電能質(zhì)量問題的提出由來已久，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，直流輸電和FACTS技術(shù)、風(fēng)力和光伏新能源技術(shù)及沖擊性和波動性負(fù)荷等不斷投入實際工程運行使得電網(wǎng)出現(xiàn)諧波、電壓波動和閃變等諸多電能質(zhì)量問題；同時各種對電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備不斷普及，系統(tǒng)對電能質(zhì)量的要求越來越高。電能質(zhì)量設(shè)備一方面能夠解決電力電子設(shè)備大量使用以及新能源分布式電網(wǎng)所產(chǎn)生的電能質(zhì)量問題，另一方面為設(shè)備的正常運行提供可靠的保障。
電能質(zhì)量IEC61000-4-30標(biāo)準(zhǔn)分為A級或者S級精度。A類是電能質(zhì)量的最高級別，每一項測試項目都有最高的準(zhǔn)確度要求。S級僅次于A級，標(biāo)準(zhǔn)要求的大部分項目與A級相同或精度水平下降一個數(shù)量級。
圖1.電能質(zhì)量IEC61000-4-30標(biāo)準(zhǔn)比較
Excelpoint世健是亞太區(qū)領(lǐng)先的電子元器件分銷商，具有30多年服務(wù)電力自動化及輸配電行業(yè)客戶的深厚經(jīng)驗，Excelpoint世健重視自主研發(fā)和創(chuàng)新，曾先后開發(fā)了PQA電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置方案、符合IEC61000-4-30 Class A的電能質(zhì)量監(jiān)測模塊PQAM-08/12等。
高性能電能質(zhì)量監(jiān)測模塊
PQAM-08/12是由Excelpoint世健之前開發(fā)的一款高性能電能質(zhì)量監(jiān)測模塊，將ADI的ADSP-BF609高性能DSP、AD7606（8通道DAS、16位雙極性輸入、同步采樣ADC）和外設(shè)集成到一個小尺寸模塊中，并在此基礎(chǔ)上集成通用PQA設(shè)備的獨特算法，實現(xiàn)16個通道電能質(zhì)量的監(jiān)測、統(tǒng)計和報告功能?？蛻艨梢岳迷撃K快速開發(fā)自己的PQA產(chǎn)品，加速產(chǎn)品上市時間。
圖2.符合IEC61000-4-30 Class A的電能質(zhì)量監(jiān)測模塊PQAM-08/12
最近，Excelpoint世健新推出了一套符合IEC61000-4-30 Class S標(biāo)準(zhǔn)、接近產(chǎn)品級的電能質(zhì)量分析儀小型導(dǎo)軌表方案（EP-PQA-S1)。該方案基于ADI最新的電能質(zhì)量監(jiān)控器件ADE9430和Cortex-M4 MCU MAX32650的設(shè)計，并通過了SGS電磁兼容測試，可適用于380V-220kV各電壓等級的發(fā)電廠、變電站、風(fēng)電場、光伏電站及石油等大型廠礦企業(yè)的供電系統(tǒng)和實時監(jiān)測公共連接點的電能質(zhì)量參數(shù)。
整套方案包含EP-PQA-S1導(dǎo)軌表（尺寸120*95*56mm）、GPS 天線和USB2.0線。
圖3.方案外觀
方案以ADI的電能質(zhì)量監(jiān)控器件ADE9430和Cortex-M4內(nèi)核的 MCU MAX32650為核心器件，運行ADSW-PQ-CLS電能質(zhì)量軟件庫 (版本1.1.0)實現(xiàn)IEC 61000-4-30 S類電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，支持4路電流和3路電壓信號輸入。其硬件框圖如下：
圖4.硬件框圖
ADE9430是一款完全集成的高精度、多相電能和電源質(zhì)量監(jiān)控器件，其出色的模擬性能和DSP內(nèi)核，能夠?qū)ms、頻率、相位角度、功率因數(shù)有功、無功、視在功率和電能進行瞬時總值和基波測量，在寬動態(tài)范圍內(nèi)實現(xiàn)精確的電能監(jiān)控。ADE9430每10個或12個周期提供1024個點的重采樣波形，重采樣可簡化外部處理器中至少40個諧波的快速傅立葉變換計算。
MAX32650基于Arm? Cortex?-M4，帶浮點運算單元(FPU)、3MB閃存和1MB SRAM；支持多種存儲器接口擴展及安全數(shù)字接口。
ADSWPQ-CLS電源質(zhì)量庫實現(xiàn)一些先進的電源質(zhì)量特性，如突降和突升、電源頻率、電壓總諧波失真(VTHD)和電流總諧波失真(ITHD)等。一個周期rms、10個周期rms/12個周期rms以及可選ADSW-PQ-CLS電能質(zhì)量庫特性均根據(jù)IEC 61000-4-30 S標(biāo)準(zhǔn)計算。
特性
表1.方案特性
功能
表2.方案功能
操作面板
EP-PQA-S1導(dǎo)軌表自帶1個2" IPS LCD屏,通過面板上的五個按鍵操作可以分別顯示基本參數(shù)及三相不平衡、諧波、間諧波及閃變等電能質(zhì)量參數(shù)。LED等指示導(dǎo)軌表的工作狀態(tài)。
圖5.EP-PQA-S1導(dǎo)軌表面板
PC端GUI
EP-PQA-S1的數(shù)據(jù)通過USB傳送到PC端，GUI包含【Rms, Hz and Flicker】，【Harmonics】，【W(wǎng)aveform】及【System】4個頁面。
●【Rms, Hz and Flicker】頁面顯示電壓和電流幅度、頻率、不平衡和閃變等數(shù)據(jù)
圖6.ClassS-PQA GUI
●【W(wǎng)aveform】頁面顯示電壓電流波形及PQ事件等
圖7.Waveform頁面
目前電能質(zhì)量分析儀小型導(dǎo)軌表方案（EP-PQA-S1)已上市，客戶可以利用該方案對電能質(zhì)量進行高效分析和監(jiān)測，幫助設(shè)備實現(xiàn)平穩(wěn)運行，降低維護成本。
關(guān)于世健——亞太區(qū)領(lǐng)先的元器件授權(quán)代理商
世健是完整解決方案的供應(yīng)商，為亞洲電子廠商包括原設(shè)備生產(chǎn)商(OEM)、原設(shè)計生產(chǎn)商(ODM)和電子制造服務(wù)提供商(EMS)提供優(yōu)質(zhì)的元器件、工程設(shè)計及供應(yīng)鏈管理服務(wù)。多次被權(quán)威雜志和行業(yè)機構(gòu)列入全球領(lǐng)先分銷商榜單。
世健與供應(yīng)商及電子廠商緊密協(xié)作，為新的科技與趨勢作出定位，并幫助客戶把這些最先進的科技揉合于他們的產(chǎn)品當(dāng)中。世健分別在新加坡、中國及越南設(shè)有研發(fā)中心，專業(yè)的研發(fā)團隊不斷創(chuàng)造新的解決方案，幫助客戶提高成本效益并縮短產(chǎn)品上市時間。世健研發(fā)的完整解決方案及參考設(shè)計可應(yīng)用于工業(yè)、無線通信及消費電子等領(lǐng)域。
世健擁有超過35年歷史、逾700名員工，業(yè)務(wù)擴展至亞太區(qū)的49個城市和地區(qū)，遍及新加坡、馬來西亞、泰國、越南、中國、印度、印度尼西亞、菲律賓及澳大利亞等十多個國家。1993年，世健在香港設(shè)立區(qū)域總部——世健系統(tǒng)（香港）有限公司，正式開始發(fā)展中國業(yè)務(wù)。目前，世健在中國擁有十多家分公司和辦事處，遍及中國主要大中型城市。憑借專業(yè)的研發(fā)團隊、頂尖的現(xiàn)場應(yīng)用支持以及豐富的市場經(jīng)驗，世健在中國業(yè)內(nèi)享有領(lǐng)先地位。