电力参数采集技术

2024-10-11

电力参数采集技术（精选7篇）

电力参数采集技术篇1

0 前言

生命健康监护及生理参数采集向来是重要课题,以往的生命健康监护仪,体积通常比较大,而且价格昂贵,这类仪器主要应用于医院的病房,尤其是对重症病人的监护。近年来蓝牙技术得到极大的发展,这项技术已经相对成熟[1、2],各种类型的产品也开始大规模应用,安全的问题也有了相应的研究和解决方法。许多医院部署的便携式查房系统也带有蓝牙的功能,即查房时医生和护士可使用PDA(Personal Digital Assistant,掌上电脑)直接无线获取患者的信息。基于目前基础,我们设计了一个基于蓝牙技术的多生理参数采集系统。本系统具有体积小、使用方便、功能强大等优点,可随身携带,检测人体的某些重要生理参数,并具有实时显示以及保存数据的功能。

1 技术背景

蓝牙技术是一种用于替代移动设备或固定电子设备之间连接电缆的近距离无线链路。它以低成本的近距离无线连接为基础,为固定与移动设备通信环境建立了一个特别连接,并工作在全球通用的2.4GHz ISM(Industrial、Scientific、Medical,即工业、科学、医学)频段上。CLASS2.0版本蓝牙协议数据速率为2Mb/s,完全可以满足医疗监护、生理数据采集的数据传输。

蓝牙有比较完善的方法来解决数据传输的稳定性和安全性。蓝牙工作的ISM频带是对所有无线电系统都开放的频带,使用其中的某个频段都会遇到不可预测的干扰源。例如普通病房中的一些设备,如某些空调、呼叫器、无线电话、微波炉等,都可能是干扰源。但是蓝牙特别设计了快速确认和跳频方案以确保链路稳定。跳频技术是把频带分成若干个跳频信道(hop channel),在一次连接中,无线电收发器按一定的码序列(即规律的“伪随机码”),不断地从一个信道“跳”到另一个信道,只有收发双方是按这个规律进行通信,而其他的干扰不可能按同样的规律进行干扰;跳频的瞬时带宽是很窄的,但通过扩展频谱技术可以使这个窄带宽成百倍地扩展成宽频带,使干扰影响变得很小。与其它工作在相同频段的系统相比,蓝牙跳频更快,数据包更短,这使蓝牙比其它系统更稳定。FEC(Forward Error Correction,前向纠错)的使用抑制了长距离链路的随机噪音。用二进制调频(FM)技术的跳频收发器抑制干扰和防止衰落,保证数据传输的准确度。

另外,蓝牙的生态安全问题是指当蓝牙设备靠近人体时是否会带来危害,对此人们非常关心。随着无线技术的深入研究,辐射也成了消费者非常关心的问题。由世界卫生组织、IEEE(电器和电子工程师协会)等专家组成的小组表示,检测中并未发现蓝牙产品的辐射对人体有影响。由于蓝牙使用和微波炉一样的频率范围,这个频率是否会带来不良的后果,目前也尚无定论。一些组织认为蓝牙输出功率很小(只有1m W),是微波炉使用功率的百万分之一,是移动电话的一小部分,而在这些输出中,也仅仅有一小部分被物体吸收,基本检测不到温度的增加。蓝牙理想的连接范围为10厘米~10米,但是通过增大发送电平可以将距离延长至100米。我们设计的系统是在病房中使用,10米的通信范围完全满足应用的需求,不需要增大发送电平。

2 系统构建

目前大部分比较有实力的医院已经给医生和护士配备了基于PDA设计的移动工作站,我们设计本系统的目的就是基于PDA系统平台的支持下,在院内普通病房实现无线生理数据的采集,同时该系统也可以方便地移植到家庭和社区的监护应用中去。我们采用蓝牙网络覆盖病房方法来实现数据的无线传输。系统的框架如图1所示。每一个测量生理参数的设备都带上一个蓝牙的接口,使用有蓝牙功能的PDA读取各个模块的测量数据;同时PDA也具有WLAN(无线局域网)的功能,可以通过WLAN把数据传输至HIS(医院信息系统)服务器;也可以通过护士站的HIS工作站的电脑,使用Active Sync的接口方式,把数据传输至HIS服务器。

2.1 硬件系统

基于蓝牙技术的便携式监护系统的硬件系统设计必须符合医用和便携的需要。每个模块上具备开/关机按钮、实时显示的液晶屏幕、电源和充电管理模块,以及标准的锂电充电电池。系统主要分为两大类,即蓝牙接口模块与生理参数采集模块。

蓝牙接口模块由Delta公司的CS120蓝牙模组和陶瓷天线构成。CS120模块采用的蓝牙芯片是英国SCR公司rom版本的Blue Core3蓝牙内核,该内核的Firmware(固件)版本为Handphone V2.07,使用AT指令进行控制。制作完成的蓝牙接口模块是一个功能独立的模块,具有较高的通用性。封装好的电路对外部留出5条接线:电源线,地线,重启线和串口发送接收线等。任何MCU只要通过串口,在115.2kbps波特率下给蓝牙模块发送配置的指令后,蓝牙模块就可以当作一个通用透明串口使用。

生理参数采集模块的功能主要采用基于低功耗嵌入式MSP430系列单片机、一些高精度的放大器和功能传感器来实现。采集模块按照功能需要选择不同的单片机。如体温测量模块,采用MSP430f1232单片机和体温测量芯片来实现,MSP430f1232单片机在体温数据采集上只需从体温测量芯片上读取脉冲数据即可,MSP430f1232单片机功能完全满足测温场合的需求。脉搏和血氧饱和度测量模块采用的是MSP430FG439单片机,该芯片上带有内置的ADC(模数转换器)、DAC(数模转换器)、运算放大器,一个MSP430FG439芯片加上Nellcor公司的双光源探头NELLCOR520就可以实现血氧饱和度和脉搏的测量。

温度测量模块和脉搏、血氧饱和度测量模块已经开发完成,在这些模块稳定运行的基础上,为其添加蓝牙的功能,使其能实现无线的传输。为了减少开发的成本与难度,可以购买一些功能比较成熟的生理参数测量模块,如台湾Tai Doc公司的血压和血糖测量模块,这些模块使用串口的方式进行数据传输,只需要把这些模块的串口读到的数据通过串口中断的方式发给通信的MCU(单片机,微型控制器),由通信MCU负责蓝牙的配对及数据的传输和控制。

2.2 软件系统

软件系统由两个部分组成,一个部分是PDA上运行的软件,该部分软件是基于Windows Mobile 6.0操作系统采用C#语言开发的应用管理程序,主要有通信控制、数据显示、数据保存、用户管理等功能。PDA上的软件的蓝牙控制部分的程序能自动扫描周围的蓝牙设备,自动建立连接,并读取蓝牙串口数据,进行显示,验证确认,并最终保存。蓝牙控制及数据读取部分流程如图2所示。为了保证录入HIS的数据的安全性,数据提交到HIS服务器之前,需要有护士的确认才能提交。该部分软件已经嵌入到北京天健公司的移动护士工作站中。

另一部分软件是基于TI公司的低功耗的单片机MSP430设计的[5,6,7],该部分软件的主要部分采用C语言开发的嵌入式软件,在功能上实现了:(1)生理数据采集,对数据进行处理和显示;(2)对蓝牙进行初始化,对被动配对的应答或是主动配对的发起,然后通过串口服务进行数据的传输。MSP430系列单片机自身带有丰富的中断资源、五种低功耗的模式、内置放大器、内置模数转换器,这些功能对系统的开发带来极大的方便,减低了硬件系统的复杂性,也减低了功耗,基本符合便携要求,满足在普通病房生理参数测量方面的要求。

3 测温模块的实现

以体温采集部分为例来说明系统的实现,体温测量模块设计是所有采集模块中最容易实现的。设计体温测量模块重点考虑的几点是:(1)必须达到了医用体温测量的要求;(2)体积较小,方便病人使用,即使在未培训情况下也能使用本体温计;(3)要求在没有人工参与情况下就能实现数据的传输;(4)充电一次至少能使用一个星期。本体温测量模块完全实现了上述的要求,体温测量模块的设计最大的问题在采用何种电源方案。体温测量模块的最大的功耗是蓝牙模块,蓝牙提供串口服务的时候电流一般都在30m A左右,体温测量模块采用的电源是锂电充电电池。在硬件设计的时候,选择带有软件编程控制的电源管理芯片,我们采用了美信公司的芯片MAX8883。该芯片是带有双路输出的低压差线性稳压器,一路为3.0V提供给单片机和蓝牙模块供电,一路为1.5V提供给温度芯片供电;同时该芯片还带有关断输出的功能,设计者只需通过单片机编程对这个关断功能进行控制就可以实现软件方式的关机,关机以后该芯片的漏电流只有1μA,基本上可以忽略不计。

体温测量模块的电路设计,体温测量模块有3种关机的方式:

(1)温度测量模块在测得温度后,若不对其进行操作,8分钟后就会自动关闭;

(2)在被PDA读取数据后,温度测量模块能自动关闭;

(3)用户可以自己关闭温度模块。

体温测量模块电路的软件流程图如图3所示。单片机通过中断计数的方式计算当前的体温,并判断体温是否最高。当得到稳定的最高温度后开始配置蓝牙模组,避免一启动就初始化蓝牙模组,合理软件的设计可以降低系统的功耗、延长电池的寿命。接着等待PDA读取数据,如果8分钟内数据没有被读取,体温数据被保存至单片机内flash后自动测量模块关机。如果数据被PDA读取,检测无误后PDA发送指令给体温测量模块,模块收到指令就能马上自动关闭。三种关机的方式联合使用确保电池的合理使用,极大地延长电池寿命。

4 总结

基于蓝牙技术的生理参数采集系统设计中,蓝牙传输技术已经实现,温度测量模块模具制作已完成。目前正在临床实验,检测体温测量模块和PDA软件运行的稳定性。普通病房每天测量的生理参数主要是体温、血压和脉搏。我们设计的这个系统,配合目前正在开展的无纸化病例系统,可很大程度上代替常规的病房生理参数测量、记录,具有较高的应用价值。

摘要：采用低功耗的单片机和蓝牙模块研制出一种便携式的住院病人生理参数采集系统,实现了医院内普通病房的无线生理数据采集功能。本文从硬件和软件两方面讨论了系统的设计和实现过程,并选择了体温测量模块的实现方法做重点介绍,阐明了蓝牙技术在医疗监护、生理参数采集中的应用方法。

关键词：蓝牙技术,生理参数,PDA,MSP430

参考文献

[1]陈轶炜,张永红,白净.基于蓝牙通讯的便携式心电监护仪的研制[J].北京生物医学工程,2008(2):173-177.

[2]周玮宁,施荣,沈连丰.基于蓝牙技术的无线医疗监护系统[J].现代电子技术,2004(1):77-80.

[3]应俊,陈广飞,叶丹,等.无线体温监测系统研制[J].北京生物医学工程,2006(1):73-75.

[4]陈广飞.无线电子体温计的设计[J].中国医学装备,2006(1):21-23.

[5]刘晓东,郭兴明,肖守中.基于蓝牙的心音采集系统中串行数据通信的研究和实现[J].北京生物医学工程,2005(1):51-55.

[6]钱志鸿,杨帆,周求湛.蓝牙技术原理、开发与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.

[7]沈建华,杨艳琴,翟晓曙.MSP430系列16位超低功耗单片机原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2004.

电力参数采集技术篇2

随着沿海经济的高速发展和海洋资源开发利用力度的不断加大, 海洋环境受污染程度日益加剧, 海水水质质量不断恶化, 严重危害到海洋生物生存。我国是水产养殖大国, 海水水质质量直接影响沿海渔民的养殖经济收入。因此, 对于海洋水环境的治理和保护迫在眉睫, 而这一举措的前提是需要获取足够多的海洋水质数据。本设计就是基于这样的时代背景下, 研究海洋水质参数数据采集传输技术, 构建数据采集系统。数据采集系统的工作方式是通过将被测对象参数做A/D转换后送入计算机, 由计算机来实现对信号数据处理。基于Lab VIEW的数据采集系统由硬件部分和软件部分组成。硬件部分依托NI 9219 数据采集卡实现对前端水质传感器的信号采集工作。数据采集软件部分采用NI图形化编程软件Lab VIEW进行相关采集程序的设计。Lab VIEW是一种图形化开发环境, 能够实现信号采集、数据分析、数据处理和信号显示等功能, Lab VIEW软件包含了各种用于数据采集, 信号处理、数据分析的功能模块, 它能够实现数据采集、分析与显示功能集中在同一个开放式的开发环境中。[1]

海水水质检测通常涉及参数主要有:盐度、p H、溶解氧、电导率、水温、无机磷、无机氮 (硝酸盐、亚硝酸盐和氨) 、油类以及一些重金属元素等。本设计考虑海水水质检测的常规参数结合自身实际需求最终选择了对海水水温、PH值、溶解氧、电导率和氨氮量五项水质信息进行数据采集。

2 海水水质采集系统的硬件组成

2.1 NI9219 数据采集卡

本设计选择NI9219 数据采集卡, 它是一款4 通道, 24 位通用模拟输入模块, NI 9219 能够测量传感器中的多种信号, 如应变计、RTD、热电偶、测压元件和其他需要供电的传感器。由于通道接受单独选择, 4 条通道可以分别进行不同类型的测量。测量范围随测量类型而异, 包括±60 V最大电压范围和±25 m A最大电流范围。NI 9219 共有4 个6 端子弹簧端子连接器, 每个连接器可提供一个模拟输入通道。NI 9219 各通道间相互隔离。4 个24 位模数转换器 (ADC) 可同时对4 个模拟输入通道进行采样。NI 9219 可为需要激励输入的模式提供激励电路, 并在每种模式下重新配置ADC和激励电路, 以适应不同传感器类型。实物及通道说明如图1 所示。

2.2 传感器选型

从2000-2014 年中国海洋环境质量公报[3]中我们可以看出:我国每年都要对海水水质质量进行评价, 每年在全海域开展了春季、夏季和秋季三个航次的海水质量监测, 主要的监测参数包括海水中无机氮、活性磷酸盐、石油类和化学需氧量等;同时还在我国管辖海域开展了海洋表层水温和水体盐度监测, 并在部分海域开展了海流监测。海水水质参数的检测在沿海水产养殖中同样至关重要, 海水水质质量健康, 才有利于水生动物正常生长, 降低了水生动物的发病率, 达到可观的养殖效益[4]。通过了解了海洋环境监测的主要海水水质参数和水产养殖的关键参数, 最终本设计方案结合项目需求和现实可行性确定了对海水的水温、含氧量、ph值、氨氮量和电导率五项水质参数进行检测。

2.2.1 温度传感器。温度传感器选用四线制的PT 100 铂热电阻温度传感器。铂热电阻的阻值会随着温度的变化而改变, 其输出信号与温度变量之间有一给定的连续函数关系。该温度传感器精度高, 结构紧凑, 功耗低。在模拟量采集的过程中还可以抗外界的电磁干扰, 保证了传感器的可靠性。主要技术参数如下:

测量对象:液体、气体和蒸汽

测量量程:-5℃~60℃

精度等级:±0.5%FS

供电电压:12~36V DC, 标准值24VDC;

输出信号:4~20m A DC (四线制)

2.2.2 含氧量传感器。含氧量的检测选用德国WTW公司生产的FDO 700 IQ含氧量传感器, 利用荧光法测量, 根据水体水质中红光持续时间的长短测试含氧量的浓度。它具有测量精度高、寿命长等优点。使用时对水流速度无要求, 使用过程中无需进行校正。主要技术参数如下:

测量方法:荧光法

测量量程:0~20.00mg/L

分辨率:0.01mg/L

测量精度:±0.05mg/L

输入电源:由IQ Sensor Net供电24V DC

输出信号:4~20m A DC

功耗:0.7W

校正:不需要

2.2.3 PH值传感器。海水水质中的p H值检测选用德国WTW公司生产的PH/ORP Senso Lyt 700 IQ传感器。该传感器内置不锈钢探头, 具有玻璃感测电极, 适用于恶劣的环境下工作, 耐腐蚀。主要技术参数如下:

测试范围:0~14.00p H

输入电源:由IQ Sensor Net供电24V DC

输出信号:4~20m A DC

耐温/ 耐压:0~60℃/bar

电气连接:2 芯屏蔽电缆, IQ专用电缆

功耗:0.2W

2.2.4 氨氮量传感器。海水水质中的氨氮量的检测选用德国WTW公司生产的氨氮测量仪。采用离子电极法测量, 具有自动补偿的功能, 消除了水质中其它干扰离子的影响。该传感器响应速度快, 运行可靠, 维护成本低。主要技术参数如下:

离子电极:1 支参考电极, 2 支测试电极

补偿配置:干扰离子补偿电极

测量范围:0.1~100.0mg/L

测量精度:0.01mg/L

操作温度:0~40℃

输入电源:由IQ Sensor Net供电24V DC

输出信号:4~20m A DC

功耗:0.2W

2.2.5 电导率传感器。海水水质中的电导率检测选用了德国WTW公司生产的Tetra Con 700/IQ

四极式测试技术通过测试两个极板之间电解液的电导 (电阻的倒数) , 之后与电极常数相乘, 得到结果就是溶液的电导率。计算机的任务是把由电导率传感器输出的电流信号进行处理, 之后乘以电极常数, 最后换算成电导率。四极式电导率传感器有两个优点, 第一解决了高电导率测试时的极化难题;第二, 解决了电极污染造成读数不准的问题。

综上所述最终设计的海水水质数据采集系统硬件组成如2 图所示。

3 海水水质数据采集系统的软件设计

3.1 数据采集系统软件设计方案

在完成采集系统的硬件设计之后, 对数据的处理分析用NI公司的Lab VIEW软件实现, Lab VIEW是实验室虚拟仪器集成环境 (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) 的简称, 又称为G语言, 是一种新的编程语言。该软件是美国NI公司在1986 年研发的虚拟仪器开发平台, 也是现今应用最为广泛、发展速度最快以及功能最为完善的一款集成图形开发软件。Lab VIEW以图形的形式提供了多种信号分析和处理函数, 可以更加高效的构建虚拟的测量仪器, 实现对数据的分析处理。上位机采用Lab VIEW代替硬件实现数据处理, 那么以后系统升级都不再需要对硬件进行修改, 只需要改善上位机软件即可。本设计数据采集系统软件设计框图如下图3 所示, 接下来本文主要在传感器信号采集程序设计上做详细介绍。

3.2 数据采集模块程序设计

数据采集模块实现采集卡对前端传感器信号的采集工作, 完成了数据从硬件系统到计算机存储模块的转移。本文海水水质数据采集系统利用DAQ助手实现对NI9219 数据采集卡输出的信号进行采集。

3.2.1 数据采集前硬件检查。启动NI MAX, 在measurement&Auto Nation explore界面检查设备和接口是否连接正常, 在软件选板检查NI采集卡、NI-DAQ等驱动程序是否安装成功。如图4所示。

3.2.2 数据采集程序设计。数据采集程序实现对前端数据采集卡输出的模拟信号进行采集。本设计在数据采集程序设计过程中是要是使用DAQ助手实现对采集卡输入的信号进行采集。下面以对溶解氧信号采集为例, 主要设计步骤:

在Lab VIEW软件中, 新建程序框图, 打开函数面板下的测量I/O选板中的DAQmx- 数据采集子选板中的DAQ助手, 将其拖到程序框图中, 系统将自动弹出DAQ助手初始化窗口。在此窗口中我们将要选择采集数据信号的测量类型, 包括一个或多个通道定时、触发等属性的集合。要在DAQ数据采集任务中完成多个测量类型, 必须首先创建具有一个测量类型的任务。任务创建完毕后, 单击添加通道按钮可向任务添加一个新的测量类型。在此窗口中我们选择采集信号的类型, 包括模拟输入、数字输入、计数器输入和TEDS。本次设计溶解氧测量仪输出的是电流, 所以我们选择模拟输入, 电流信号。如图5 所示。

DAQ数据采集测量类型创建完成后, 就要选择前端采集卡的物理通道, 如之前已配置了与任务具有相同测量类型的全局虚拟通道, 单击虚拟栏可向任务添加或复制全局虚拟通道。复制全局通道至任务后, 全局通道将变为一个局部虚拟通道。将全局虚拟通道添加至任务后, 任务将使用实际的全局虚拟通道, 任何对全局虚拟通道的改动都将反映在任务中。如图6 所示。

完成了数据采集测量类型的选择和测量任务通道的分配之后, 就要对采集数据信号进行配置, 包括采集数据信号的输入设置和定时设置。输入设置包括信号输入范围, 电流与被测量的自定义换算以及换算后的单位。溶解氧测量仪输出信号是4-20m A, 所以在信号输入范围的最大值填写20m A, 最小值4m A;在自定义换算新建溶解氧, 填写换算后单位mg/L。如图7 所示。

以此方法步骤分别配置好Ph传感器信号、电导率传感器信号和温度信号。

3.3 数据采集系统程序框图

配置好DAQ助手之后, 利用Lab VIEW图形化编程技术, 完成海水水质数据采集系统的程序框图设计, 程序框图见图8 所示。

结束语

本次设计海洋水质参数数据采集系统, 实现了对海水水温、ph值、含氧量、氨氮量和电导率数据的采集。在硬件部分, 通过NI9219数据采集卡精确高效的完成了对水质传感器信号的采集和向上位机传输传感器信号的工作, 采集的信号质量高, 响应速度快, 基本无响应延迟。在软件部分, 通过Lab VIEW完成对信号采集程序的设计。实验结果证明基于Lab VIEW海水水质数据采集系统具有使用方便, 数据采集工作效率高, 采集到的水质数据精确等优点。

参考文献

[1]魏晨阳, 朱健强等.基于Lab VIEW和声卡的数据采集系统[J].微计算机信息, 2005, 1:45-48.

[2]王丁丁, 武杰等.基于Compact RIO的数据采集模块设计[J].核技术, 2012, 07:539-542.

[3]国家海洋局.《2014中国海洋环境质量公报》.2014

[4]赵小欢.基于WSN的水产养殖水质在线监测系统设计[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学, 2014:11-15

[5]孙福生, 朱英存等.环境分析化学[M], 2011.10:295.

[6]刘珊珊, 刘双峰.基于Lab VIEW的数据采集系统设计及应用[D].太原:中北大学, 2012

[7]NI9219使用规范手册;2009

[8]刘付用, 李伟.常规参数水质检测系统的设计与实验[D].重庆:重庆大学, 2011.

电力参数采集技术篇3

近代以来,随着社会经济的发展,我国国民生产总值的提高,人们的生活水平达到小康水平,正因如此,家庭用电量越来越大,引起我国不少越来越关注电力公司生产的用户用电的质量、对家庭的供电效率等,所以我国国家电网总局对我国电力输送的要求以及电网运行的过程越来越高,因此对电网运行的自动化水平要求越来越高,电能信息采集系统是一种自动化系统,它可以通过一些手段,如收集电力用户的各种用电数据、然后收集的数据进行分析和处理等,从而实现对电力用户的用电情况进行监测和控制从而了解用电用户的信息及用电情况。电能信息采集系统包括了各种各样的世界先进的技术,例如计算机软件与硬件、数字通信、电力负荷以及电力营销、能力计算等,达到对系统从电力用户处收集到的各种用电数据分析处理的目的。通讯链路资源、系统主站以及电能用户用电信息采集终端设备为电能信息采集系统的主要结构。

在电力信息采集系统中,数据采集、营销采集、数据库管理三部分形成系统主站,其作用是采集电力用户处的终端信息、对系统的各种业务进行逻辑分析并管理、挖掘分析管理获得的数据。

1 电力系统中电能信息采集系统的应用及存在问题

1.1 用户用电信息的采集与分析

电能信息采集系统的主要功能就是收集用电用户的各种用电信息,进而对收集的信息进行分析管理。用户用电信息采集的主要工作内容有四个 :(1)采集各种数据,这些数据均与电能量有关,比如总电能量、总电能示值、各费率电能示值、各费率电能量等 ;(2)实现定义交流模拟量的监控 ;(3)采集工况数据,比如采集及计量终端设备的运行工况信息等 ;(4)采集各种事故或事件记录的数据,比如电能用户终端盒电能表记录的事件或故障记录数据等。

1.2 电力用户负荷控制

电能信息采集系统中的用户前端采集终端设备,可以实现对用户的功率定值控制、费率定值控制、盒电量定值控制等功能,因为采集终端设备可以远程控制并操纵用户的负荷控制开关,所以,电能信息采集系统的主站就可以根据一些指标如功率定值、电量定值以及电费定值,对采集终端下达一些控制或操作的命令,为所实行的预付电费制度提供了基础。一般来说,对费率定值的控制一般由电能系统采集系统的多个部分,如系统主站、用户采集终端等,相互协调、相互配合才能完成对费率的定值控制,主要有三种模式可以实现对费率定值的控制,这三种模式分别为主站实施费控、终端实施费控和电能表实施费控,由于这三种模式的相互联系、相互配合、相互协调,最终使对费率的控制非常灵活、可以多样化控制并进行管理,如此,将会对用电用户实现细致化、集约化的管理,保障了用电的均匀分配,为降低用电高峰、对电能资源合理利用并节约奠定了基础。

1.3 其他综合拓展应用

由于电能信息采集技术具有非常大的灵便型,它应用活泛,可以轻松的控制操作电力系统,并对其发出指令,使其完成电力公司的输送电力的任务,因此,电力信息采集系统除了一些专业性应用外,在电网系统中,它还有一些综合的、拓展性的应用,这些应用与提高电力公司对电力用户输送电力的电力需求、提高电网系统的自动化程度、将电网系统的工作系统化、细致化等有着不可分割的联系,同时起着重要的作用。

1.4 用电情况统计分析

在我国电网快速发展的浪潮中,对各个地区甚至每个电力用户的用电情况统计分析越来越重要,也因此使得用电情况统计成为不可或缺的应用。之所以在电力需求侧管理中的应用越来越广泛,是因为电能信息采集系统既能综合分析电力用户的用电情况,也能够及时了解异常用电情况,提供有效的统计数据,除此之外,还能通过一定的方式让电力公司直观的了解用电情况,如WEB发布、报表生成等。一般情况下,对电力用户的综合用电分析一下几个方面 :(1)负荷分析,对一定时间内的电量使用情况进行统计分析,如按区域、行业、线路、电压等级、自定义群组、用户、变压器容量等,并且可以与往年进行同期比较,通过比较用电高峰期及发生时间等情况,及时对用户用电的趋势进行了解 ;(2)负荷率分析 :电能信息采集系统可以分门别类各时间对不同时间段内的负荷率进行趋势分析,如按行业进行群组分析、按电压等级进行群组分析甚至可以进行自定义,进行更加详细的统计分析 ;(3)电能量分析 :电能信息采集系统可以根据不同的分析对象如区域、行业、线路、电压等级、自定义群组、用户等类别,以日、月、季、年或时间段等时间维度对系统所采集的电能量进行组合分析,包括统计电能量查询、电能量同比环比分析、电能量峰谷分析、电能量突变分析、用户用电趋势分析和用电高峰时段分析、排名等。(4)三相平衡度分析 :电能信息采集系统可以对配电变压器进行三相负荷进行分析,对用电用户的相线电量进行分析,从而为优化配电管理提供了有力的理论依据。(5)负荷预测支持 :电能信息采集系统可以根据采集的数据进行用电量的分析,根据不同用户甚至地区,显示出用电变化的规律,为电力公司对用电的控制提供了有力支持。

1.5 电能采集信息化应用

电能信息采集技术为电力系统实现信息化提供了技术条件,利用结合网络平台如微信等软件。据了解很多地方电力公司,已经正式上线投入运行正式上线投入运行微信公众服务平台。市民可通过微信平台零距离享受各项电力服务。目前微信公众服务平台,将向客户提供电费账单查询、缴费记录查询、准实时电量查询、停电信息查询、营业网点查询、用电档案、服务资讯、事务公告等多种便捷服务。以后,该平台还将逐渐拓展微信、淘宝、网银等多种方法缴费、信息订阅、智能应答等功能。(图 1)

通过微信服平台的应用,把用电客户的用电情况(比如说在一天不同时间段的用电负荷功率,每个月的用电量电费反馈给用户,让用户对自己的用电情况能及时的了解,以便客户更合理的调整自己的用电方法安排自己的生活生产经营)间接的也能督促用户及时交电费,使用户更了解自己的有点情况,减少了不必要的误会,增加了用户对电力部门的信任,从而能够更好的配合电力部门的工作,减少了电力系统营销客服工作人员的工作压力,提升了服务质量,使用电客户享受到了网络化信息化、个性化用电服务。用电客户个根据自己的用电习惯选择适合自己的用电方式,并且可以通过手机上的通讯软件对用电设备进行远程操作,通过现有的技术进行稍加整合完全能够使智能化用电实现低成本的推广普及。电能信息采集技术为实现信息化、个性化、低成本智能化用电提供了提供了信息技术基础,对电力行业的发展具有重要意义

2 国内外研究进展及应用前景

目前,国内外对电能信息采集系统已经有很多应用,西方发达国家对此的应用技术已经应用的非常成熟,如在欧美,许多政府机构硬性颁布条例推动电能采集技术的应用与实施,并且取得了巨大的成就。加拿大2005年要求的电力公司完成的智能电能采集体系在2010年已经全部完工,并且国外很多国家都在进行整改,拓展电力采集系统的广泛应用。国外在取得成就的同时,我国也在借鉴经验的同时积极在我国国内应用电能采集系统,但是技术上还有一定的差距,一些企业完全照搬国外的经验技术,使得应用进展缓慢,所以我国电力公司应该研制出一套适合我国国情的电能采集系统的应用措施,这也是有必要的。

3 结语

近年来,我国社会经济发展迅速,人们不得不增加用电量,因此,电力企业得到了迅猛的发展。而电能信息采集系统的应用不仅实现了一般电网中的基本作用,还展示了一些拓展功能,这不仅实现了对电力各个方面的系统管理,还使得电力公司对用电用户更为细致的了解,为电力公司对电网的及用电用户的用电量控制奠定了基础。在时代不断进步的社会,电能信息采集系统跟上了时代的脚步,实现科学化、现代化、制度化,因此,无论从哪个方面看,电能信息采集系统建设都会保证供电企业的经济效益,进而推动电力事业的健康、稳定、顺利的发展。

摘要：当今社会,在电力企业的管理过程中,自动化技术占据非常重要的地位,它可以提高企业竞争能力,进而使企业能够健康、稳定的发展,而电能信息采集技术是一项先进的、可应用于电网的综合技术,他可以提高对电力系统的管理,也能处理多种异常情况,因此在我国电网建设中占有重要的地位。本文对电能信息采集技术进行了介绍,并且阐述了其在电网系统中的应用与建设,为我国电网对电能信息采集技术的应用奠定了基础。

电力参数采集技术篇4

关键词：嵌入式,数据采集,智能电表,通讯

0 引言

智能电表是现代计算机技术和现代测量技术相结合的产物,具有数据自动储存、运算、逻辑判断、自动操作以及远程网络传输等能力和功能,在现代社会中应用广泛。近些年来,随着全球范围内“智能电网”及高级量测体系建设,并伴随着以计算机技术、通信技术为主的信息技术的快速发展和Internet的广泛应用,嵌入式系统应用入电量采集方面也得到了越来越多的应用。

1 嵌入式硬件设计

现在嵌入式的电力数据采集在硬件方面主要由两种构架来设计。一是使用通用芯片架构;二是MCU加载了专用集成芯片,是一种ASICS的架构。

在通用芯片架构领域内,随着嵌入式处理器的不断更新,单片机、ARM、CPLD、DSP、FPGA等通用硬件的引入,在功能和性能上均为系统设计提供了很大的空间。MCU作为核心处理器,用MSP430F149或51单片机作为核心芯片,通过模拟开关将多路被测模拟量接入A/D转换器,实现模拟信号转换成数字信号,再通过单片机编程控制其转换,在数码管上显示,进而达到过程控制和科学研究的目的。此系统的精确度和运算能力有限,人机交互界面不够直观友好、信息量小,并且数据传输距离、数据存储容量和实时分析能力都有限,数据采集模块加PC机或笔记本电脑模式的成本高、体积大。

采用DSP控制核心的电力数据采集设计,采用数字信号处理器DSP作为核心数据采集、处理和功率变换器。具有数字功率乘法器高精度、高稳定性的特点,能够同时测量出同一时刻三相电压、电流和功率的瞬时值。DSP处理器同时完成对结果数据的处理、显示、键盘等管理和控制。

也有基于ADm C812和DSP的数据采集系统,以ADm C812作为主机,完成ADC、DAC、显示、键盘等功能,而DSP作从机,专注于复杂的数据运算,两者通过通用的SRAM实现数据的交换和通信。

基于ARM的嵌入式数据采集,分为数据采集部分、数据传输部分、远端主机。嵌入式数据采集部分,采集系统置于被监控的设备处,通过互感器对电力系统的电压或者电流信号进行采样、保持,送入A/D转换器变成数字信号,并对采集到的数据进行滤波等简单的处理,同时提供调整运行参数的接口。数据传输部分,将嵌入式采集部分采集到的数据通过嵌入式系统的通讯接口传送到远端的主机,并把远端主机的控制信息传送到本地数据采集部分。远端主机,对传输过来的远程数据进行处理、存储、显示等工作,并可以修改嵌入式采集部分的运行参数,以控制数据采集的工作。

在ASICS架构的芯片领域,许多国内外芯片制造商纷纷定制出许多高性能的电能专用计量芯片模块,如ADI的ADE7755、ADE7758等,炬力的ATT7022B、ATT7023等三相多功能计量芯片;此外还有BL093系列单相电能计量芯片,BL0952数字式三相有功电能计量芯片,CS5460、FM7755、MAXQ3180等。

2 嵌入式软件设计

数据采集系统所应用的嵌入式系统软件平台,大多都是建立在Win CE,Linux和unix等嵌入式系统中。有在Linux系统下利用S3C2410采集数据并直接驱动MC39i模块进行数据远传的设计方案。也有在Windows CE操作系统的PDA上实现电力数据采集器的基本解决方案。

采用编程语言根据软件平台的不同,有汇编语言,C语言,C++,C#,java等。

3 数据通讯方式

除了电力数据采集系统所必需的软硬件之外,采集系统与电表之间的通讯方式也是不可缺少的一部分。大致可以分成两类:有线通信和无线通信。

有线通信通常采用RS-232、RS-485总线、CAN总线或有线MODEM等方式,还有基于Lonworks总线技术的智能多站点分布式通信。

RS-485可以进行多点和双向通信,允许多个发送器连接到同一条总线上,使得一个集中器管理多个电表的线路,易于实现。RS-485接口具有结构简单、成本较低,容易控制、抗噪声干扰性、传输距离较长等特点,使其成为首选的串行接口。

LonWorks总线是用于现场仪表、控制器与监控中心之间的一种全分散、全数字化。智能、双向、多变量、多点、多站的分布式通信系统,电力数据可通过Lonwork总线主控制模块向网络传输。

无线通信方面,在自动抄表系统中的抄表器及其下层附属的各个电表由一个采用Zig Bee通讯方式的多用户智能电表替代,构成Zig Bee局域网通信系统,进行数据传输。也有在电力数据采集模块中嵌入GPRS模块,与终端的IP协议通信及分组数据网直接互通,有效提高了数据传输速度和流量。应用GPRS通讯可以实现抄表系统的实时在线。亦有采用CDMA技术的无线通信技术实现远程通信,且CDMA传输速率相对更快些,而且支持mobile IP功能。

无线通信具有无需布线、成本低、组态灵活、功耗低、误码率低等特点,成为当电力数据传输的研究方向。

4 总结

电力数据采集系统服务于现今的“智能电网”和AMI技术,向着高速化、集成化、便携式、智能化等趋势发展。

参考文献

[1]静恩波.智能电表及其研究现状[J].低压电器,2011.03.

[2]王思彤,周晖,袁瑞铭,易忠林.智能电表的概念及应用[J].电网技术,2010.04.

[3]陈晓燕,庞涛,石亚麋,王光强.基于无线网络的电力数据采集系统,低压电器2011年13期.

电力参数采集技术篇5

1 电能信息采集技术概述

电能信息采集主要是借助自动化系统实现对电能数据的收集和处理, 是计量电能的主要方式。该项技术的实现运用了较多的现代技术, 比如电能计量技术、电力营销技术、计算机技术、电力负荷管理技术和数字通讯技术等, 因此该技术的实际功能较多, 不仅可以自动采集电能信息, 还可以对电力系统的异常情况进行监测, 实现用电分析等, 其在电力系统中的运用具有重要的现实意义。

2 运用电能信息采集技术的重要意义

2.1 提高了电力企业的服务质量

电力企业运用电能信息采集技术后, 将通过计算机技术分析和统计用户的电能使用情况, 用户可以网上查询、核实自己的用电情况, 也可以拨打相关热线电话了解用电情况, 提高了电力企业的服务质量。同时, 该项技术的使用能够快速、及时地为电力企业提供供电资料, 便于电力企业作出正确的营销决策, 为用户提供更好的服务。

2.2 改变了电力营销模式

在传统的电力系统管理模式中, 为统计用户的电能使用情况, 电力营销人员需要挨家挨户地定期统计, 不仅需要耗费大量的人力、物力, 同时对电能的统计往往会存在一定的误差, 致使用户与电力企业的关系不融洽, 用户拖欠电费的情况时有发生, 不利于电力营销工作的顺利开展。但是运用电能信息采集技术后, 电力营销模式发生了较大改变, 营销人员通过计算机统计便可方便、快捷地获取用户的用电信息, 并实现对用户用电的控制, 避免用户拖欠电费情况的发生。

2.3 促进了电力营销的精细化管理

电力企业进行精细化管理不仅可以实现对电力资源的合理利用, 还可以为电力企业创造更多的经济利益。在电力系统中运用电能信息采集技术对电力企业的精细化管理具有极大的促进作用, 一方面, 电力营销人员能够及时掌握用户的用电情况, 根据用户不同的用电需求, 科学制订电力营销策略;另一方面, 使用该技术可以掌握电能质量和用电异常情况, 有助于电力营销人员进行精细化管理。

2.4 创造更多的经济效益

电能信息采集技术的使用不仅能减少电力企业抄表人员数量, 同时也能极大地提高电能统计的工作效率, 减少电能统计误差。根据不完全统计, 采用电能信息采集技术后, 电力企业的自动抄表比手工抄表效率高出近30 倍, 近千户的用电情况一般在2 h内就可以完成统计, 工作效率非常高, 几乎无统计误差。可见, 使用该技术能够节省大量的人力、物力, 降低企业的管理成本, 为企业创造更多的经济效益。

3 电能信息采集技术的合理应用

3.1 用电信息采集

将电能信息采集技术运用于电力系统后, 用电信息采集将不再通过手工抄表实现, 信息采集系统会根据时间设定, 定期统计用户的用电情况, 实现对用电信息的自动采集, 并借助计算机软件汇总、整理用电信息, 形成统计表格或统计图。同时, 信息采集系统可对异常的用电情况进行监测, 便于用电企业进行维修和管理。

3.2 用户分类

当前, 根据对电能的不同需求, 可以将用户分为公用配电、居民用电和商业用电三种, 其中, 商业用电的级别可分为单相电、三相电和专变电等。不同的用户需求, 电能信息采集技术的具体使用方案不同——公用配电只需实现电能信息收集即可;民居用电范围广, 应实现对电能信息的集中收集;对于商业用电而言, 需要安装专变采集终端。

3.3 电负荷控制

电力系统的供需不平衡往往会导致电负荷运作, 严重时, 还会导致停电。这不仅会给用户带来生活上的不便和经济损失, 同时也会损坏用电系统, 影响电力企业的经济效益。将电能信息采集技术运用到电力系统, 可实现对电负荷的控制——当电力系统出现电负荷时, 相关电力管理人员能够及时获得信息, 从而采取相应的措施保证电力系统的供需平衡, 减少停电带来的经济损失。

3.4 用电分析

对用户的用电情况进行分析是制订电力营销策略的基础, 也是电网管理的重要依据。在运用电能信息采集技术前, 用电分析工作主要由电力企业的相关管理人员完成, 不仅对管理人员的业务水平要求较高, 同时工作效率较低。充分运用电能信息采集技术后, 系统会自动生成用电统计结果, 并根据相关统计完成对用电情况的分析, 以图表等形式制作成相关报表, 供管理人员制订电力营销策略时参考。

4 结束语

综上所述, 电能信息采集技术的运用提高了电力企业的服务质量, 改变了电力营销模式, 促进了电力营销的精细化管理, 为电力企业创造了更多的经济效益。当前, 电能信息采集技术在电力系统的运用主要集中在用电信息采集、用户分类、电负荷控制和用电分析等方面, 该项现代技术对电力企业的发展具有良好的促进作用。

摘要：首先介绍了电能信息采集技术, 然后基于电力系统运用电能信息采集技术的重要意义, 分析了这一技术在电力系统中的合理应用。

关键词：电能信息采集技术,电力系统,用电信息,服务质量

参考文献

[1]李滨兴.电能信息采集技术在电力系统中的应用[J].黑龙江科学, 2014 (11) :252.

[2]李兵.探析电能信息采集相关技术在电力系统中的应用[J].电子制作, 2014 (18) :88-89.

电力参数采集技术篇6

1 电能信息采集技术在电力系统中功能的实现

1) 电能信息采集系统的组成。电能信息采集系统是一个将电力信息集中采集并统一管理的系统, 其总体架构是由主站系统、信道和采集终端三部分组成。其中, 主站系统的功能由软件和硬件共同完成, 是电能信息采集系统的核心部分, 采用分布式多层技术扮演着指挥中心和负荷调度中心的角色, 其功能包括下发命令、数据分析、终端管理、系统维护以及外部接口, 是数据的处理中心, 也是整个系统的管理中枢;电能信息采集终端安装在用户端, 其功能和作用受主站的控制和监视, 执行主站下发的命令, 进行电力信息的采集, 包括:遥控遥测功能、数据采集功能和交流采样功能等, 是电能信息采集系统的重要组成部分;通信信道是主站与采集终端之间的通路, 起着主站与采集终端以及电能表之间的链接作用, 目前使用的信道主要是GPRS/CDMA无线公网和230M负荷管理无线专网两种, 信道随着通信技术的成熟得到迅速发展。

2) 电能信息采集系统用户分类。智能电能表和采集终端的选择是按照国网公司制定的智能电能表的功能和型式以及专变采集终端、集中器、采集器等技术规范进行。根据电能使用量, 将电能信息采集系统的用户由小到大分为公用配变考核计量点、居民用户、单相一般工商业用户、三相一般工商业用户、中小型专变用户、大型专变用户。不同类型用户的分布情况以及功能需求有所不同, 所采用的技术方案也有所不同。根据功能需求, 公用配变考核计量点这类用户只是对电能表的数据进行读取, 所以可以选择配变检测终端;居民用户的数量较大分布较广, 所以应将智能电能表与集中抄表终端配合使用;单相一般工商用户和三相一般工商业用户是小型用电性质的非居民单相用电, 通常选择的供电模式为台区公配变压器;中小型专变用户一般选择230MHz专网通信模式, 安装专变采集终端以提高经济效益;对于大型专变用户, 因其分布半径较大, 应选择专变采集终端和230MHz专网通信以提高经济效益。

2 电能信息采集系统的功能

1) 用电信息的及时收集和掌握。电能信息采集系统一个重要特点就是能够及时提供间隔十五分钟的抄表数据, 帮助管理部门及时了解客户的炉变、线路、变压器等设备的用电情况, 并将各种信息进行综合分析, 汇总成各类曲线, 快速准确了解用户用电信息。采集系统的终端设备和计量表运行状况还具有自动上报异常情况的功能, 为管理部门及时到现场检修提供必要的信息机制。

2) 电力负荷的集中监控。目前, 电负荷的主要监控内容有:区域负荷、行业负荷、客户负荷总加、分路负荷、三相负荷;三相电压监测、三相电流监测等。电负荷的监控信息, 可令管理部门灵活及时地调整供用点的方案和策略, 对客户侧的用电负荷实施集中监控管理, 能够有效减少客户的停电损失, 保障电力系统的供需平衡, 实现电力系统的安全运行以及电负荷的稳定和持续, 有效减少用户用电成本, 提高供电系统发电设备的利用率, 增加投资建设效益。

3) 应用分析功能。电能信息采集系统能够体统基本数据的查询, 使管理部门充分了解用户的基本用电情况, 同时给各管理部门定期自动生成一个完整的报表;还能统计出年月日的点负荷数据, 为灵活制定用电车略提供依据, 提高电网的管理水平, 保证用电的供需平衡;电能信息采集系统能够通过电量分析和数据对比, 发现用电异常的客户, 以便及时作出调整;能够统计出年月日时间段的电能质量数据, 并对其进行统计分析, 以实现电能质量的监控管理。

4) 提高用电信息服务水平。对电能信息采集系统收集到的信息和数据进行分析后, 可将结果信息共享, 建立用户端电话或者网络查询渠道, 并对用户端的用电情况和用电方式进行指导和监督;在用户端用电发生异常情况是及时进行分析和预测, 并报警提示, 从而加强客户用电服务, 提高电子资源的社会经济效益。

5) 远程遥控功能。当对采集的客户用电信息进行分析发现用电异常情况时, 电力管理部门可通过紧急限电或者计划限电两种方式对某个或某片区的电力客户进行远程遥控跳闸控制。当异常排除后, 发出合闸命令, 通知客户对已跳开的开关进行处理, 提高客户用电的安全性。

6) 提高经济社会效益。电能信息采集系统能够有效提高用电区域的自动抄表率, 使自动抄表率达到98.6%, 与安装系统前相比, 自动抄表率提高了5倍有余;大量缩短每千户的平均抄表时间, 使每千户的抄表时间缩短到2小时, 与安装系统前相比, 工作效率提高25倍有余, 大大节约了用户用电数量统计的时间, 提高了抄表的工作效率和准确率, 节约了大量的人力资源和财力资源, 每年可节省数百万元的抄表费用, 具有积极的社会效益和巨大的经济效益。

3 展望

目前, 电能信息采集技术的安装还不够统一, 不成系统不成规模, 其还有更多功能有待拓展。可拓展的方向有:因各电能信息采集系统的子系统在数据采集的时间和方式有所不同, 可能造成分析结果牛头不对马嘴的现象, 所以信息采集应使用同一前置的同一终端设备, 能够有效消除牛头蛇尾的现象, 但此法的实施具有一定的困难, 需要后期不断的研究和努力;还可利用系统提供的综合用电信息优化电负荷曲线, 拓展用户端的管理业务, 从而提高电力系统的电网负荷率和电能质量, 优化用电结构, 维持电市场秩序。

电力系统的运行以及管理服务也是一个发展方向。可围绕主站系统、信道设施、电能表、终端设备的运行和维护进行相关人员的调配改组, 以适应现代化技术手段在电力系统中的应用, 满足营销业务管理的整体需要, 提高电网系统的工作效率和服务水平。

摘要：电能信息采集技术是一种综合信息采集技术, 其在电能信息采集中的应用加强了电力系统的管理水平和发现处理异常情况的能力。本文阐述了电能信息采集技术在电能信息采集系统中的核心作用, 并介绍了电能信息采集系统的组成结构和电能信息采集系统的用户类型, 总结了电能信息系统的功能和作用, 旨在为提高信息采集系统的整体应用提供参考意见, 以达到提高电力系统的管理水平, 合理使用电力资源的目的。

关键词：电能,信息采集技术,电力系统

参考文献

[1]黄欣.电能信息采集系统在电力需求侧管理中的应用[J].华中电力, 2011.

[2]傅少荣.基于用电信息采集系统的自动抄表数据应用[J].中国电业 (技术版) , 2012.

[3]穆雅玲.电能量信息采集系统的拓展应用[J].科技风, 2012.

[4]滕林高.利用用电信息采集系统实现有序用电管理[J].农村电气化, 2011.

电力参数采集技术篇7

关键词：DSP技术,仿真测试,傅里叶算法

0引言

基于DSP技术的电力远动系统数据采集是采用数字信号处理方法中的FFT(快速傅里叶变换算法),将数据采集的电流、电压中的干扰转化为高次谐波,避免模拟滤波电路参数不匹配带来误差,大大提高了测量精度。本人根据数字信号处理原理及应用DSP芯片、MPU芯片双CPU为核心的电力微机远动装置的设计思路,进行了相关软件算法设计的仿真测试,实现电参数的测量功能。

对一个已明确的频率、幅值、相位待测信号进行加窗傅里叶分析,通过Matlab和CCS得出仿真结果,算法可行性得到验证,为实现DSP系统的硬件电路的设计奠定基础。

1测试信号波形图

通过Matlab程序对信号进行分析,设基波频率为50Hz;直流分量为10,基波幅值20,二次谐波幅值10,三次谐波幅值15,表达式如下:

测试信号波形图如图1所示,测试信号傅里叶变化图如图2所示。

2基波频率仿真分析

分析基波频率,通过一个简单的待测信号f(t)=sin(ω0t+φ1),可以得出φ1,要得出f(瞬时频率),或者ω0,就要在时间上平移原信号,得到平移后的信号:

一个时间Δt的改变量对应于一个Δφ=ω0Δt的相位改变量(图3)。

由于f=2πω,Δt→0,可以得出:对θ求导即可确定被测信号中该频率分量的瞬时频率f。即:

实际的仿真过程中,每次对时间的平移量取为Ts/N,其中N为一个周期内的采样点数,Ts为周期的时间。

做平移,则可得到平移m个Δt后h次谐波所对应的ah和bh的表达式:

求得平移后的相位,并得到幅值与平移时间的关系:

对于每一个时间Δt,可以求得一个Δφ/Δt,仿真中,Δt的取值为0.0025s,计算每个时刻的瞬时频率,得到表1。