79
Рис. 1 – Окна Кайзера, Чебышева, Хэмминга, Ханна, Блэкмана
Диаграмма
сравнения
оконных
функций
по
максимальным потерям преобразования и уровню боковых
лепестков представлена на рис. 2. Максимальные потери
преобразования характеризуют понижение соотношения
сигнал/шум на выходе при воздействии окна в случае
наихудшего расположения частоты сигнала. Его значение
определяет минимальную амплитуду составляющей, при
которой она обнаруживается в широкополосном шуме. Чем
меньше максимальные потери преобразования, тем лучше
обнаружение слабых сигналов.
Рис. 2 – Диаграмма сравнения оконных функций по максимальным
потерям преобразования и уровню боковых лепестков
Наилучший результат, согласно рис. 1 и 2 показали
окна Чебышева и Кайзера.
На рис. 3 представлены зависимости смещения частоты
напряжения от уровня шума при использовании оконных
функций Кайзера, Чебышева, Хэмминга, Ханна и
Блэкмана. Для оценки уровня шума используется параметр
SNR (signal-to-noise ratio) – отношение мощности
полезного сигнала к мощности шума (соотношение
сигнал/шум).
Рис. 3 – Графики зависимостей смещения частоты от уровня шума
Наименьшую величину смещения показали оконные
функции Чебышева и Кайзера. Использование окон с
наименьшим уровнем подавления боковых лепестков
позволяет добиться наименьшей величины смещения
оценки гармонических составляющих напряжения.
Сравнительный анализ различных окон данных
показал, что наилучшими характеристиками обладает
оконная функция Чебышева. Поэтому данный тип окна
наиболее подходит для определения гармоник и
интергармоник в ИЭС.
С помощью имитационной модели ИЭС проведем
анализ гармонического состава сети на основе оконного
преобразования Фурье с применением окна Чебышева.
IV.
И
МИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ УЧАСТКА
ИЭС
В программном среде MATLAB (Simulink) разработана
имитационная модель участка ИЭС. Внешний вид
Simulink-модели показан на рис. 4.
Рис. 4 – Внешний вид Simulink-модели участка ИЭС
Имитационная модель участка ИЭС состоит из четырех
блоков, описание которых приведено в таблице I.
Таблица I.
О
ПИСАНИЕ БЛОКОВ ИМИТАЦИОННОЙ
S
IMULINK
-
МОДЕЛИ
Название блока
Краткое описание
Источник
энергии
Имитирует работу централизованной сети и
источников распределенной генерации.
Состоит из модулей трехфазного источника
питания и ветрогенератора.
Напряженние питания: 10 кВ.
Тиристорный
регулятор
напряжения
(ТРН)
Имитирует работу ТРН [6], выполняющего
функции регулирования напряжения и управления
перетоками мощности путем переключения углов
управления тиристорами α1 и α2. Управление
тиристорами ТРН осуществляется импульсно-
фазовым
способом
согласно
алгоритму
двухзонного поочередного регулирования [7].
Состоит из тиристорного модуля, модулей
шунтовых и сериесных трансформаторов.
Электрическая
нагрузка
Имитирует работу потребителя электроэнергии.
Характер нагрузки: активно-индуктивный (cosφ от
0.65 до 0.95).
Мощность нагрузки: от 1000 кВА до 2500 кВА.
Измерение
гармоник и
интергармоник
Имитирует
работу
анализатора
качества
электроэнергии.
Состоит из модуля Fourier, вычисляющего
величину и угол гармоники
n
-го порядка, и модуля
Spectrum Analyzer, позволяющего получить
спектральный анализ интергармоник.
Тип окна данных: оконная функция Чебышева.
Имитационная Simulink-модель участка ИЭС является
универсальной, позволяя моделировать различные типы
источников и потребителей электрической энергии, а также
задание различных параметров и конфигурации ТРН.
