發(fā)布時(shí)間：2017-03-18 04:03

  本文關(guān)鍵詞：基于DSP的諧波電能計(jì)量算法研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電能在國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民日常生活中起著重要的作用,電氣化程度和管理水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家發(fā)展程度高低的一個(gè)重要指標(biāo)。近些年來(lái),一方面,電網(wǎng)環(huán)境諧波含量大幅增長(zhǎng),由諧波引發(fā)的各種故障不斷發(fā)生,人們對(duì)電網(wǎng)中的諧波問題漸漸重視起來(lái)。另一方面,通過建立全球性標(biāo)準(zhǔn)和制定政府監(jiān)管及激勵(lì)機(jī)制,全球各個(gè)國(guó)家都在積極推行智能電網(wǎng)的建設(shè)加快投資建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目。我國(guó)的電能計(jì)量技術(shù)也在智能電網(wǎng)的大背景下不斷發(fā)展更新。正是由于諧波影響的日益增大,以及智能電網(wǎng)的全球性發(fā)展,諧波電能計(jì)量已經(jīng)成為當(dāng)前的熱門話題。 重要的電能計(jì)量參數(shù)主要包括電壓有效值、電流有效值、有功功率、視在功率、功率因數(shù)、電能量、無(wú)功功率和電網(wǎng)頻率等,電能計(jì)量算法也即是計(jì)算這些參數(shù)所使用的方法。在充分分析了已有算法的基礎(chǔ)上,對(duì)主要電能計(jì)量參數(shù)進(jìn)行分類討論和研究。將FFT算法應(yīng)用于電能計(jì)量領(lǐng)域,分析已有FFT算法在電能計(jì)量應(yīng)用中產(chǎn)生的缺陷。提出了加窗FFT諧波電能計(jì)量算法,并給出了基于加窗FFT諧波電能計(jì)量算法的基本電能計(jì)量參數(shù)計(jì)算公式。根據(jù)無(wú)功功率的計(jì)量特點(diǎn)和希爾伯特理論,提出了基于希爾伯特的無(wú)功功率算法。利用處理器TMS320F28335的輸入捕獲模塊,給出了本文的頻率測(cè)量方法。 利用MATLAB軟件模擬包含24次諧波的輸入電壓、電流函數(shù),對(duì)傳統(tǒng)FFT和加窗FFT諧波電能計(jì)量算法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)希爾伯特?cái)?shù)字移相濾波器,對(duì)無(wú)功功率的測(cè)試進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)試其性能指標(biāo)。構(gòu)建諧波電能計(jì)量算法的DSP實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),設(shè)計(jì)A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS8364的硬件接口和驅(qū)動(dòng)程序,配置CAP寄存器構(gòu)建頻率測(cè)量模塊。利用電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置ST9500發(fā)出指定參數(shù)的電壓、電流標(biāo)準(zhǔn)諧波信號(hào),并編寫浮點(diǎn)型DSP芯片TMS320F28335的主程序和電能計(jì)量算法子程序,對(duì)本文算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 仿真和實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文的諧波電能計(jì)量算法具有很高的準(zhǔn)確度,并兼具可行性和實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：DSP 諧波 電能計(jì)量 算法
【學(xué)位授予單位】：河南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM933.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 研究的背景和意義9-12
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意義10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12
• 1.3 主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)、論文組織安排12-14
• 第二章 電能參數(shù)計(jì)量算法方案研究14-23
• 2.1 電能參數(shù)的概念14-16
• 2.1.1 電能計(jì)量的主要參數(shù)及其定義14-15
• 2.1.2 無(wú)功功率的定義15-16
• 2.2 電能參數(shù)計(jì)量算法方案16-20
• 2.2.1 基本電能計(jì)量算法方案16-18
• 2.2.2 無(wú)功功率測(cè)量算法方案18-19
• 2.2.3 頻率測(cè)量方案19-20
• 2.3 電能計(jì)量算法DSP實(shí)現(xiàn)方案20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-23
• 第三章 諧波電能計(jì)量算法的理論分析23-41
• 3.1 基于改進(jìn)FFT的諧波電能計(jì)量23-37
• 3.1.1 用于諧波電能計(jì)量的FFT算法及其不足23-29
• 3.1.2 用于諧波電能計(jì)量的FFT算法的改進(jìn)措施29-35
• 3.1.3 基于改進(jìn)FFT的電能計(jì)量參數(shù)的計(jì)算35-37
• 3.2 基于希爾伯特理論的無(wú)功功率算法37-40
• 3.2.1 希爾伯特?zé)o功功率計(jì)量方案37
• 3.2.2 希爾伯特?zé)o功功率測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)37-40
• 3.3 基于輸入捕獲的頻率測(cè)量方法40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 諧波電能計(jì)量算法的MATLAB仿真41-51
• 4.1 基于改進(jìn)FFT的電能計(jì)量算法仿真41-44
• 4.1.1 Nuttall窗函數(shù)的構(gòu)建41
• 4.1.2 基于加窗FFT的電能計(jì)量算法仿真41-44
• 4.2 基于希爾伯特?cái)?shù)字濾波器的無(wú)功功率測(cè)量算法的仿真44-50
• 4.2.1 IIR型Hibert無(wú)功測(cè)量系統(tǒng)仿真44-47
• 4.2.2 FIR型Hibert無(wú)功測(cè)量系統(tǒng)仿真47-49
• 4.2.3 兩種無(wú)功功率測(cè)量算法的仿真比較49-50
• 4.3 本章小結(jié)50-51
• 第五章 諧波電能計(jì)量算法的DSP實(shí)現(xiàn)51-66
• 5.1 DSP電能計(jì)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方案介紹51-58
• 5.1.1 ST9500電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置51-53
• 5.1.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換前端電路53-58
• 5.1.3 TMS320F28335簡(jiǎn)介58
• 5.2 基于DSP的基本電能計(jì)量實(shí)驗(yàn)58-63
• 5.2.1 FFT的DSP實(shí)現(xiàn)59-61
• 5.2.2 基于改進(jìn)FFT的基本電能計(jì)量61-63
• 5.3 頻率測(cè)量63-65
• 5.3.1 TMS320F28335輸入捕獲模塊介紹63-64
• 5.3.2 頻率測(cè)量與誤差分析64-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 第六章 論文結(jié)論與展望66-68
• 6.1 本文的工作總結(jié)66
• 6.2 未來(lái)的研究工作66-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 致謝71-72
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：253877