автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.01, диссертация на тему:Исследование способов и алгоритмов измерения электроэнергетических характеристик напряжения сети

На оравах рукописи

ШАПОВАЛ Виктор Андреевич

ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ И АЛГОРИТМОВ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ

Специальность 05.11.01 — Приборы и методы измерения (электрические величины)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ПЕНЗА 2003

Работа выполнена на кафедре "Автоматизированные электроэнергетические системы" Пензенского государственного университета.

Научный руководитель — доктор технических наук,

профессор В. И. Чернецов.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Михеев М. Ю.;

кандидат технических наук, доцент Перекусихин Ю. В.

Ведущее предприятие — Пензенский научно-исследовательский институт электронно-механических приборов (НИИЭМП).

Защита диссертации состоится 4 декабря 2003 г., в 14 часов, на заседании диссертационного совета Д 212.186.02 Пензенского государственного университета по адресу: 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пензенского государственного университета.

Автореферат разослан "_"_2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Крысин Ю. М.

А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В настоящее время все большее внимание ученых и специалистов уделяется решению проблем электромагнитной совместимости (ЭМС) электротехнического оборудования как комплексной организационно-технической задачи обеспечения качества электроэнергии в электрических сетях общего назначения. В действующих международных и национальных стандартах регламентируются значения кондуктивных электромагнитных помех, а также отклонений, колебаний и провалов напряжения, вносимых силовым электрооборудованием предприятий, генерирующих и потребляющих электроэнергию, с целью обеспечения нормального функционирования технических средств потребителей.

Решению данных проблем посвящено большое количество публикаций как в нашей стране, так и за рубежом. Среди них можно отметить работы Борисова Б. П., Вагина Г. Я., Гольдштейна В. Г., Жежеленко И. В., Куренного Э. Г., Кучумова, Л. А., Мартяши-на А. И., Салтыкова В. М., Сапельникова В. М., Степанова В. П., Шахова Э. К., Шидловского А. К. и многих других.

Состояние проблемы обусловливается следующими обстоятельствами: во-первых, электрическая энергия является одним из основных энергоносителей, используемых сегодня в мире, и, во: вторых, в соответствии со статьей 7 Закона Российской Федерации от 13 августа 1997 г. № 1013, электроэнергия занесена в разряд товаров и ее качество подлежит обязательной сертификации. Качество как важный параметр торговой продукции стал для электроэнергии определяющим, поскольку круг потребителей данного товара очень широк: от физических лиц до крупнейших промышленных предприятий и целых отраслей. Выход показателей качества электроэнергии (ПКЭ) за допустимые пределы приводит к нарушению работоспособности оборудования и отключению ответственных нагрузок, нарушению технологических процессов и, как следствие, к материальному и моральному ущербу.

Требования к качеству электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения определяются ГОСТ 13109—97, который определяет следующие основные показатели: 1) установившееся отклонение напряжения; 2) размах изменения напряжения; 3) доза фликера; 4) длительность провала напряжения; 5) коэффициент искажения синусоидальности; 6) коэффициент п-й гармонической составляющей; 7) коэффициент несимметрии напря-

I рос машинальная! мслоотекл I

жений по обратной последовательности; 8) коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности; 9) импульсное напряжение; 10) коэффициент временного перенапряжения; 11) отклонение частоты.

В настоящее время измерения показателей качества электроэнергии осуществляют с широким применением средств вычислительной техники, которая представляет новые перспективы по совершенствованию метрологических и функциональных характеристик средств измерений.

Основание для проведения работы. Работа выполнена в соответствии с планами проведения и реализации ряда госбюджетных и хоздоговорных НИР Пензенского государственного университета и Пензенского регионального центра высшей школы (филиала) Российского государственного университета инновационных технологий и предпринимательства (РГУИТП) по заказам промышленных и энергоснабжающих предприятий.

Актуальность проблемы, решаемой в диссертационной работе, диктуется следующими обстоятельствами:

во-первых, в настоящее время существует нарастающая потребность в средствах аудита и сертификации электрической энергии как товара по показателям качества;

во-вторых, имеющиеся средства измерений ПКЭ представляют собой сложные и дорогостоящие изделия и, как правило, не обеспечивают оценки всех требуемых ГОСТом параметров;

в-третьих, при оценке показателей качества электроэнергии по коэффициенту искажения синусоидальности, коэффициентам п-й гармонической составляющей, уровням фликера и т. д. исчерпаны не все возможности для совершенствования целого ряда математических и алгоритмических решений при использовании современного программного и аппаратного обеспечения.

Предмет исследований.

1. Современное аппаратно-алгоритмическое и математическое обеспечение задач контроля электроэнергетических характеристик сетевого напряжения и ПКЭ, согласно ГОСТ 13109—97, и определение путей построения измерительных приборов на базе персональных компьютеров.

2. Методы и алгоритмы обработки информации в виртуальных системах измерения электроэнергетических параметров и характеристик несинусоидальности сетевого напряжения.

3. Математические модели методических погрешностей квантования и динамические свойства аналого-цифровых преобразователей.

Цель работы. Создание аппаратного, математического и алгоритмического обеспечения процессов измерения электроэнергетических характеристик напряжения сети, разработка программно-аналитических средств обработки измерительной информации, исследование и апробация найденных решений.

В соответствии с этим решаются следующие основные задачи:

определение перспективных путей совершенствования математического, алгоритмического, программного и аппаратного обеспечения виртуальных приборов для контроля и измерения электроэнергетических характеристик напряжения сети;

разработка структуры и исследование компонентов виртуальных приборов и устройств мониторингового контроля показателей качества электроэнергии, включая разработку структурных и функциональных схем элементов виртуальных приборов;

аналитическое исследование погрешностей аналого-цифровых преобразователей (АЦП) различных типов и синтез математических моделей АЦП с учетом влияния динамических погрешностей и влияния шумов квантования;

разработка статистических имитационных моделей и исследование на ЭВМ эффективности алгоритмов измерения энергетических параметров сетевого напряжения и показателей качества электроэнергии при использовании различного типа АЦП;

апробация разработанных рекомендаций, алгоритмов и методик обработки информации и доведение их до практического применения при выполнении хоздоговорных научно-исследовательских работ и в учебном процессе.

Методы исследований. Включают в себя: методы математического анализа, методы линейной алгебры, методы теории непрерывных и импульсных систем автоматического регулирования, численные методы математики и цифровой фильтрации, методы статистического имитационного моделирования на ЭВМ и методы теории планирования экспериментов. Соответствующие теорети-

ческие исследования проводились с использованием сред программирования МАТНСАБ и БптшНпк.

Научная новизна работы:

1. Формализация информационно-логического алгоритма идентификации нарушителей, влияющих на качество сетевого напряжения; обоснование на этой основе обобщенной структуры прибора контроля и измерения ПКЭ с обработкой информации на ПЭВМ.

2. Разработка математических моделей АЦП, позволяющих учитывать динамические погрешности и влияние шумов квантования, исследование свойств методических погрешностей квантования АЦП. Адекватность моделей подтверждена результатами имитационного статистического моделирования на ПЭВМ.

3. Обоснование перспективности применения АЦП, реализующих алгоритмы интегрирующего преобразования без накопления погрешности квантования, при построении виртуальных приборов и систем для измерения электроэнергетических параметров в силовых сетях.

4. -Разработка методики имитационного моделирования, использующей процедуры Блекмена—Тьюки для оценки уровней фликера и коэффициентов п-й гармонической составляющей; показано, что существенное сокращение объемов вычислений может быть достигнуто за счет децимации и рандомизации данных.

5. Разработка структурных и функциональных схем устройств ввода измерительной информации через СОМ-порт персонального компьютера.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Обоснование структурной схемы виртуальной системы для измерения показателей качества электроэнергии.

2. Анализ методических погрешностей измерений и синтез математических моделей АЦП, учитывающих динамические погрешности и влияние шумов квантования.

3. Методики имитационного статистического моделирования на ЭВМ структур АЦП, алгоритмы оценки уровней фликера и коэффициентов и-й гармонической составляющей, использующие при обработке процедуру Блекмена—Тьюки с децимацией и рандомизацией данных.

4. Обоснование структурных и функциональных схем устройств ввода через СОМ-порт персонального компьютера информации о сигналах, подвергнутых частотной и время-импульсной модуляции.

Практическое значение результатов работы. Заключается в разработке программно-аппаратной части измерителя значений электрических параметров и показателей качества электроэнергии сетевого напряжения, разработке методик имитационного статистического моделирования АЦП напряжения (тока), а также алгоритмов обработки информации в виртуальных приборах и системах на базе МаШСАБ и ЗтшПпк-программ. Представленные в работе результаты информационного поиска, а также методики и программы позволяют решать практически весь комплекс задач по проектированию аппаратной части и алгоритмов работы виртуальных приборов и систем для измерения и контроля показателей качества электроэнергии, в том числе по коэффициенту искажения синусоидальности, коэффициентам п-й гармонической составляющей и уровням фликера.

Реализация и внедрение результатов. Диссертация представляет собой обобщение хоздоговорных и научно-исследовательских работ, выполненных в Пензенском государственном университете и в Пензенском филиале Российского государственного университета инновационных технологий и предпринимательства. В данных НИР решались методологические и технические вопросы проектирования виртуальных приборов и систем на базе персональных, компьютеров (ПК) для измерения и контроля показателей качества электроэнергии, разработки методик и программ расчета коэффициента искажения синусоидальности, коэффициентов п-й гармонической составляющей и уровней фликера.

Полученные в диссертационной работе результаты используются на кафедрах Пензенского государственного университета и подразделениях Пензенского филиала РГУИТП при выполнении хоздоговорных НИР и в учебном процессе, а также внедрены в виде алгоритмов измерения, методик и программ в подразделениях ОАО "Пензаэнерго", «Пензаэлектросетьстрой» и ООО НПП «Энерготехника».

Результаты внедрения подтверждены соответствующими документами.

Апробапия работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на ряде международных и все-

российских конференций и симпозиумов, а также конференциях Пензенского государственного университета.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе: 8 статей, 8 тезисов докладов, 2 информационных листка.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, выводов по работе и приложения. Основной текст изложен на 177 машинописных листах, библиографии — 146 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, кратко охарактеризовано состояние проблемы, сформулированы научная новизна, основные защищаемые положения, цели и задачи исследования.

В первой главе проводится анализ состояния проблемы измерения показателей качества электроэнергии в плане решения задач математического (МО), алгоритмического, программного и аппаратного обеспечения.

Решение проблем электромагнитной совместимости и получение высокой точности измерения показателей качества электроэнергии невозможно без привлечения современных информационных технологий, предусматривающих непрерывное совершенствование соответствующего математического и алгоритмического обеспечения при соответствующей аппаратной поддержке [9,11,13,18]. Аналитический обзор средств измерения показал, что в сфере математического и алгоритмического обеспечения процессов измерения ПКЭ актуальным является решение следующих задач [3, 8], связанных с разработкой:

1) унифицированного МО, позволяющего оценить как спектральные параметры фликера, так и коэффициенты гармонических составляющих напряжения, обусловленные нелинейными искажениями;

2) быстродействующих математически обоснованных алгоритмов для оперативной обработки больших массивов информации, которые должны предусматривать возможности децимации и рандомизации при оценках 'ПКЭ;

3) МО для обработки информации в реальном масштабе времени, которое предусматривает возможности по адаптации к скоро-

сти изменения наблюдаемых ПКЭ, экстраполяции результатов и коррекции точностных характеристик первичной преобразующей аппаратуры.

Для преодоления недостатков, характерных для действующих нормативных документов (это более 30 новых ГОСТов по ЭМС), логично пойти по пути создания единой информационной технологии, опирающейся на существующие стандарты и методики и поддерживающейся соответствующим математическим, алгоритмическим и программным обеспечением, сертифицированным Госстандартом [9,12]. Это должно ликвидировать несоответствия в ГОСТах требованиям практики и при использовании рекомендуемых стандартами методик.

Анализ приборного обеспечения систем контроля ПКЭ позволяет сделать следующие выводы.

1. Продвижение на Российский рынок иностранных приборов таких известных фирм как GOOD WILL, АРРА, МОТЕСН, SEW, FLUKE, сертифицированных по стандартам ИСО 9000 и внесенных в Государственный реестр средств измерений для контроля ПКЭ, встречает большие трудности из-за их высокой цены.

2. Отечественные средства измерений показателей качества электроэнергии, также отличающиеся высокой ценой, по совокупности параметров не обеспечивают требования стандартов на проведение сертификации и контроль качества электроэнергии в полном объеме.

3. Имеются возможности для совершенствования измерителей ПКЭ при использовании современных программно-аппаратных средств.

Анализ источников сетевых помех, обусловленных симметричным и несимметричным включением нелинейных регулирующих элементов [5], позволяет получить высокочастотные спектры помехи в зависимости от использованного принципа регулирования тока в нагрузке потребителя. Показано, что чередование максимумов и минимумов амплитуд составляющих спектра не зависит от фазы регулирования, меняется лишь отношение амплитуд гармоник. Это дает возможность при наличии информации только о модулях гармоник достаточно уверенно идентифицировать источник помех, по сути, нарушителя режима энергопотребления.

В результате предложена обобщенная структурная схема виртуального измерительного прибора на базе персонального компью-

тера для оценки показателей качества электроэнергии, включающая в себя наборы датчиков тока и напряжения (трансформаторы), уровня фликера, амплитуды импульсного напряжения, подключенных к соответствующим аналого-цифровым преобразователям, мультиплексор, передатчик, например, последовательный интерфейс типа RS232C, шину обмена данных, блок управления и персональный' компьютер. Такое решение основывается на том, что сигналы напряжения (тока) легко преобразуются в интервал времени, который легко преобразуется в код [6,7]. Алгоритмы расчета значений показателей качества электроэнергии и отображение результата на мониторе определяются соответствующим математическим и программным обеспечением [1,2,10].

Анализ метрологических характеристик основных блоков виртуального измерителя позволяет сделать выводы, что наибольший вклад в суммарную погрешность измерения рассматриваемого класса приборов вносит АЦП, в то время, как погрешности остальных элементов в основном определяются алгоритмом обработки измерительной информации.

Во второй главе рассматриваются вопросы разработки функциональных схем и исследования характеристик АЦП для измерения пкэ.

Обзор способов построения АЦП показал, что по совокупности характеристик предпочтение следует отдавать интегрирующим развертывающим АЦП (ИАЦП) с промежуточным время-импульсным преобразованием, в которых реализуются алгоритмы без накопления погрешности квантования [15].

Предложено два способа определения функции плотности шумов квантования ИАЦП [6, 7]. По первому — погрешность (шум) квантования рассматривается как дискретный случайный процесс с постоянным шагом дискретизации и спектральной плотностью

tf[o]+2f;tf[/-]cos/ia, П е [- ti, я]j (1)

Г=1

где jRf[r] — значения автокорреляционной функции шума квантования, г = 0,со; £2 = (оТд; Та — шаг дискретизации ИАЦП.

С применением формулы Винера—Хинчина и учетом свойства постоянства дисперсии шума квантования D{kq} было получено аналитическое выражение для спектральной плотности [5]

<?кв(о)={(

- сое п) для О е [- я, тг]; О, для П й [- я, я],

(2)

которое показывает, что ИАЦП рассматриваемого класса имеют очевидное преимущество перед АЦП мгновенных значений напряжений, спектральная плотность погрешности квантования которых описывается выражением

поскольку на низких частотах <?кв(п) имеет существенно меньшие значения.

Второй способ решения задачи, согласно теории интегрирующего развертывающего преобразования (по Э. К. Шахову), позволяет рассчитывать значения дисперсий по кванту д ИАЦП:

Множитель 1/6 в формуле (4) отражает тот факт, что плотность вероятности шума квантования распределена по треугольному закону.

Для учета влияния шума квантования и эффектов сглаживания входных сигналов в ИАЦП предложена модель (рис. 1), состоящая из типовых звеньев систем автоматического регулирования.

для £2 е [- л, я]; для Пг[-п,4

(3)

/>{д«7 } = <72/б.

- (4)

ИАЦПи

О—

А

ЦФ —

У(р)

пи

Рис. 1

Здесь ИАЦПи — блок интегрирования за время Ти, имитирующий совместно с импульсным элементом (1) работу идеального интегрирующего АЦП без квантования; ГШ — генератор шума квантования; ЦФ — блок цифровой обработки информации (цифровой фильтр).

Для передачи результатов промежуточного время-импульсного преобразования в СОМ-порт персонального компьютера [10,15] предложен способ, предусматривающий применение в ИАЦП алгоритмов с многотактным интегрированием изменяющегося по шагам опорного напряжения. Высокая скорость передачи информации при шаге дискретизации ИАЦП, равном времени передачи одного байта, достигается за счет того, что входящий в состав ИАЦП преобразователь напряжения в интервал времени работает синхронно с битами информативных посылок последовательного кода интерфейса.

Третья глава посвящена вопросам разработки имитационных моделей и исследованию характеристик АЦП различного типа с целью сравнительного анализа и установления адекватности полученных ранее выражений.

Для выявления оптимального алгоритма аналого-цифрового преобразования было проведено имитационное моделирование на ЭВМ в среде МАТНСАБ различных тицов АЦП [14,17].

При этом были исследованы 7 видов АЦП:

1) АЦП мгновенных значений напряжения (тока) с дискретизацией во времени входной величины без квантования (импульсный элемент);

2) АЦП мгновенных значений преобразуемого напряжения (тока) с дискретизацией по времени и квантованием по амплитуде входной величины;

3) ИАЦП с использованием операции усреднения (фильтрации) и дискретизацией преобразуемой величины;

4) ИАЦП с дискретизацией преобразуемой величины и коррекцией динамических погрешностей, возникающих при усреднении;

5) ИАЦП с усреднением и квантованием преобразуемой величины;

6) ИАЦП (см. рис. 1), реализующие алгоритм преобразования без накопления погрешности квантования, для которых функция

спектральной плотности шумов квантования описывается выражением (2);

7) ИАЦП без накопления погрешности квантования, в которых осуществляется коррекция динамических погрешностей путем умножения результатов аналого-цифрового преобразования на поправочный коэффициент

где Пр — относительная рабочая частота.

Разработанная программа в комплексе решает три задачи: 1) собственно моделирования АЦП, 2) оценки погрешностей, 3) имитационного моделирования алгоритмов измерения электроэнергетических параметров. Она позволяет оценить статистические характеристики методических погрешностей квантования АЦП (среднее, дисперсию, закон распределения) при различных видах входных воздействий, а также совокупные погрешности измерений при реализации различных алгоритмов. В качестве примера, подтверждающего достоверность выводов, на рис. 2 приведен график распределения РДч1п11о вероятности шума квантования

ИАЦП, где непрерьюной кривой ЯК) показана аппроксимация результатов моделирования теоретической зависимостью, соответствующей треугольному закону распределения плотности вероятности.

Ад = Пр/вт О,

р'

(5)

О 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 ,8.993x10"3, ХДя1пЙ(^ •Р-241-'

Рис. 2

.-3

При сравнительном анализе различных типов АЦП применялись алгоритмы для измерения действующих значений, активной, реактивной и полной мощности. При этом для каждого типа АЦП формировались два массива данных ии /,•, которые представляли собой результаты аналого-цифрового преобразования сигналов с датчиков напряжения и тока, при этом

Р = ■ хЬ//; 0 = ик1я.5Щф); 5 = (7)

Л/Л' /=0

где С/д — вычисленные действующие значения напряжения (тока); Р, О, Б — соответственно активная, реактивная, полная мощности; N — число отсчетов за период напряжения; М — число периодов усреднения; ср - фазовый сдвиг.

Проверка достоверности результатов моделирования была осуществлена средствами системы визуально ориентированного программирования БипиПпк. На рис. 3 приведена БтпШпк-модель для исследования методических погрешностей (шумов) ИАЦП без накопления погрешности квантования [6, 7], а на рис. 4 показана подсистема Н1БТО, посредством которой строились гистограммы распределения шумов квантования.

Рис. 3

СОт->

In1

Ж

Integrator

1/s

Histogram

ISjscope

}

Display SUM

Toff]

2.2951

7.836

14Л1

25.041

irai

15.261

7.6891

Display

Рис. 4

Исследования, проведенные с использованием разработанного ряда МаЙгСАЕ) и БтиПпк-программ, позволили подтвердить верность аналитических моделей ИАЦП без накопления погрешности квантования и их очевидные преимущества по сравнению с АЦП других типов [6, 7].

Четвертая глава посвящена комплексному исследованию характеристик АЦП и алгоритмов измерения показателей качества электроэнергии.

Для сравнения различных типов АЦП были разработаны алгоритмы обработки измерительных сигналов, использующие быстрое преобразование Фурье и Блекмена—Тьюки [16].

Показано, что при оценке ПКЭ целесообразно широко применять процедуру Блекмена—Тьюки как более универсальную при измерении уровня фликера, коэффициентов гармоник и коэффициентов несинусоидальности. При этом обеспечивается измерение уровня фликера в требуемой полосе частот 0.002-=-20 Гц, а измерение коэффициента несинусоидальности и коэффициентов гармонических составляющих в полосе частот от 100 Гц до 2 кГц [2].

Для ускорения выполнения процедуры Блекмена—Тьюки предложено применять децимацию и рандомизацию данных. При этом

вычисления значений функции ковариации должны осуществляться по формулам [16]:

ВД] = „ 1. . "'1.Х[рУ]Х[рУ + /]; (8)

- 1 -1 р=О

кпЩ = ЫЪХ\гг\х[гг + /], (9)

^л г=0

где — объем уменьшенной выборки; V — коэффициент децимации; 2Г — вектор номеров отсчетов, полученный путем случайного выбора (г =

Исследования эффективности алгоритмов измерения электроэнергетических параметров на основе процедуры Блекмена—Тыо-ки проводились с использованием программных средств МаШСАБ. Для минимизации времени исследований применены методы теории планирования экспериментов [2,4,5,12] с использованием которых были получены полиномиальные регрессионные зависимости для функций влияния вида

У - ао+01X1+02X2+ а^Х2,+0^X^X2+06*2X3+^-^г^З > (Ю)

где х1 — влияющие факторы (частота сетевого напряжения, фаза, интенсивности сигналов и т. п.); щ ~ весовые коэффициенты.

Результаты статистического имитационного моделирования показали, что децимация и рандомизация данных позволяют в 6—8 раз сократить объем вычислений при объемах выборки более 5000 отсчетов и приемлемых, порядка единиц процентов, погрешностях оценки значений спектра.

Для сравнения на рис. 5 показан спектр исходного тестового сигнала, а на рис. 6 — спектр сигнала, полученный при рандомизации данных с коэффициентом сжатия, равным 4.

i

Рис. 5

Исследования показали, что при измерениях электроэнергетических параметров и характеристик несинусоидальности сетевого напряжения на базе ИАЦП, реализующих алгоритм без накопления погрешности квантования, с применением методов коррекции динамических и аддитивных погрешностей, и при прочих равных условиях, обеспечиваются существенные преимущества по точности измерений перед вариантами применения обычных АЦП мгновенных значений.

Предложенные методики анализа погрешностей и алгоритмы расчета электроэнергетических параметров внедрены в виде пакетов прикладных программ на ряде предприятий и в учебном процессе Пензенского государственного университета.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В соответствии с целями и задачами представляемой диссертационной работы были получены следующие результаты.

1. С целью повышения точности и расширения функциональных возможностей средств измерения и контроля ПКЭ представлены и обоснованы предложения по совершенствованию математического обеспечения, а также программно ориентированные алгоритмы обработки измерительной информации; разработана обобщенная структурная схема измерителя ПКЭ на базе персонального компьютера.

2. Показано, что по совокупности характеристик предпочтение следует отдавать способам аналого-цифрового преобразования, реализующим интегрирующее развертывающее преобразование без накопления погрешности квантования. Для данного класса АЦП получены аналитические формулы для описания функции плотности шумов квантования и построена математическая модель, учитывающая динамические характеристики АЦП.

3. Для имитационного моделирования различных типов АЦП и алгоритмов обработки информации при измерениях коэффициентов искажения синусоидальности, коэффициентов и-й гармонической составляющей и уровней фликера проведены исследования, подтвердившие преимущества интегрирующих АЦП, в которых реализуется алгоритм без накопления погрешности квантования.

4. С целью обеспечения универсальности при измерениях значений доз фликера и расчета коэффициентов и-й гармонической составляющей предложено использовать методы на базе процеду-

ры Блекмена—Тьюки. Для ускорения выполнения процесса обработки информации предложено и обосновано применение децимации и рандомизации данных.

5. Результаты диссертационной работы получены в ходе выполнения хоздоговорной НИР Пензенского государственного университета и Пензенского филиала Российского государственного университета инновационных технологий и предпринимательства и нашли внедрение в виде: методик обработки информации и программ для решения комплекса задач по проектированию аппаратной части; алгоритмов виртуальных приборов и систем для измерения и контроля показателей качества электроэнергии, а также в качестве отдельных узлов и элементов измерителей ПКЭ. Кроме того, результаты используются в учебном процессе в ПГУ при изучении вопросов электромагнитной совместимости и анализе режимов работы электроэнергетических систем.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Шаповал В. А. Исследование алгоритмов измерения частоты сетевого напряжения // Проблемы электромагнитной совместимости и контроля качества электрической энергии: Сб. науч. тр. -Пенза: Информ.-изд. центр Пенз. гос. ун-та, 2001. — С. 91—94.

2. Шаповал В. А. Пакет прикладных программ для оценки показателей качества электроэнергии. — Информ. листок № 54-386-03. Серия Р 59.29.29. - Пенза: Пенз. ЦНТИ, 2003. - 3 с.

3. Шаповал В. А. Математическое, алгоритмическое и программное обеспечение для систем оценки показателей качества электроэнергии / В. Д. Михотин, В. И. Чернецов, В. А. Шаповал // Сб. докл. науч.-практ. конф. "Метрология электрических измерений в электроэнергетике". — М.: НЦ "ЭНАС", 2002. — С. 183-189.

4. Шаповал В. А. Использование модели Гаммерштейна—Чебы-шева при решении задач электромагнитной совместимости / Ю. Е. Жесткова, В. Д. Михотин, В. И. Чернецов, В. А. Шаповал // Проблемы электромагнитной совместимости и контроля качества электрической энергии: Сб. науч. тр. — Пенза: Информ.-изд. центр Пенз. гос. ун-та, 2001. - С. 56—58.

5. Шаповал В. А. Идентификация источников высокочастотных сетевых помех / Ю. Е. Жесткова, В. А. Шаповал // Проблемы электромагнитной совместимости и контроля качества электрической энергии: Сб. науч. тр. — Пенза: Информ.-изд. центр Пенз. гос. ун-та, 2001. - С. 49-56.

6. Шаповал В. А. Свойства шумов квантования АЦП с непрерывным интегрированием / В. Д. Михотин, В. И. Чернецов, В. А. Шаповал // Проблемы электромагнитной совместимости и контроля качества электрической энергии: Сб. науч. тр. — Пенза: Информ.-изд. центр Пенз. гос. ун-та, 2001. — С. 82—87.

7. Шаповал В. А. Исследование свойств шумов квантования одного класса интегрирующих АЦП / В. Д. Михотин, В. А. Шаповал // Проблемы электромагнитной совместимости и контроля качества электрической энергии: Сб. науч. тр. — Пенза: Информ.-изд. центр Пенз. гос. ун-та, 2001. - С. 77-82.

8. Шаповал В. А. Математическое, алгоритмическое и программное обеспечение при оценке показателей качества электроэнергии / В. Д. Михотин, В. А. Шаповал // Проблемы электромагнитной совместимости и контроля качества электрической энергии: Сб. науч. тр. — Пенза: Информ.-изд. центр Пенз. гос. унта, 2001. - С. 7-10.

9. Шаповал В. А. Проблема электромагнитной совместимости и информационные технологии / В. И. Чернецов, В. А. Шаповал // Проблемы электромагнитной совместимости и контроля качества электрической энергии: Сб. науч. тр. — Пенза: Информ.-изд. центр Пенз. гос. ун-та, 2001. - С. 5—7.

10. Шаповал В. А. Фликерметр для контроля качества электрической энергии / В. Д. Михотин, В. И. Чернецов, В. А. Шаповал // Информ. листок № 177-02. Серия Р 59.29.29. - Пенза: Пенз. ЦНТИ, 2002. - 4 с.

11. Шаповал В. А. Измерительный эксперимент в экологии / А. Н. Андреев, А. Ф. Кожевников, В. И. Чернецов, В. А. Шаповал // Сб. докл. Междунар. науч.-техн. конф. "Актуальные проблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем". — Пенза, 1997. — С. 162—163.

12. Шаповал В. А. Проблемы и методы оптимального проектирования систем измерения характеристик сложных электрических сетей / А. Н. Андреев, А. Ф. Кожевников, М. В. Чернецов,

В. А. Шаповал // Сб. докл. науч. конф." Актуальные проблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем". — Пенза, 1997. — С. 69—71.

13. Шаповал В. А. Надежность и качество изделий в свете проблем электромагнитной совместимости / В. И. Чернецов,

B. А. Шаповал // Тр. междунар. симпозиума "Надежность и качество".— Пенза: Информ.-изд. центр Пенз. гос. ун-та, 2002. —

C. 358-360.

14. Шаповал В. А. Исследование погрешностей АЦП частоты методом имитационного статистического моделирования / В. И. Чернецов, В. А. Шаповал // Сб. докл. междунар. конф. "Методы и средства измерения в системах контроля и управления". — Пенза: Информ.-изд. центр Пенз. гос. ун-та, 2002. — С. 100—101.

15. Шаповал В. А. Аналого-цифровой преобразователь для фликерметров, контролирующих качество электроэнергии /

B. Д. Михотин, В. А. Шаповал // Труды МНТК «Датчик-2002». -М.: Изд-во МИЭМ. - С. 137-138.

16. Шаповал В. А. Использование процедуры Блекмена-Тьюки при оценке показателей качества электроэнергии / В. Д. Михотин, В. И. Чернецов, В. А. Шаповал // Сб. докл. IV Всероссийской НТК "Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике". — Чебоксары: Чувашек, гос. ун-т, 2002. —

C. 43-44.

17. Шаповал В. А. Имитационное моделирование в среде МаЙгСАО АЦП для виртуальных приборов / В. И. Чернецов, В. А. Шаповал // Сб. докл. междунар. конф. "Измерения-2002". — Пенза: Информ.-изд. центр Пенз. гос. ун-та, 2002. - С. 13—15.

18. Шаповал В. А. Проблемы создания систем мониторингового контроля качества электроэнергии / А. В. Лучинкин, В. И. Чернецов, В. А. Шаповал // Тр. междунар. симпозиума "Надежность и качество". — Пенза: Информ.-изд. центр Пенз. гос. ун-та, 2003. - С. 332-333.

Шаповал Виктор Андреевич

Исследование способов и алгоритмов измерения электроэнергетических характеристик напряжения сети

Специальность 05.11.01 — Приборы и методы измерения (электрические величины)

Редактор Т. В. Веденеева Технический редактор Н. А. Вьялкова

Корректор Н. В. Степочкина Компьютерная верстка Н. В. Ивановой

Сдано в производство 29.10.03. Формат 60х84'/16. Бумага писчая. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,16.

_Заказ № 713. Тираж 100._

Издательство Пензенского государственного университета. 440026, Пенза, Красная, 40 Отпечатано в типографии ПГУ

CD О

»20694

Список сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ.

1.1. Общие сведения.

1.2. Обзор приборов и систем для оценки показателей качества электроэнергии.

1.3. Анализ нормативных документов, регламентирующих характеристики приборов и систем оценки ПКЭ.

1.4. Математическое, алгоритмическое и программное обеспечение при оценке показателей качества электроэнергии.

1.4.1 Проблемы и задачи совершенствования математического обеспечения.

1.4.2 Идентификация источников высокочастотных сетевых помех

1.5. Обобщенная структурная схема ИИС для анализа и контроля

Выводы по 1-й главе.

2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ КАНАЛА ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СЕТЕВОГО НАПРЯЖЕНИЯ

2.1. Общие сведения.

2.2. Анализ методов построения и обоснование алгоритма преобразования АЦП для систем мониторингового контроля показателей качества электроэнергии.

2.3. Исследование методических погрешностей интегрирующих

АЦП без накопления погрешности квантования.

2.3.1 Постановка задачи.

2.3.2 Определение функции спектральной плотности шумов методом Винера-Хинчина.

2.3.3 Определение функции спектральной плотности шумов методом, использующим свойства обобщенных развертывающих функций.

2.4. Разработка математической модели и исследование свойств

АЦП без накопления погрешности квантования.

2.5. Разработка АЦП для оценки показателей качества электроэнергии 79 Выводы по.2-й. главе.

3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ КВАНТОВАНИЯ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ.

3.1. Общие сведения.

3.2. Разработка математических моделей аналого-цифровых преобразователей

3.3. Исследование моделей аналого-цифровых преобразователей

3.4. Исследование интегрирующих АЦП без накопления погрешностей квантования.

Выводы по 3-й главе.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ РАБОТЫ ВИРТУАЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ.

4.1. Общие сведения.

4.2. Исследование алгоритмов работы виртуальных приборов для измерения электроэнергетических параметров.

4.2.1 Методика имитационного моделирования алгоритмов и оценки погрешностей.

4.2.2 Оценки погрешностей измерений и анализ результатов имитационного моделирования.

4.3. Исследование эффективности применения процедуры Блек-мена-Тьюки при решении задач оценки ПКЭ.

4.4. Исследование эффективности децимации и рандомизации данных при реализации процедуры Блекмена-Тьюки.

Выводы по 4-й главе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ.

В настоящее время все более пристальное внимание не только ученых и специалистов, но и пользователей радиоэлектронного и электротехнического оборудования, уделяется проблеме электромагнитной совместимости (ЭМС), которая трактуется как комплексная организационно-техническая задача обеспечения качества электроэнергии в электрических сетях общего назначения [38]. В действующих международных и национальных стандартах уровни электромагнитной совместимости регламентируют значения кондуктивных электромагнитных помех, используемых в качестве опорных. Это дает возможность координации правовых отношений по допустимым уровням помех, вносимым техническими средствами электроснаб-жающей организации и потребителями электрической энергии, и уровням помех, воспринимаемым техническими средствами без нарушения их нормального функционирования. Кондуктивные помехи проявляются в виде отклонений кривой напряжения сети от синусоидальной и измеряются непосредственно на шинах питания сети.

В решении проблемы стандартизации в области электромагнитной совместимости принимают участие международные организации: ИСО — Международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization - ISO); МЭК - Международная электротехническая комиссия (International Electrotechnical Commission - IEC); международные групповые объединения: CEN - Европейский комитет по стандартизации; CENELEC -Европейский комитет по стандартизации в области электротехники; профессиональные организации: IEEE - Институт инженеров по электротехнике и электронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers - IEEE); IEA — Ассоциация электронной промышленности (США); национальные органы по стандартизации: ANSI (США), JISC (Япония), AFNOR (Франция), BSI (Великобритания), DIN (ФРГ), Госстандарт (Россия) и др. [1.3, 37, 38, 41.44, 48.55].

Вместе с тем имеет место целый ряд очевидных технических противоречий, разрешаемых и преодолеваемых совместными усилиями такими субъектами как: энергообеспечивающие организации, потребители-виновники в ухудшении качества энергии и потребители, применяющие устройства и системы чувствительные к качеству энергии. Для каждого из субъектов можно выделить свои специфические аспекты проблемы электромагнитной совместимости в целом, а так же определить круг вопросов, которые можно отнести к внутренним, но важным, поскольку их решение позволяет в комплексе упростить и смягчить технические и, в конечном итоге, юридические противоречия между субъектами. Значительный вклад в теорию и практику решения проблем ЭМС внесли отечественные ученые: Борисов Б.П., Вагин Г.Я., Гольдштейн В.Г., Жежеленко И.В., Куренной Э.Г. Кучумов J1.A., Мартяшин А.И., Салтыков В.М., Сапельников В.М., Степанов В.П., Шахов Э.К., Шидловский А.К. и др.

В настоящей диссертационной работе основное внимание уделяется вопросам совершенствования приборов и систем для измерения и контроля показателей качества электроэнергии, которые по современной концепции представляют собой важные подсистемы АСКУЭ и автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ).

Состояние проблемы обуславливается двумя обстоятельствами: во-первых, электрическая энергия является одним из основных энергоносителей, используемых сегодня в мире, и ,во-вторых, в соответствии со статьей 7 Закона Российской Федерации от 13 августа 1997г. № 1013 утвержден «Перечень товаров, подлежащих обязательной сертификации», в который занесена и электрическая энергия. Таким образом, «качество» как важный параметр торговой продукции стал для электроэнергии определяющим, поскольку круг потребителей данного товара очень широк: от физических лиц до крупнейших промышленных предприятий и целых отраслей. От качества электроэнергии зависит жизнь и здоровье потребителей, функционирование высококачественного офисного, медицинского, измерительного, производственного оборудования.

Выход показателей качества электроэнергии (ПКЭ) за допустимые пределы приводит к нарушению работоспособности оборудования и отключению ответственных нагрузок, что приводит к материальному и моральному ущербу. В других случаях выход ПКЭ за пределы нарушает оптимальные экономичные режимы работы оборудования, что приводит к изменению перекотов мощности и к увеличению потерь мощности, т.е. к повышению стоимости электроэнергии, ускорению износа электрооборудования.

Статьи 542 и 543 (часть вторая) Гражданского Кодекса Российской Федерации возлагает ответственность за поддержание качества электроэнергии как на энергоснабжающие организации, так и на потребителя электроэнергии. С одной стороны, качество электроэнергии, подаваемой энер-госнабжающей организацией, должно соответствовать требованиям, установленным государственными стандартами и иными обязательными правилами или предусмотренным договором энергоснабжения, с другой стороны, потребитель обязан обеспечивать надлежащее техническое состояние эксплуатируемых электрических сетей, приборов, оборудования.

Требования к качеству электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения регламентируются ГОСТ 13109-97 [38], который устанавливает следующие основные показатели качества: установившееся отклонение напряжения; размах изменения напряжения; доза фликера; длительность провала напряжения; коэффициент искажения синусоидальности; коэффициент л-ой гармонической составляющей;

7) коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;

8) коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности;

9) импульсное напряжение;

10) коэффициент временного перенапряжения;

11) отклонение частоты.

Обязательной сертификации из 11 параметров подлежат только шесть: 1,5,6,7,8,11. Но по «Временному порядку сертификации электрической энергии» из-за физического отсутствия соответствующего измерительного и контролирующего оборудования в настоящее время сертификация электроэнергии ведется по двум параметрам: провалам напряжения и частоте. В связи с этим не снимается актуальность вопроса построения приборов для контроля других ПКЭ и, в частности, - приборов и систем для измерения характеристик несинусоидальности сетевого напряжения, дозы фликера и др.

Ответственность за превышение допустимых значений отклонения частоты несет энергоснабжающая организация. Ответственность за превышение допустимого значения отклонения напряжения энергоснабжающая организация несет только в том случае, если потребитель не нарушал технических условий потребления энергии и генерации реактивной мощности. Ответственный за нарушения по другим параметрам определяется фактическим вкладом каждой из спорящих сторон.

Правила учета электроэнергии» обязывают включать в Договор на энергоснабжение допустимые значения ПКЭ.

Контроль показателей качества электроэнергии, как правило, выполняется специализированными приборами, представляющими собой универсальные (многопредельные) мультиметры, ориентированные на электроэнергетические измерения. По пути построения приборов контроля всех показателей качества электроэнергии, которые предусматриваются ГОСТом, идут практически все разработчики и производители соответствующей аппаратуры: ООО «ВиФТесТ», ОАО «ВНИИЭ», ООО «НПФ «Солис-С», «АББ ВЭИ Метроника» (Москва); НПП «Энерготехника» (Пенза); НПП «Марс-Энерго», ООО «Парма» (Санкт-Петербург); ОАО «Концерн Энергомера» (Ставрополь) и др. Вместе с тем, стремление к универсальности является сдерживающим фактором широкого распространения и внедрения так необходимых приборов контроля ПКЭ, а с другой стороны, развитие вычислительной техники и совершенствование программного продукта открывают новые возможности построения измерителей ПКЭ на базе виртуальных приборов.

Основание для проведения работы. Работа выполнена в соответствии с планами проведения и реализации ряда госбюджетных и хоздоговорных научно-исследовательских работ Пензенского государственного университета, Пензенского регионального центра высшей школы (ПРЦВШ) -филиала Российского государственного университета инновационных технологий и предпринимательства (РГУИТП) по заказам различных организаций и предприятий РАО энергетики и электрификации «ЕЭС России».

Актуальность проблемы, решаемой в диссертационной работе, диктуется следующими обстоятельствами.

Во-первых, в настоящее время существует настоятельная потребность рынка в средствах энергоаудита и сертификации качества электрической энергии (как товарной продукции), в том числе и по показателям, характеризующим отклонение напряжения сети от синусоидального (коэффициенту искажения синусоидальности, коэффициентам и-ой гармонической составляющей, уровням фликера).

Во-вторых, имеющиеся средства измерений показателей качества электроэнергии обеспечивают оценку не всех требуемых ГОСТом параметров и из-за универсальности (или аппаратурной избыточности) представляют собой сложные дорогостоящие изделия.

В-третьих, при решении проблем электромагнитной совместимости и оценке показателей качества электроэнергии по коэффициенту искажения синусоидальности, коэффициентам п-ой гармонической составляющей, уровням фликера существует целый ряд задач по математическому и программному обеспечению, не нашедших удовлетворительного решения из-за неэффективного использования современного аппаратного обеспечения и разработанного программного продукта.

Предмет исследований.

1. Современное аппаратно-алгоритмическое и математическое обеспечение задач контроля электроэнергетических характеристик сетевого напряжения и ПКЭ согласно ГОСТ 13109-97 и определение путей построения измерительных приборов на базе персональных компьютеров.

2. Методы и алгоритмы обработки информации в виртуальных системах измерения электроэнергетических параметров и характеристик несинусоидальности сетевого напряжения.

3. Математические модели методических погрешностей квантования и динамические свойства аналого-цифровых преобразователей.

Методы исследований включают в себя: методы математического анализа, методы линейной алгебры, методы теории непрерывных и импульсных систем автоматического регулирования, численные методы математики и цифровой фильтрации, методы статистического имитационного моделирования на ЭВМ и методы теории планирования экспериментов. Соответствующие теоретические исследования проводились с использованием сред программирования MathCAD и Simulink.

Цель работы - создание аппаратного, математического и алгоритмического обеспечения процессов измерения электроэнергетических характеристик напряжения сети, разработка программно-аналитических средств обработки измерительной информации, исследование и апробация найденных решений.

В соответствии с этим решаются следующие основные задачи: определение перспективных путей совершенствования математического, алгоритмического, программного и аппаратного обеспечения виртуальных приборов для контроля и измерения электроэнергетических характеристик напряжения сети; разработка структуры и исследование компонентов виртуальных приборов и устройств мониторингового контроля показателей качества электроэнергии, включая разработку структурных и функциональных схем виртуальных приборов для измерения уровней фликера; аналитическое исследование погрешностей АЦП различных типов и синтез математических моделей АЦП для анализа влияния динамических погрешностей и влияния шумов квантования; разработка статистической имитационной модели и исследование на ЭВМ эффективности алгоритмов измерения энергетических параметров сетевого напряжения и показателей качества электроэнергии при использовании различного типа АЦП; апробация разработанных рекомендаций, алгоритмов и методик обработки информации и доведение их до практического применения при выполнении хоздоговорных научно-исследовательских работ и в учебном процессе.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Формализация информационно-логического алгоритма идентификации нарушителей, влияющих на качество сетевого напряжения, использующих переключения релейного типа; обоснование на этой основе обобщенной структуры прибора контроля и измерения ПКЭ с обработкой информации на ПЭВМ.

2. Разработка математических моделей АЦП, позволяющих учитывать динамические погрешности и влияние шумов квантования, исследование свойств методических погрешностей квантования АЦП. Адекватность моделей подтверждена результатами имитационного статистического моделирования на ЭВМ.

3. Обоснование перспективности применения АЦП, в которых реализуются алгоритмы интегрирующего преобразования без накопления погрешности квантования, при построении виртуальных приборов и систем для измерения электроэнергетических параметров в силовых сетях.

4. Разработка методики имитационного моделирования, использующей процедуры Блекмена-Тьюки для оценки уровней фликера и коэффициентов п-й гармонической составляющей, и показано, что существенное сокращение объемов вычислений может быть достигнуто за счет децимации и рандомизации данных.

5. Разработка структурных и функциональных схем устройств ввода измерительной информации через СОМ-порт персонального компьютера.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Обоснование структурной схемы виртуальной системы для измерения показателей качества электроэнергии.

2. Анализ методических погрешностей измерений и синтез математических моделей АЦП, учитывающих динамические погрешности и влияние шумов квантования.

3. Методики имитационного статистического моделирования на ЭВМ структур АЦП, алгоритмы оценки уровней фликера и коэффициентов п-й гармонической составляющей, использующие при обработке процедуру Блекмена-Тьюки с децимацией и рандомизацией данных.

4. Обоснование структурных и функциональных схем устройств ввода через СОМ-порт персонального компьютера информации о сигналах, подвергнутых частотной и время-импульсной модуляции.

Практическое значение результатов работы заключается в разработке программно-аппаратной части измерительного преобразователя для измерения показателей качества электроэнергии сетевого напряжения, разработке методик и MATHCAD и Simulink-программ имитационного статистического моделирования АЦП напряжения (тока), а также алгоритмов обработки информации в виртуальных приборах и системах. Представленные в работе результаты информационного поиска, а также методики и программы позволяют решать практически весь комплекс задач по проектированию аппаратной части и алгоритмов виртуальных приборов и систем для измерения и контроля показателей качества электроэнергии, в том числе по коэффициенту искажения синусоидальности, коэффициентам w-ой гармонической составляющей и уровням фликера.

Реализация и внедрение. Диссертация представляет собой обобщение хоздоговорных научно-исследовательских работ, в выполнении которых автор принимал участие, в Пензенском государственном университете и в Пензенском филиале Российского государственного университета инновационных технологий и предпринимательства (РГУИТП). В данных НИР решались методологические и технические вопросы проектирования виртуальных приборов и систем на базе персональных компьютеров для измерения и контроля показателей качества электроэнергии по коэффициенту искажения синусоидальности, коэффициентам и-ой гармонической составляющей и уровням фликера.

Полученные в диссертационной работе результаты используются на кафедрах Пензенского госуниверситета и подразделениях Пензенского филиала РГУИТП при выполнении хоздоговорных НИР и в учебном процессе, а также внедрены в виде методик и программ в подразделениях ОАО "Пен-заэнерго", «Пензаэлектросетьстрой» и ООО НПП «Энерготехника».

Результаты внедрения подтверждены соответствующими документами.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на ряде ежегодных НТК Пензенского госуниверситета, а также на следующих международных и всероссийских конференциях и симпозиумах:

- международная НТК "Актуальные проблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем", г. Пенза, 1997 г.;

- международный симпозиум "Надежность и качество", г. Пенза, 2002 г.;

- II Всероссийская научно-практическая конференция "Метрология электрических измерений в электроэнергетике", г. Москва, 2002 г.;

- IV Всероссийская НТК "Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике", г. Чебоксары, 2002 г.;

- Международный симпозиум «Датчик - 2002», г. Судак;

- МНТК "Методы и средства измерения в системах контроля и управления", г. Пенза, 2002 г;

- МНТК "Методы и средства измерения в системах контроля и управления", г. Пенза, 2003 г;

- II Всероссийская НТК «Измерения - 2002», г. Пенза.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе: 8 статей, 8 тезисов докладов, 2 информационных листка.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, выводов по работе и приложения. Основной текст изложен на 177 страницах. Библиография - 146 наименования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

В соответствии с целями и задачами диссертационной работы были получены следующие результаты.

1. С целью повышения точности и расширения функциональных возможностей средств измерения и контроля ПКЭ представлены и обоснованы предложения по совершенствованию математического обеспечения, а также программно ориентированные алгоритмы обработки измерительной информации; разработана обобщенная структурная схема измерителя ПКЭ на базе персонального компьютера.

2. Показано, что по совокупности характеристик предпочтение следует отдавать способам аналого-цифрового преобразования, реализующим интегрирующее развертывающее преобразование без накопления погрешности квантования. Для данного класса АЦП получены аналитические формулы для описания функции плотности шумов квантования и построена математическая модель, учитывающая динамические погрешности АЦП.

3. Для имитационного моделирования различных типов АЦП и алгоритмов обработки информации при измерениях электроэнергетических параметров, в том числе коэффициентов искажения синусоидальности, коэффициентов п-ой гармонической составляющей и уровней фликера проведены исследования, подтвердившие преимущества интегрирующих АЦП, в которых реализуется алгоритм без накопления погрешности квантования.

4. С целью обеспечения универсальности при измерениях значений доз фликера и расчета коэффициентов п-й гармонической составляющей предложено использовать методы на базе процедуры Блекмена-Тыоки. Для ускорения выполнения процесса обработки информации предложено и обосновано применение децимации и рандомизации данных.

5. Показано, что задачи совершенствования приборов для измерения ПКЭ сетевого напряжения следует решать в комплексе. Предложены алгоритмы расчета электроэнергетических параметров и ПКЭ на базе персональных компьютеров с учетом достижений в области построения аппаратной части систем измерения ПКЭ.

6. Результаты диссертационной работы получены в ходе выполнения х/д НИР Пензенского государственного университета и Пензенского филиала Российского государственного университета инновационных технологий и предпринимательства и нашли внедрение в виде: методик обработки информации и программ для решения комплекса задач по проектированию аппаратной части; алгоритмов виртуальных приборов и систем для измерения и контроля показателей качества электроэнергии, а также в качестве отдельных узлов и элементов измерителей ПКЭ. Кроме того, результаты используются в учебном процессе в ПГУ при изучении вопросов электромагнитной совместимости и анализе режимов работы электроэнергетических систем.

1. Part 1 - Definitions and Standards CENELEC, Electronic components and applications, Vol.2, № 1, 1979, p. 49-52.

2. EN 50 006 CENELEC recomendations for power quality.

3. Evers H.W. Part 3 Voltadge fluctuation and flicker, - Electronic components and applications, Vol.2, № 3,1980, p. 143-149.

4. Pat. 1072329 (Great Britain) Impruvments in digital voltmeters / E.Metcalf, H.A.Dorey. -1967.

5. Pat. 1278138 (Great Britain) Analog-to-Digital Converter 1972.

6. Pat. 1416241 (Franse) Convertissuer integrateur / R.A.Andersen, I. R.E.Goley, 1964.

7. Pat. 3716849 (USA) Integrating measurements with noise rejection / E.Metcalf. 1973.

8. Pat. 3745556 (USA) Analog-to-Digital Converter / H.A.Dorey. 1973.

9. Sylvan J. Isolation and conditioning clean up industrial signals, Electronic Design, Vol. 30, № 11, 1982, p. 117-121.

10. A.c. 1091336 (СССР) Преобразователь напряжения в интервал времени/ В.Д.Михотин и др. Опубл. в БИ, № 17, 1984.

11. А.с. 1193813 (СССР) Преобразователь напряжения в частоту // П.Е.Клеруа и др. Опубл. в БИ, 1985, №43.

12. А.с. 1195271 (СССР) Способ цифрового измерения частоты следования импульсов// В.Д.Михотин, И.Ю.Семочкина, Л.Н.Фирстов, В.А.Юрманов, -Опубл. в БИ, 1985, № 26.X

13. А.с. 122943 (СССР) Способ преобразования напряжений в цифровой эквивалент и преобразователь для его осуществления //

14. A.К.Заволокин, Г.И.Кураханов. Опубл. в БИ, 1959, №19.

15. А.с. 1239618 (СССР) Способ измерения частоты следования импульсов за фиксированный интервал времени// В.Д.Михотин и др. -Опубл. в БИ, 1986, №23.

16. А.с. 599347 (СССР) Преобразователь напряжения в частоту //

17. B.С.Гутников. Опубл. в БИ, 1978, №11.

18. А.с. 599352 (СССР) Способ интегрирующего преобразования величины в интервал времени/ Э.К.Шахов и др. Опубл. в БИ, № 11, 1978.

19. А.с. 650228 (СССР) Преобразователь напряжения в частоту следования импульсов // В.С.Гутников, В.В.Лопатин. Опубл. в БИ, 1979, №8

20. А.с. 739731 (СССР) Интегрирующий преобразователь напряжения в интервал времени/ Э.К.Шахов и др. Опубл. в БИ, № 21, 1980.

21. Аррилага Дж. Гармоники в электрических системах. М.: Энерго-атомиздат, 1990. - 319 с.

22. Аснес, Харрисон Быстродействующий трехшаговый аналого-цифровой преобразователь. Электроника, 1968, №9, - С. 41.

23. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. М.: Энергия, 1970.

24. Балакай В.Г., Крюк И.П., Лукьянов JI.M. Интегральные схемы аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей/ Под ред. Л.МЛукьянова. М.: Энергоатомиздат, 1988.

25. Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. -М.: Мир, 1971.-408 с.

26. Бессекерский В.А. Цифровые автоматические системы. — М.: Наука, 1976.-576 с.

27. Бокс Дж., Дженкинс Г. Анализ временных рядов. Прогноз и управление. М.: Мир, 1974, т. 1,406 с.

28. Болджано Л.П., Абдоу И.Э., Уофорд Ф.Ч., Амблард Ф.Дж. Недиф-ференцируемый импульс с более узким спектром, чем у сходного дифференцируемого импульса. ТИИЭР, 1985, т. 73, № 1. - С. 170.

29. Большее Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. -М.: Наука, 1965.-420 с.

30. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М.: Гос. изд-во техн.-теор. лит-ры, 1955. - 608 с.

31. Вермишев Ю.Х. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия в сквозных процессах "проектирование производство - эксплуатация". - Информационные технологии в проектировании и производстве, вып.4, ВИМИ, 1997. - С. 3-7.

32. Воевода А.И. и др. Новые особенности автоматической частотной разгрузки энергосистем в современных условиях. Энергетика и электрификация, № 8, 2000. - С. 27-32.

33. Вопросы проектирования преобразователей формы информации // к Под ред. А.И.Кондалева. Киев: Наукова думка, 1977. - 242 с.

34. Гмурман В.Е. Введение в теорию вероятностей и математическую статистику. М.: Высшая школа, 1966. - 326 с.

35. ГОСТ 11001-80 Приборы для измерения индустриальных радиопомех. Технические требования и методы испытаний. М.: Изд-во стандартов, 1980.

36. ГОСТ 13109-87 Электрическая энергия. Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения. — М.: Изд-во стандартов, 1988.

37. ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Минск: Изд-во Межгосстандарт, 1997. - 30 с.

38. ГОСТ 23222-78 ГСИ Нормируемые метрологические и точностные характеристики. М.: Изд-во стандартов, 1982.

39. ГОСТ 29216-91 Совместимость технических средств электромагнитная. Радиопомехи индустриальные от информационной техники. Нормы и методы испытаний.

40. ГОСТ 30334-95 (МЭК 1000-4-8-93) Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к магнитным полям промышленной частоты. Технические требования и методы испытаний.

41. ГОСТ 30336-95 (МЭК 1000-4-9-93) Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к импульсным магнитным полям. Технические требования и методы испытаний.

42. ГОСТ 30372-95 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения.

43. ГОСТ 30376-95 Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к динамическим изменениям напряжения сети электропитания. Технические требования и методы испытаний.

44. ГОСТ 8.009-84 Нормируемые метрологические характеристики средств измерений. — М.: Изд-во стандартов, 1984, 18 с.

45. ГОСТ Р (проект-99) Совместимость технических средств электромагнитная. Приборы для измерения показателей качества электрической энергии. Общие технические условия.

46. ГОСТ Р 50652-94 (МЭК 1000-4-10-93) Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к затухающим колебательным магнитным полям. Технические требования и методы испытаний.

47. ГОСТ Р 50745-99 «Совместимость технических средств электромагнитная. Системы бесперебойного питания. Устройства подавления сетевых импульсных помех. Требования и методы испытаний». Взамен ГОСТ Р 50745-95

48. ГОСТ Р 51317.3.2-99 (МЭК 61000-3-2-95) «Совместимость технических средств электромагнитная. Эмиссия гармонических составляющих тока техническими средствами с потребляемым током не более 16 А (в одной фазе). Нормы и методы испытаний».

49. ГОСТ Р 51317.3.8-99 (МЭК 61000-3-8-97) «Совместимость технических средств электромагнитная. Передача сигналов по низковольтным электрическим сетям. Уровни сигналов, полосы частот и нормы электромагнитных помех».

50. ГОСТ Р 51317.4.11-99 (МЭК 61000-4-11-94) «Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к динамическим изменениям напряжения электропитания. Требования и методы испытаний». Взамен ГОСТ 30376-95 / ГОСТ Р 50627-93

51. ГОСТ Р 51317.4.12-99 (МЭК 61000-4-12-97) «Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к колебательным затухающим помехам. Требования и методы испытаний».

52. ГОСТ Р 51317.4.15-99 (МЭК 61000-4-15-97) Совместимость технических средств электромагнитная. Фликерметр. Технические требования и методы испытаний.

53. ГОСТ Р 51317.4.2-99 (МЭК 61000-4-2-95) «Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость. к электростатическим разрядам. Требования и методы испытаний». Взамен ГОСТ 29191-91

54. ГОСТ Р 51317.4.3-99 (МЭК 61000-4-3-95) «Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю. Требования и методы испытаний». Взамен ГОСТ 30375-95 / ГОСТ Р 50008-92

55. ГОСТ Р 51317.4.4-99 (МЭК 61000-4-4-95) «Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к наносекундным импульсным помехам. Требования и методы испытаний». Взамен ГОСТ 29156-91

56. ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95) «Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к микросекундным импульсным помехам большой энергии. Требования и методы испытаний». Взамен ГОСТ 30374-95 / ГОСТ Р 50007-92

57. ГОСТ Р 51317.4.6-99 (МЭК 61000-4-6-96) «Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к кондуктивным помехам, наведенным радиочастотными электромагнитными полями. Требования и методы испытаний».

58. ГОСТ Р 51317.6.2-99 (МЭК 61000-6-2-99) «Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электромагнитным помехам технических средств, применяемых в промышленных зонах. Требования и методы испытаний».

59. ГОСТ Р 51317.6.3-99 (МЭК 61000-6-3-96) «Совместимость технических средств электромагнитная. Помехоэмиссия от технических средств, применяемых в жилых, коммерческих зонах и производственных зонах с малым энергопотреблением. Нормы и методы испытаний».

60. ГОСТ Р 51317.6.4-99 (МЭК/СИСПР 61000-6-4-97) «Совместимость технических средств электромагнитная. Помехо- эмиссия от технических средств, применяемых в промышленных зонах. Нормы и методы испытаний».

61. ГОСТ Р 51318.14.2-99 (СИСПР 14-2-97) «Совместимость технических средств электромагнитная. Помехоустойчивость бытовых приборов, электрических инструментов и аналогичных устройств. Требования и методы испытаний».

62. ГОСТ Р 51318.15-99 (СИСПР 15-96) «Совместимость технических средств электромагнитная. Радиопомехи индустриальные от электрического светового и аналогичного оборудования. Нормы и методы испытаний». Взамен ГОСТ 21177-82

63. ГОСТ Р 51329-99 (МЭК 61543-95) «Совместимость технических средств электромагнитная. Устройства защитного отключения,у управляемые дифференциальным током (УЗО-Д), бытового и аналогичного назначения. Требования и методы испытаний».

64. ГОСТ Р 51516-99 (МВК 60255-22-4-92) «Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость измерительных реле и устройств защиты к наносекундным импульсным помехам. Требования и методы испытаний».

65. ГОСТ Р 51522-99 (МЭК 61326-1-97) «Совместимость технических средств электромагнитная. Электрическое оборудование для измерения, управления и лабораторного применения. Требования и методы испытаний».

66. ГОСТ Р 51524-99 «Совместимость технических средств электромагнитная. Системы электрического привода с регулируемой скоростью вращения. Требования и методы испытаний».

67. ГОСТ Р 51525-99 (МЭК 60255-22-2-96) «Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость измерительных реле и устройств защиты к электростатическим разрядам. Требования ичметоды испытаний».

68. ГОСТ Р 51526-99 «Совместимость технических средств электромагнитная. Оборудование для дуговой сварки. Требования и методы испытаний».

69. ГОСТ Р 51527-99 (МЭК 60478-3-89) «Совместимость технических средств электромагнитная. Стабилизированные источники питания постоянного тока. Кондуктивные электромагнитные помехи. Нормы и методы испытаний».

70. Граф П. 1200 схем. М.: Мир, 1989, - 918 с.

71. Гук М. Аппаратные средства IBM-PC. Энциклопедия. СПб.: Питер, 2000,-815 с.

72. Гультяев А. К. MATLAB 5.3. Имитационное моделирование в среде Windows: Практическое пособие. СПб.: КОРОНА принт, 2001. -400 с.

73. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. JL: Энергия, 1980, - 248 с.

74. Двайт Г.Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы. М.: Гос. издательство иностранной литературы. 1948. - 257с.

75. Дьяков А.Ф. Основа устойчивой работы ЕЭС России отечественное оборудование и новейшие технологии. - Энергетик, № 3, 2001. — С. 5-7.

76. Дьяконов В. П., Абраменкова И. В. MATLAB 5.0/5.3. Система символьной математики. М.: Нолидж, 1999.

77. Ермилов А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. -М.: Энергия, 1976. 368 с."

78. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промышленных предприятий. №-е изд., М.: Энергоатомиздат, 1994.

79. Иванов А.И. Быстрые алгоритмы синтеза нелинейных динамических моделей по экспериментальным данным. Пенза.: НПФ "Кристалл", 1995.-30 с.

80. Иванов B.C., Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. -М.: Энергоатомиздат, 1987.

81. Инструктивные материалы Главгосэнергонадзора/ Минэнерго СССР. 3-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1986.

82. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1970. - 720 с.

83. Лакин Г.Ф. Биометрия, М.: Высшая школа, 1992. - 456 с.

84. Лучинкин А.В., Чернецов В.И., Шаповал В.А. Проблемы создания систем мониторингового контроля качества электроэнергии / Труды. междунар. симпозиума "Надежность и качество".- Пенза: Пенз. гос.- ун-т, 2003. С.332-333.

85. Мармарелис П., Мармарелис В. Анализ физиологических систем (метод белого шума). М.: Мир. 1981. - 480 с.

86. Мартяшин А.И., Шахов Э.К., Шляндин В.М. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения. М.: Энергия, 1976.-396 с.

87. Математические основы теории автоматического регулирования / Под ред. Б.К.Чемоданова. М.: Высшая школа, 1977, т.2. - 518 с.

88. Махнанов В.Д., Милохин Н.Т. Устройства частотного и время-импульсного преобразования. М.: Энергия, 1970. - 128 с.

89. Метрология электрических измерений в электроэнергетике/ Под ред. Я.Т. Загорского. М.: ЗАО «Издательство НЦ ЭНАС», 2001.

90. Михотин В.Д. Проектирование помехоустойчивых АЦП: Учеб. пособие. Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1984. - 88 с.

91. Михотин В.Д. Развитие теории и совершенствование характеристик цифровых средств измерений с весовым усреднением. / Дисс. докт. техн. наук. Куйбышев: Куйб. политехи, ин-т, 1989. - 504 с.

92. Михотин В.Д., Ткачев С.В. Информационно-измерительные технологии, Межвуз. сб. науч. тр. Информационно-измерительная техника. - Вып. 25. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2000. - 22 - 29 с.

93. Михотин В.Д., Чернецов В.И., Шаповал В.А. Фликерметр для контроля качества электрической энергии. Информационный листок № 177-02, Серия Р 59.29.29. - Пенза: Пенз. ЦНТИ, 2002. - 4 с.

94. Михотин В.Д., Чувыкин Б.В., Шахов Э.К. Методы синтеза весовых функций для эффективной фильтрации измерительных сигналов // Измерения, контроль, автоматизация, 1981, № 5. -С. 5-13.

95. Михотин В.Д., Шаповал В.А. Аналого-цифровой преобразователь для фликерметров, контролирующих качество электроэнергии / Труды МНТК «Датчик 2002». - М.: Изд-во МИЭМ, С. 137 - 138.

96. Могилко Р.Н. Концепция построения системы сбора и передачи данных для энергетических объектов. Энергетик, № 5,2001. С. 44.

97. МУ 34-70-179-87 Методические указания. Информационно-измерительные системы. Анализ состояния метрологического обеспечения в системе Минэнерго СССР. Организация и порядок проведения.

98. Новицкий П.В., Кнорринг В.Г., Гутников B.C. Цифровые приборы с частотными датчиками. Л.: Энергия, 1970. - 420 с.

99. Образцов B.C., Айзатулин Ф.Н. Счетчики электрической энергии с функциями измерения ПКЭ, Измерение.Яи, №4, 2001. - С. 7 - 13.

100. Образцов B.C., Дубинский Д.Е. Новый счетчик серии АЛЬФА A3: коммерческий учет и контроль параметров качества электроэнергии. Энергетик, № 3,2001. С. 43.

101. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы (аналоговые и цифровые). К.: Вища школа, 1986. - 504 с.

102. Орнатский П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники. Киев: Вища школа, 1976.-432 с.

103. Отнес Р.К., Эноксон Л. Прикладной анализ временных рядов. М.: Мир, 1982.-428 с.

104. Плис А.И., Сливина Н.А. MathCAD-2000 Математический практикум для экономистов и инженеров: Учеб. пособие. М.: Финансы и статистика, 2000. — 656 с.

105. Потемкин В. Г. Система инженерных и научных расчетов MATLAB 5.x: В 2 т. М.: Диалог-МИФИ, 1999.

106. Применение интегральных схем: Практическое руководство. В 2-х кн. Пер. с англ./ Под ред. А.Уильямса. М.: Мир, 1987

107. Рабинер П., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М.: Мир, 1978. - 848 с.

108. Салтыков В.М., Салтыкова О.А. Электромагнитная совместимость дуговых сталеплавильных печей в системах электроснабжения: Учеб. пособ. Тольятти: Кассандра, 1998. - 88 с.

109. Серков А.В. Вопросы качества электроэнергии во взаимоотношениях с гражданами. Энергетик, 2000, № 4. - С. 14-16.

110. Ткачев С.В., Михотин В.Д. Планирование эксперимента для испытания датчиковой аппаратуры на метрологическую надежность. -Пенза: Изд-во Пенз. гос. техн. ун-та, 1996. 184 с.

111. Трубицков С.В. Интегрирующие аналого-цифровые преобразователи с улучшенными метрологическими характеристиками. -Дисс.канд.техн. наук.-Пенза, 1994.-221 с.

112. Федорков Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: Функционирование, параметры, применение. М.: Энергоатомиздат, 1990.

113. Френке JI. Теория сигналов. М.: Сов. радио, 1974. - 314 с.

114. Хабигер Э. Электромагнитная совместимость М.:Энергоатомиздат, 1995.-293 с.

115. Харкевич А.А. Борьба с помехами. М.: Наука, 1965. - 275 с.

116. Хармут Х.Ф. Передача информации ортогональными функциями. -М.: Связь, 1975.-272 с.

117. Харрис Ф.Дж. Использование окон при гармоническом анализе методом дискретного преобразования Фурье. ТИИЭР, 1978, т.66, №1. -С. 60-96.

118. Хемминг Р.В. Цифровые фильтры. М.: Сов. радио, 1980. - 244 с.

119. Хемминг Р.В. Численные методы. М.: Наука, 1972. - 420 с.

120. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы. М.: Энергия, 1974.-320 с.

121. Ципкин Я.З. Теория линейных импульсных систем. М.:Физматгиз, 1963.-968 с.

122. Чернецов В.И. Развитие теории и совершенствование унифицирующих измерительных преобразователей для параметрических датчиков. Дисс. докт. техн. наук. Пенза: Пенз. гос. ун-т, 2000. - 568 с.

123. Чернецов В.PL, Шаповал В.А. Надежность и качество изделий в свете проблем электромагнитной совместимости / Труды, междунар. симпозиума "Надежность и качество".- Пенза: Пенз. гос. ун-т, 2002, С. 358 360.

124. Чернецов В.И., Шаповал В.А. Имитационное моделирование в среде MathCAD АЦП для виртуальных приборов // сб. Докл. Междунар. Конф. "измерения 2002", - Пенза: Пенз. гос. ун-т, 2002, с. 13-15.

125. Чувыкин Б.В. Развитие теории финитных функций в задачах проектирования измерительных приборов и систем с цифровой обработкой информации. Дисс.докт. техн. наук. Пенза, 2000. - 605 с.

126. Шаповал В.А. Исследование алгоритмов измерения частоты сетевого напряжения. Сб. науч. тр. Проблемы электромагнитной совместимости и контроля качества электрической энергии. - Пенза: Информационно-издательский центр Пенз. гос. ун-та. 2001. - С. 5-7.

127. Шаповал В.А. Пакет прикладных программ для оценки показателей качества электроэнергии. Информационный листок № 54-386-03, Серия Р 59.29.29. - Пенза: Пенз. ЦНТИ, 2003. - 3 с.

128. Шахов Э.К. Разработка основ теории и новых принципов построения интегрирующих развертывающих преобразователей. Дисс. докт. техн. наук. Куйбышев, 1978. - 437 с.

129. Шахов Э.К., Михотин В.Д. Интегрирующие развертывающие преобразователи напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 146 с.

130. Шляндин В.М. Цифровые измерительные устройства. М.: Высшая школа, 1981. - 335 с.

131. Юрманов В.А. Совершенствование структур и алгоритмов интегрирующих АЦП. Дисс.канд. техн. наук. Пенза, 1985.-242 с.и