KR20140013465A - 전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템 및 방법 - Google Patents

전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20140013465A KR1020120080469A KR20120080469A KR20140013465A KR 20140013465 A KR20140013465 A KR 20140013465A KR 1020120080469 A KR1020120080469 A KR 1020120080469A KR 20120080469 A KR20120080469 A KR 20120080469A KR 20140013465 A KR20140013465 A KR 20140013465A
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Abstract

본 발명은 전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전력량계의 고조파 왜율 측정 방법은, 고조파 왜율 측정 대상 전압신호로부터 기본 주파수(fo)를 검출하는 단계; 검출된 기본 주파수(fo)를 이용하여 사인 신호와 코사인 신호를 각각 생성하는 단계; 생성된 사인 신호와 코사인 신호를 각각 대상 전압신호와 상관관계(correlation)를 취해 각 성분의 크기를 구하는 단계; 구해진 각 성분의 크기를 바탕으로 기본주파수 정현파 신호를 생성하는 단계; 대상 전압신호와 상기 기본주파수 정현파 신호와의 차이로부터 나머지 고조파 신호를 검출하는 단계; 및 검출된 고조파 신호와 대상 전압신호를 이용하여 전고조파 왜율(THD)을 계산하는 단계를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 대상 전압신호를 기본 주파수 신호와 고조파 신호로 분리하여 전고조파 왜율(THD)을 구함으로써, FFT 방식의 성능 오차의 단점을 극복할 수 있고, 복잡한 FFT 연산을 수행하지 않으므로 연산이 빠른 장점이 있다.

Description

전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템 및 방법{System and Method for Measuring Harmonic Distortion Ratio in Watt-Hour Meter}
본 발명은 전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 FFT(Fast Fourier Transform) 방식의 성능 오차의 단점을 극복할 수 있고, 연산이 빠른 전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전력 시스템의 공학적인 측면과 효율적인 전력 수급 계획의 측면에 있어서, 전력 품질은 중요한 비중을 차지하며, 전력 시장의 경쟁화 정책의 추진에 따라 그 중요성이 점차 증대하고 있다.
오늘날, 전자 통신 기술의 발전에 따라 각 수용가에 비선형 부하의 설치가 점차 증가하고 있다. 분산 전력 시스템의 수용에 따라 설치되는 비선형 부하의 증가는 각 전기 부하에 흐르는 전류 파형에 고조파(harmonic wave)를 발생시켜 전류 파형의 왜곡(distortion)을 초래하고 있다. 이러한 문제는 전력 전달 과정에 왜곡 전력(distortion power)을 발생시켜 전력 시스템이 비효율적으로 운영되도록 하고, 결국 낮은 품질의 전력이 수용가로 공급되게 하는 원인이 된다.
전기품질 분석을 위한 왜곡 파형의 고조파를 추출하기 위하여, 현재 가장 많이 사용되는 방식으로서 FFT(Fast Fourier Transform) 또는 DFT(Discrete Fourier Transform)를 들 수 있다. 또한 최근에는 웨이블렛(Wavelet) 및 확률적인 방법을 사용하는 기법도 제시되고 있다.
하지만, 이상과 같은 종래 방식들은 모두 기본 주파수를 가지는 기저 벡터를 활용하여 왜곡 파형을 주파수 영역에서 분석하는 방식이다. 이러한 방식은 시간 영역과 주파수 영역을 교차하며 연산이 수행되기 때문에, 연산 처리가 많고 복잡하여 CPU 및 하드웨어에 부담을 주게 되고 저장 용량이 부족해지는 문제가 있다. 또한, 충분하게 전압 및 전류 파형을 샘플링하지 못해 정밀하게 왜곡 파형의 고조파 요소를 추출할 수 없게 되는 문제가 있다.
특히, FFT 방식의 경우, 샘플링 주파수(fs)와 FFT 사이즈(Nfft)에 의해 분석할 수 있는 주파수 성분(fm=m x fs / Nfft)이 제한되는 단점이 있다. 즉, FFT 방식으로 분석 가능한 고조파 주파수는 연속적이지 않으며, 샘플링 주파수(fs)와 FFT 사이즈(Nfft)의 비율로 이산적이므로, 그 이외의 주파수 성분에 대한 정확한 왜율 분석이 불가능하다.
한국 등록특허공보 등록번호 10-0872798 한국 공개특허공보 공개번호 10-2010-0049412
본 발명은 상기와 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 대상 전압신호를 시간축에서 기본 주파수 신호와 고조파 신호로 분리하여 고조파 왜율을 구함으로써, 종래의 고조파 분석방식인 이산 FFT(Fast Fourier Transform) 방식의 성능 오차의 단점을 극복할 수 있고, FFT 연산을 수행하지 않음에 따라 더 빠른 연산이 가능한 전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템은,
외부로부터 고조파 왜율 측정을 위한 대상 전압신호를 입력받고, 그 대상 전압신호로부터 기본 주파수(fo)를 검출하는 기본주파수 검출 모듈;
상기 검출된 기본 주파수(fo)를 이용하여 사인(sin) 신호와 코사인(cos) 신호를 각각 생성하는 사인/코사인 신호 생성 모듈;
상기 생성된 사인 신호와 코사인 신호를 각각 상기 대상 전압신호와 상관관계(correlation)를 취해 각 성분의 크기를 구하는 코릴레이션(correlation) 모듈;
상기 구해진 각 성분의 크기를 바탕으로 기본주파수 정현파 신호를 생성하는 기본주파수 정현파 신호 생성 모듈;
상기 대상 전압신호와 상기 기본주파수 정현파 신호와의 차이로부터 나머지 고조파 신호를 검출하는 고조파 신호 검출 모듈; 및
상기 검출된 고조파 신호와 상기 대상 전압신호를 이용하여 전고조파 왜율 (THD: total harmonic distortion)을 계산하는 전고조파 왜율(THD) 산출 모듈을 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 바람직하게는 상기 기본주파수 검출 모듈과 사인/코사인 신호 생성 모듈 사이에는 상기 기본주파수 검출 모듈에 의해 기본 주파수(fo)를 검출한 후, 윈도우잉(windowing)을 통해 상기 대상 전압신호의 누설 주파수를 최소화하기 위한 윈도우잉 모듈을 더 포함한다.
이때, 상기 윈도우잉 모듈은 rectangle, hanning, hamming 윈도우 중 어느 하나의 방식을 이용하여 윈도우잉을 수행할 수 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전력량계의 고조파 왜율 측정방법은,
기본주파수 검출 모듈, 사인/코사인 신호 생성 모듈, 코릴레이션 (correlation) 모듈, 기본주파수 정현파 신호 생성 모듈, 고조파 신호 검출 모듈, 전고조파 왜율(THD) 산출 모듈을 포함하는 전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템을 이용한 전력량계의 고조파 왜율 측정 방법으로서,
a) 상기 기본주파수 검출 모듈에 의해 고조파 왜율 측정 대상 전압신호로부터 기본 주파수(fo)를 검출하는 단계;
b) 상기 검출된 기본 주파수(fo)를 이용하여 상기 사인/코사인 신호 생성 모듈에 의해 사인 신호와 코사인 신호를 각각 생성하는 단계;
c) 상기 코릴레이션(correlation) 모듈에 의해 상기 생성된 사인 신호와 코사인 신호를 각각 대상 전압신호와 상관관계(correlation)를 취해 각 성분의 크기를 구하는 단계;
d) 상기 구해진 각 성분의 크기를 바탕으로 상기 기본주파수 정현파 신호 생성 모듈에 의해 기본주파수 정현파 신호를 생성하는 단계;
e) 상기 고조파 신호 검출 모듈에 의해 상기 대상 전압신호와 상기 기본주파수 정현파 신호와의 차이로부터 나머지 고조파 신호를 검출하는 단계; 및
f) 상기 검출된 고조파 신호와 대상 전압신호를 이용하여 상기 전고조파 왜율(THD) 산출 모듈에 의해 전고조파 왜율(THD)을 계산하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 바람직하게는 상기 단계 a)이후, 윈도우잉 모듈에 의해 윈도우잉을 통해 상기 대상 전압신호의 누설 주파수를 최소화하는 단계를 더 포함한다.
이때, 상기 윈도우잉은 rectangle, hanning, hamming 윈도우 중 어느 하나를 이용하여 수행될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 대상 전압신호를 기본 주파수 신호와 고조파 신호로 분리하여 전고조파 왜율(THD)을 구함으로써, FFT 방식의 성능 오차의 단점을 극복할 수 있고, 복잡한 FFT 연산을 수행하지 않으므로 연산이 빠른 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 전력량계의 고조파 왜율 측정방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되지 말아야 하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템은 기본주파수 검출 모듈(110), 사인/코사인 신호 생성 모듈(130), 코릴레이션 (correlation) 모듈(140), 기본주파수 정현파 신호 생성 모듈(150), 고조파 신호 검출 모듈(160), 전고조파 왜율(THD) 산출 모듈(170)을 포함하여 구성된다.
상기 기본주파수 검출 모듈(110)은 외부로부터 고조파 왜율 측정을 위한 대상 전압신호를 입력받고, 그 대상 전압신호로부터 기본 주파수(fo)를 검출한다.
상기 사인/코사인 신호 생성 모듈(130)은 상기 검출된 기본 주파수(fo)를 이용하여 사인(sin) 신호와 코사인(cos) 신호를 각각 생성한다.
상기 코릴레이션(correlation) 모듈(140)은 상기 생성된 사인 신호와 코사인 신호를 각각 상기 대상 전압신호와 상관관계(correlation)를 취해 각 성분의 크기를 구한다.
상기 정현파 신호 생성 모듈(150)은 상기 구해진 각 성분의 크기를 바탕으로 기본주파수 정현파 신호를 생성한다.
상기 고조파 신호 검출 모듈(160)은 상기 대상 전압신호와 상기 기본주파수 정현파 신호와의 차이로부터 나머지 고조파 신호를 검출한다.
상기 전고조파 왜율(THD) 산출 모듈(170)은 상기 검출된 고조파 신호와 상기 대상 전압신호를 이용하여 전고조파 왜율(THD: total harmonic distortion)을 계산한다.
여기서, 바람직하게는 상기 기본주파수 검출 모듈(110)과 사인/코사인 신호 생성 모듈(130) 사이에는 상기 기본주파수 검출 모듈(110)에 의해 기본 주파수(fo)를 검출한 후, 윈도우잉(windowing)을 통해 상기 대상 전압신호의 누설 주파수를 최소화하기 위한 윈도우잉 모듈(120)을 더 포함한다. 이때, 이와 같은 윈도우잉 모듈(120)은 rectangle, hanning, hamming 윈도우 중 어느 하나의 방식을 이용하여 윈도우잉을 수행할 수 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템에 있어서, 상기 각 모듈들은 반드시 본 실시 예에서와 같이 독립된 모듈로 구성되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 몇 개의 모듈이 하나의 모듈로 통합될 수도 있고(예를 들면, 기본주파수 검출 모듈(110)과 윈도우잉 모듈(120)이 하나의 모듈로 통합될 수도 있고, 고조파 신호 검출 모듈(160)과 전고조파 왜율 산출 모듈(170)이 하나의 모듈로 통합될 수도 있음), 경우에 따라서는 각 모듈들이 모두 하나로 통합되어 하나의 일체화된 모듈 또는 장치(예를 들면, 마이크로프로세서)로 구성될 수도 있다.
그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템을 이용하여 전력량계의 고조파 왜율을 측정하는 방법에 대하여 설명해 보기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 전력량계의 고조파 왜율 측정방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전력량계의 고조파 왜율 측정방법에 따라, 먼저 상기 기본주파수 검출 모듈(110)에 의해 고조파 왜율 측정 대상 전압신호로부터 기본 주파수(fo)를 검출한다(단계 S201).
이후, 바람직하게는 윈도우잉 모듈(120)에 의해 윈도우잉을 통해 상기 대상 전압신호의 누설 주파수를 최소화한다(단계 S202). 이때, 상기 윈도우잉은 rectangle, hanning, hamming 윈도우 중 어느 하나를 이용하여 수행될 수 있다.
이렇게 하여 기본 주파수(fo)가 검출되면, 그 검출된 기본 주파수(fo)를 이용하여 상기 사인/코사인 신호 생성 모듈(130)에 의해 사인(sin) 신호와 코사인 (cos) 신호를 각각 생성한다(단계 S203).
그리고, 상기 코릴레이션(correlation) 모듈(140)에 의해 상기 생성된 사인 신호와 코사인 신호를 각각 대상 전압신호와 상관관계(correlation)를 취해 각 성분의 크기를 구한다(단계 S204).
그런 후, 상기 구해진 각 성분의 크기를 바탕으로 상기 기본주파수 정현파 신호 생성 모듈(150)에 의해 기본주파수 정현파 신호를 생성한다(단계 S205).
그런 다음, 상기 고조파 신호 검출 모듈(160)에 의해 상기 대상 전압신호와 상기 기본주파수 정현파 신호와의 차이로부터 대상 전압신호에 있어서의 나머지 고조파 신호를 검출한다(단계 S206).
그런 후, 상기 검출된 고조파 신호와 대상 전압신호를 이용하여 상기 전고조파 왜율(THD) 산출 모듈(170)에 의해 전고조파 왜율(THD)을 계산한다(단계 S170).
이상은 본 발명에 따른 전력량계의 고조파 왜율 측정방법에 따라 고조파 왜율을 측정하는 과정을 전체적으로 개괄하여 설명한 것이다. 이하에서는 좀 더 상세한 설명이 필요한 부분들에 대하여 부연 설명해 보기로 한다.
n차 고조파 성분의 주파수축 크기를 Hn이라 할 때 전고조파 왜율, THD는 다음과 같은 식으로 정의될 수 있다.
Figure pat00001
FFT를 이용하는 방법이 가지고 있는 문제점은 Hn들이 샘플링 주파수와 FFT 사이즈에 의존하여 변한다는 것이었다.
즉, 실제 기기의 동작 환경에서 정확한 Hn을 구하는 것이 거의 불가능하다.
본 발명에서는 대상 전압신호를 시간축에서 기본 주파수 신호와 고조파 신호로 분리하여 고조파 왜율을 구함으로써 이와 같은 이산 FFT 방식의 성능 오차의 단점을 극복하고자 하였으며, FFT 연산을 수행하지 않으므로 더 빠른 연산이 가능하다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템은 대상 전압신호의 동작 주파수(기본 주파수)를 연산(검출)하는 기본 주파수 검출 모듈(110), 누설 주파수를 최소한으로 하기 위한 윈도우잉 모듈(120), 상기 검출된 기본 주파수(fo)를 이용하여 사인(sin) 신호와 코사인(cos) 신호를 각각 생성하는 사인/코사인 신호 생성 모듈(130), 그리고 대상 전압신호를 각각 사인(sin)과 코사인(cos) 함수와 상관관계(correlation)를 취해 각 성분의 크기를 계산하는 코릴레이션(correlation) 모듈(140) 등을 주요 구성요소로 한다.
상기 기본 주파수 검출 모듈(110)에서는 대상 전압신호로부터 기본주파수 fo를 검출해 내며, 이 값은 기본주파수 정현파 신호를 만드는 데 이용된다.
한편, 샘플링된 신호가 기본 주파수의 정수배 사이클을 포함하고 있다는 보장이 없으므로, 윈도우잉(windowing) 모듈(120)에서는 윈도우잉(windowing)을 통하여 주파수 누설(leakage)을 어느 정도 감쇄시킨다. 그리고, 기본 주파수 검출 모듈 (110)에 의해 구해진 기본 주파수 fo를 이용하여, 사인/코사인 신호 생성 모듈 (130)에 의해 사인(sin) 신호와 코사인(cos) 신호를 각각 생성한 후, 코릴레이션(correlation) 모듈(140)에 의해 그 생성된 사인(sin) 신호와 코사인(cos) 신호를 각각 대상 전압신호와 크로스-코릴레이션(cross-correlation)을 취한다. 사인(sin) 신호와 코사인(cos) 신호는 서로 직교 관계에 있으므로 이 과정을 통하여 해당 정현파 성분만의 크기가 검출된다.
이렇게 하여 구해진 사인(sin) 신호의 크기를 a, 코사인(cos) 신호의 크기를 b라 하면, 기본주파수 정현파 신호는 asin(2πfot)+bcos(2πfot)이 된다. 따라서, 대상 전압신호와 이 신호(기본주파수 정현파 신호)와의 차이로부터 나머지 고조파에 의한 신호를 구할 수 있게 된다.
윈도우잉(Windowing)은 전술한 바와 같이, rectangle, hanning, hammiing window 등 여러 가지가 적용될 수 있는데, hanning window의 경우 임펄스 응답은 다음과 같다.
Figure pat00002
한편, 대상 전압신호를 x[n]이라 하면 사인 신호, 코사인 신호와의 코릴레이션(correlation)은 다음과 같은 수식 관계에 의해 수행된다. (도 2의 단계 S204와 관련)
Figure pat00003
　이렇게 하여 사인 성분과 코사인 성분의 크기를 구했으므로, 기본 주파수에 의한 정현파 신호 s[n]은 다음과 같이 구할 수 있다. (도 2의 단계 S205 관련)
Figure pat00004
대상 전압신호 x[n]=s[n]+e[n] 이므로, 고조파에 의한 신호 e[n]은 다음 식으로 정의될 수 있다. (도 2의 단계 S206 관련)
Figure pat00005
그리고 Parsival's Theorem을 적용하면, 전고조파 왜율 THD는 다음과 같은 수식 관계에 의해 구해질 수 있다. (도 2의 단계 S207 관련)
Figure pat00006
여기서, s[n]은 대상 전압신호의 기본 주파수에 따른 정현파 신호, e[n]은 기본 주파수를 제외한 나머지 고조파에 의한 신호를 각각 나타낸다.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 전력량계의 고조파 왜율 측정방법은 대상 전압신호를 시간축에서 기본주파수 파형과 나머지 파형으로 분리하여 고조파 왜율을 측정하므로, 주파수 영역에서 불연속성 문제가 발생하지 않아 신호에 포함된 고조파 성분의 크기가 작을 때도 비교적 정확한 THD 계산이 가능하고, 복잡한 FFT 연산을 수행하지 않으므로 빠른 시간 내에 고조파 왜율을 측정할 수 있는 장점이 있다.
이상, 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110...기본 주파수 검출 모듈 120...윈도우잉(windowing) 모듈
130...사인/코사인 신호 생성 모듈 140...코릴레이션(correlation) 모듈
150...기본 주파수 정현파 신호 생성 모듈
160...고조파 신호 검출 모듈
170...전고조파 왜율(THD) 산출 모듈

Claims (7)

  1. 외부로부터 고조파 왜율 측정을 위한 대상 전압신호를 입력받고, 그 대상 전압신호로부터 기본 주파수(fo)를 검출하는 기본주파수 검출 모듈;
    상기 검출된 기본 주파수(fo)를 이용하여 사인(sin) 신호와 코사인(cos) 신호를 각각 생성하는 사인/코사인 신호 생성 모듈;
    상기 생성된 사인 신호와 코사인 신호를 각각 상기 대상 전압신호와 상관관계(correlation)를 취해 각 성분의 크기를 구하는 코릴레이션(correlation) 모듈;
    상기 구해진 각 성분의 크기를 바탕으로 기본주파수 정현파 신호를 생성하는 기본주파수 정현파 신호 생성 모듈;
    상기 대상 전압신호와 상기 기본주파수 정현파 신호와의 차이로부터 나머지 고조파 신호를 검출하는 고조파 신호 검출 모듈; 및
    상기 검출된 고조파 신호와 상기 대상 전압신호를 이용하여 전고조파 왜율 (THD: total harmonic distortion)을 계산하는 전고조파 왜율(THD) 산출 모듈을 포함하는 전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기본주파수 검출 모듈과 상기 사인/코사인 신호 생성 모듈 사이에는 상기 기본주파수 검출 모듈에 의해 기본 주파수(fo)를 검출한 후, 윈도우잉 (windowing)을 통해 상기 대상 전압신호의 누설 주파수를 최소화하기 위한 윈도우잉 모듈을 더 포함하는 전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 윈도우잉 모듈은 rectangle, hanning, hamming 윈도우 중 어느 하나의 방식을 이용하여 윈도우잉을 수행하는 전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템.
  4. 기본주파수 검출 모듈, 사인/코사인 신호 생성 모듈, 코릴레이션 (correlation) 모듈, 기본주파수 정현파 신호 생성 모듈, 고조파 신호 검출 모듈, 전고조파 왜율(THD) 산출 모듈을 포함하는 전력량계의 고조파 왜율 측정 시스템을 이용한 전력량계의 고조파 왜율 측정 방법으로서,
    a) 상기 기본주파수 검출 모듈에 의해 고조파 왜율 측정 대상 전압신호로부터 기본 주파수(fo)를 검출하는 단계;
    b) 상기 검출된 기본 주파수(fo)를 이용하여 상기 사인/코사인 신호 생성 모듈에 의해 사인 신호와 코사인 신호를 각각 생성하는 단계;
    c) 상기 코릴레이션(correlation) 모듈에 의해 상기 생성된 사인 신호와 코사인 신호를 각각 대상 전압신호와 상관관계(correlation)를 취해 각 성분의 크기를 구하는 단계;
    d) 상기 구해진 각 성분의 크기를 바탕으로 상기 기본주파수 정현파 신호 생성 모듈에 의해 기본주파수 정현파 신호를 생성하는 단계;
    e) 상기 고조파 신호 검출 모듈에 의해 상기 대상 전압신호와 상기 기본주파수 정현파 신호와의 차이로부터 나머지 고조파 신호를 검출하는 단계; 및
    f) 상기 검출된 고조파 신호와 대상 전압신호를 이용하여 상기 전고조파 왜율(THD) 산출 모듈에 의해 전고조파 왜율(THD)을 계산하는 단계를 포함하는 전력량계의 고조파 왜율 측정방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단계 a)이후, 윈도우잉 모듈에 의해 윈도우잉을 통해 상기 대상 전압신호의 누설 주파수를 최소화하는 단계를 더 포함하는 전력량계의 고조파 왜율 측정방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 윈도우잉은 rectangle, hanning, hamming 윈도우 중 어느 하나를 이용하여 수행되는 전력량계의 고조파 왜율 측정방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 전고조파 왜율(THD)은 다음의 수식 관계에 의해 구하는 전력량계의 고조파 왜율 측정방법.
    Figure pat00007

    여기서, s[n]은 대상 전압신호의 기본 주파수에 따른 정현파 신호, e[n]은 기본 주파수를 제외한 나머지 고조파에 의한 신호를 각각 나타낸다.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017142602A1 (en) * 2016-02-18 2017-08-24 Teradyne, Inc. Time-aligning a signal
US9762382B1 (en) 2016-02-18 2017-09-12 Teradyne, Inc. Time-aligning a signal
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