在測得相位角Ф、電網電壓為UN、電網電流為IN，可以通過下列公式算出其他的電力參數。 視在功率 SN=UN＊IN （1） 有功功率 PN=3＊UN＊IN＊COS（Ф） （2） 無功功率 VN=3＊UN＊IN＊SIN（Ф） （3） 發電機轉速 s=60f/p=K/CS （r/min） （4） 式中 SN——視在功率， PN——有功功率， UN——相電壓有效值 IN ——相電流有效值，Ф——相位角，f—— 發電機端電壓頻率 p——極對數，K——比例常數，CS——半周期的計數值 4 硬件電路 是整個測量系統穩定工作的基礎，其設計的合理與否，將直接關系到系統能否正常工作以實現設計的功能。硬件電路設計應遵循以下原則[2]： （1）單元電路設計模塊化 把系統功能細分為各個單元，各單元電路獨立實現其功能。這樣電路設計的思路就很清晰。 （2）高可靠性設計 硬件電路設計過程中盡可能采用集成電路，少用分立元件；盡可能使用高集成度元件，減少元件使用的數量。并且優先考慮經實踐證明成熟的電路。 （3）抗干擾設計 本系統的現場工作環境比較惡劣，在硬件電路設計過程中一定要考慮各種干擾，采取抗干擾措施。 （4）高準確度設計 本電路要實現的功能是電力參數的測量，既然是測量就必然有引起測量誤差的各種因素。在硬件電路設計的過程中一定要排除相應的誤差因素。 設計硬件電路時先用二階濾波器對由電網和發電機的同步信號進行濾波，使用由LM339組成的過零比較器將其變換成同步電平信號。考慮到高頻脈沖的穩定性，用1M的石英晶振作為脈沖信號源，再用計數器對1M脈沖信號進行35倍分頻，得到28.57Khz的脈沖信號。電路圖如圖2所示。按照前面所述的處理信號的方法，將得出的信號送至PLC的 CPU。 5 誤差分析 本文所述的系統采用工業上常用的同步變壓器和電流傳感器產生同步電壓、電流信號。由產生同步信號造成的相位測量誤差可以忽略不計，測量誤差為1個脈沖周期引起的誤差。所采用脈沖的周期為35μS，可以得到測量誤差為如下所示。 功率因數的測量誤差： Δcos（Ф）=sin（Ф）ΔФ<ΔФ （5） 將數值帶入（1）式得： Δcos（Ф）〈ΔФ=35μS ＊2＊3.14/20mS=0.011 同樣根據式（2）和式（3）可以得到送至電網的有功功率的測量誤差為： ΔPN= IN＊COS（Ф） ＊ΔUN +UN＊COS（Ф） ＊ΔIN +IN＊UNSIN（Ф） ＊ΔФ （6） ΔVN= IN＊SIN（Ф） ＊ΔUN +UN＊ SIN （Ф） ＊ΔIN +IN＊UN COS（Ф） ＊ΔФ （7） 本系統所述的現場同步風力發電機極對數為44，輸出頻率為7-22HZ。考慮到測量的快速性，利用PLC CPU 的高速計數功能測量發電機轉速，每個電壓信號周期的高電平期間將脈沖串送至PLC CPU 的高速計數器，每個周期內的計數值CS<650。所測量發電機轉速的相對誤差為:Δs/s =ΔCS /CS=1/650=1.5＊ 10-3 （8） 對設備電力參數的檢測結果校驗表明，檢測誤差均能控制在0.5%之內。 6 結束語 本文所述的電力參數的檢測方法能夠適應PLC300的CPU與工業現場的需要；所需電路簡單，可靠性高；測量精度高。風力發電變流器在工業現場運行穩定可靠，所檢測的電力參數完全能滿足精度要求。 參考文獻： [1] S7-300自動化系統 CPU 31XC 技術功能使用手冊 [2]張鳳蕊 基于DSP電力參數測試系統的研究 [J] 現代電子技術 2006,20 作者簡介：孫久軍 男 1977年7月生 山東平陰人 漢族 山東新風光電子科技發展有限公司工程師 碩士 研究方向：變頻器的設計