背景技术

现有的电力谐波检测设备多采用以下3种方案：

1、采用DSP单CPU或DSP+ARM双CPU控制模式，该设计方案具有较高的检测精度和较快的处理速度，最终将数据传输到PC终端完成显示。

2、采用以单片机为核心的控制系统。

3、以工控机为核心，对电能质量进行检测的同时利用其自身的网络接口和硬盘实现数据存储和数据远程传输。

在检测方法方面，目前谐波检测最常用的方法有基于傅里叶变换的谐波检测及其改进方法，基于小波变换的谐波检测方法，基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法，基于改进S变换的谐波检测等。

现有检测方案，主要存在以下缺点：

1、采用DSP单CPU或DSP+ARM双CPU控制模式，系统不能完全脱离PC，在移植性和便携性上存在不足。

2、采用以单片机为核心的控制系统，由于单片机资源有限，运算速度低，不能满足系统在实时性、准确性等方面的要求。

3、以工控机为核心，缺点是体积较大，价格昂贵，便携性方面存在不足。

现有的检测方法的缺点是，基于小波变换可以实现对电网谐波信号的时频检测，但是在对信号进行分析和重构过程中运算复杂，计算量大，同时对频率相近的谐波具有较差的分辨能力。S变换对分析电能扰动具有明显的效果，改进的S变换引入可调因子实现对电力谐波检测，但调节因子的选取并没有合理的理论依据，不适合一般电力谐波检测。瞬时无功功率理论的谐波检测方法在工程中应用广泛，但此方法需要坐标变换，且都需要低通滤波器。

发明内容

本发明提供一种电力谐波检测仪，该检测仪基于Android系统，以解决现有技术中电力谐波检测仪在软硬件方面的缺陷。

本发明实施例之一，一种电力谐波检测仪，包括Cortex-A9处理器、模数转换模块和外围电路，外围电路包括信号调理模块、电源模块、数据存储模块、键盘触摸屏、显示模块、通信接口，

Cortex-A9处理器控制模数转换模块，实现对电网电压、电流信号的同步采样，对采集得到的数据进行加窗傅立叶谐波检测，

显示模块实现结果显示，数据存储模块完成数据存储，键盘触摸屏完成人机交互，通信接口实现数据交互。电力谐波检测仪运行流程包括：

主程序开启后，打开驱动文件，并开始采集数据。数据采集模块将数据转换后通过数据总线传送给Cortex-A9处理器，Cortex-A9处理器数据处理程序对数据进行加窗傅里叶变换处理，完成电力谐波参数计算，计算得到的三相电能参数显示在显示屏上，同时可绘制三相电压/电流波形，同时完成对信号的存储和查询功能。

本发明针对目前电网谐波检测的需求，设计基于Cortex-A9处理器的电力谐波检测仪，通过移植Android系统，检测仪可完全脱离PC，独立完成电力谐波信号检测任务，可实现数据管理，波形绘制，电参数测量等功能。采用加窗FFT算法完成数据处理，降低了栅栏效应和频谱泄漏造成的检测误差。

附图说明