本文關(guān)鍵詞：含諧波的電能計(jì)量系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電力電子技術(shù)也在日益更新。近年來，因?yàn)橛秒娦枨�，大量非線性負(fù)荷應(yīng)用到電網(wǎng)當(dāng)中，向電網(wǎng)中注入了大量的諧波，致使電網(wǎng)信號波形產(chǎn)生畸變。諧波污染不僅會損壞供電網(wǎng)絡(luò)和用電設(shè)備，而且會影響電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性，嚴(yán)重影響供電企業(yè)和線性用戶的經(jīng)濟(jì)利益。 現(xiàn)在普遍使用的電子式電能表和感應(yīng)式電能表都只是對基波電能進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量，當(dāng)電網(wǎng)信號中含有諧波成分時會嚴(yán)重影響這兩種電能表的準(zhǔn)確性。因此設(shè)計(jì)一種能夠?qū)﹄娋W(wǎng)中的諧波電能進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量，并且能夠區(qū)分諧波電能方向的諧波電能表很有必要性，它不僅能夠保證供電企業(yè)對線性用戶和非線性用戶收費(fèi)的合理性，而且能夠作為治理諧波源的依據(jù)。 本課題對現(xiàn)有的在電網(wǎng)波形畸變情況下的各種功率定義進(jìn)行了分析介紹，選用了適合本課題的功率定義方式，對非線性用戶采用計(jì)量基波電能與諧波電能絕對值的和的方式進(jìn)行電能計(jì)量，而對線性用戶則只計(jì)量基波電能，以達(dá)到對二者收費(fèi)的合理性。 本系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)采用AD+DSP+ARM的雙核結(jié)構(gòu)，利用DSP快速的數(shù)據(jù)處理能力，對經(jīng)過AD芯片采樣后的電壓和電流信號進(jìn)行FFT變換，得到基波和各次諧波的數(shù)值，進(jìn)而達(dá)到對基波電能以及諧波電能進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量的目的。數(shù)據(jù)的采樣過程中采用鎖相環(huán)同步技術(shù)，來解決因?yàn)椴蓸有盘柵c被采樣信號的不同步所引起的FFT頻譜泄露問題，通過上位機(jī)ARM來完成液晶顯示以及鍵盤操作等人機(jī)交互的任務(wù)。 最后，對本系統(tǒng)的諧波分析功能、頻率測量功能以及液晶顯示功能進(jìn)行了測試。對線性用戶和非線性用戶的電能計(jì)量差異進(jìn)行了測試和分析，確定對二者采用何種電能計(jì)量方式更合理。測試結(jié)果表明，對線性用戶只計(jì)量其消耗的基波電能，，而對非線性用戶計(jì)量其基波電能和諧波電能，這種計(jì)量方式比較合理。
【關(guān)鍵詞】：FFT DSP 同步采樣 諧波
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM933.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題的研究背景10-11
• 1.2 諧波的危害及對電能計(jì)量的影響11-12
• 1.3 考慮諧波的電能計(jì)量算法的發(fā)展及現(xiàn)狀12-14
• 1.4 本課題的主要工作14-15
• 第2章 含諧波的電能計(jì)量算法15-25
• 2.1 常用諧波計(jì)量的方法15-16
• 2.2 基于傅立葉變換的諧波電能計(jì)量算法16-21
• 2.2.1 離散傅立葉變換 DFT16-17
• 2.2.2 快速傅立葉變換 FFT17-18
• 2.2.3 傅立葉變換的缺陷18-20
• 2.2.4 提高 FFT 算法精度的方法20-21
• 2.3 含諧波的電能參數(shù)的計(jì)算21-23
• 2.3.1 非正弦條件下的功率定義21-23
• 2.3.2 現(xiàn)行電能計(jì)量方式存在的缺陷及改進(jìn)措施23
• 2.4 本章小結(jié)23-25
• 第3章 諧波電能計(jì)量系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)25-38
• 3.1 硬件的總體結(jié)構(gòu)25-26
• 3.2 DSP 子系統(tǒng)硬件電路26-34
• 3.2.1 信號調(diào)理電路26-27
• 3.2.2 鎖相環(huán)同步電路27-28
• 3.2.3 防缺相電路設(shè)計(jì)28-29
• 3.2.4 A/D 轉(zhuǎn)換電路29-31
• 3.2.5 存儲器擴(kuò)展電路31-33
• 3.2.6 DSP 核心電路33-34
• 3.3 ARM 子系統(tǒng)硬件電路34-37
• 3.3.1 LPC2114 介紹34
• 3.3.2 ARM 與 DSP 的接口設(shè)計(jì)34-35
• 3.3.3 液晶顯示電路35-36
• 3.3.4 LPC2114 核心電路36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 諧波電能計(jì)量系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)38-49
• 4.1 DSP 軟件編寫注意事項(xiàng)38
• 4.2 系統(tǒng)軟件的整體結(jié)構(gòu)38-39
• 4.3 存儲空間的分配39-41
• 4.4 定點(diǎn) DSP 處理浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)41-44
• 4.4.1 浮點(diǎn) DSP 與定點(diǎn) DSP 的比較41-42
• 4.4.2 定點(diǎn)格式數(shù)據(jù)處理42-43
• 4.4.3 定點(diǎn)格式數(shù)據(jù)處理算法設(shè)計(jì)43-44
• 4.5 DSP 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)44-46
• 4.5.1 主程序流程44
• 4.5.2 HPI 通信程序44-45
• 4.5.3 采樣中斷處理程序45-46
• 4.6 ARM 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)46-48
• 4.6.1 液晶控制程序設(shè)計(jì)46-47
• 4.6.2 鍵盤程序設(shè)計(jì)47
• 4.6.3 ARM 與 DSP 通信程序設(shè)計(jì)47-48
• 4.7 本章小結(jié)48-49
• 第5章 系統(tǒng)測試與誤差分析49-56
• 5.1 系統(tǒng)的性能測試49-53
• 5.1.1 諧波分量測量功能49-51
• 5.1.2 頻率測量功能51
• 5.1.3 考慮諧波的電能算法的測試51-53
• 5.1.4 人機(jī)交互功能測試53
• 5.2 誤差介紹及諧波電能計(jì)量系統(tǒng)誤差分析53-55
• 5.2.1 本課題的誤差來源54
• 5.2.2 本系統(tǒng)減小誤差的措施54-55
• 5.3 本章小結(jié)55-56
• 第6章 總結(jié)與展望56-57
• 6.1 本論文的工作總結(jié)56
• 6.2 課題展望56-57
• 參考文獻(xiàn)57-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文59-60
• 致謝60

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：含諧波的電能計(jì)量系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：380204