Nâng cao hiệu năng tính toán trong bài toán đo năng lượng điện sử dụng thuật toán Goertzel

  • Nguyễn Thanh Hải

    Trường Đại học Giao thông vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam
  • Lê Thị Thúy Nga

    Trường Đại học Giao thông vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam
Email: lethuynga@utc.edu.vn
Từ khóa: đo công suất tiêu thụ, thuật toán Goertzel, điều khiển và giám sát điện năng.

Tóm tắt

Nghiên cứu tìm ra giải pháp tiết kiệm năng lượng đang là vấn đề được rất nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng thuật toán Goertzel để phân tích tín hiệu dòng điện và điện áp cấp cho tải, trên cơ sở đó tính ra công suất và điện năng tiêu thụ của tải. Việc sử dụng thuật toán Goertzel giúp làm giảm số phép tính nên phù hợp với nhiều dòng vi xử lý. Các nghiên cứu lý thuyết được kiểm chứng bằng mô phỏng bởi phần mềm Matlab và mô hình thiết bị thực sử dụng vi xử lý STM32F103C8T6. Hơn nữa, thực nghiệm đo công suất tiêu thụ một số tải cho thấy kết quả sử dụng thiết bị thử nghiệm tiệm cận với kết quả đo từ thiết bị thương mại Schneider Electric PM-2100.

Tài liệu tham khảo

[1]. Analog Device Enering IC with Autocalibration ADE915A, Technical Support 2018.
[2]. K. Gandhi, H. O. Bansal, Smart Metering in Electric Power Distribution System, Internaltional Conference on Control, Automation, Robotics and Embedded System, 2013.
[3]. Y. Chen, J. Lan, Implementation of Power Measurement System with Fourier Series and Zero-Crossing Algorithm, International Symposium on Computer, Consumer and Control, 2014.
[4]. L.S. Czarnecki, Budeanu and Fryze: Two frameworks for interpreting power properties of circuits with nonsinusoidal voltages and currents, Electrical Engineering, 80 (1997) 359-367. https://doi.org/10.1007/BF01232925
[5]. Texas Instrument, Modified Goertzel Algorith in DTMF Detection Using the TMS320C80, Digital Signal Processing Solutions, 1996.
[6]. C. Sidney Burrus, Fast Fourier Transforms. Textbook of LibreTexts libraries, Rice University, 2020.
[7]. M. Kekelj, N. Bulic, V. Sucic, An FPGA Implementation of the Goertzel Algorithm in a Non-Destructive Eddy Current Testing, International Conference on Signals and Systems, 2017, pp. 180-184. https://doi.org/10.1109/ICSIGSYS.2017.7967036
[8]. A. Vitali, The Goertzel algorithm to compute individual terms of the discrete Fourier transform (DFT), Design tip DT 0089, ST Microelectronics 2017.
[9]. S. Nuccio, A. Catalliotti, IEEE Standard: Definitions for the Measurement of Electric Power Quantities Under Sinusoidal, Nonsinusoidal, Balanced, or Unbalanced Conditions, IEEE Std 1459-2010, February 2010.
[10]. J. L. Willems, The IEEE standard 1459: What and why?, IEEE International Workshop on Applied Measurements for Power Systems, 2010.

Tải xuống

Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
26/11/2020
Nhận bài sửa
20/12/2020
Chấp nhận đăng
28/12/2020
Xuất bản
15/02/2021
Chuyên mục
Công trình khoa học