本文關(guān)鍵詞：間諧波的檢測與處理方法

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【摘要】：隨著電力系統(tǒng)和電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,大量的非線性元器件投入電網(wǎng)使用。非線性元器件由于自身的特點在用電的同時向電網(wǎng)反饋一個不規(guī)范的電壓電流波形。在電網(wǎng)中傳播的以基波為載波的不規(guī)則波形被稱為諧波。電力系統(tǒng)中諧波的定義是廣泛的,在具體分析時就產(chǎn)生了間諧波的說法。間諧波的定義為頻率是非整數(shù)次基波頻率的電壓或者電流。間諧波的含量隨著電網(wǎng)中非線性負載的增加而增加,在某些領(lǐng)域?qū)θ藗兊纳詈蜕a(chǎn)造成了影響。例如間諧波危害了供電系統(tǒng)的安全運行,影響了各種用電設(shè)備的使用,產(chǎn)生了白熾燈閃變現(xiàn)象等等。各國學(xué)者針對間諧波問題進行了廣泛的研究。由間諧波的定義可以看出間諧波在頻域上是隨機的,這給檢測間諧波帶來挑戰(zhàn)。檢測間諧波是治理間諧波的前提,只有準確、實時的檢測出間諧波才能實現(xiàn)對間諧波補償裝置的最優(yōu)配置。間諧波的特點是頻率范圍不確定,幅值小,在電力系統(tǒng)中基波、諧波、間諧波相互影響。本文首先研究了已有的間諧波相關(guān)算法,然后利用非同步采樣產(chǎn)生的頻譜泄漏現(xiàn)象對間諧波相關(guān)參數(shù)進行檢測。以往學(xué)者對頻譜泄漏現(xiàn)象的處理方法是采用加權(quán)的方式進行消弱,而本算法的創(chuàng)新點是利用頻譜泄露的值和基波、諧波、間諧波的特點對間諧波進行檢測。通過頻譜分析可以得到頻譜圖,在主瓣、旁瓣整數(shù)倍點上進行取值,基波和整數(shù)次諧波在此處頻率點的數(shù)值為零,而間諧波由于頻譜泄漏現(xiàn)象在此點會有數(shù)值被取出。利用這些數(shù)據(jù)可以得出間諧波的幅值、頻率、相角相關(guān)參數(shù),從而達到檢測間諧波的目的。為了提高間諧波的分辨率而不增加計算量,本文在快速傅立葉變換(FFT, Fast Fourier Transform)的基礎(chǔ)上進行改進。三點法的原理是利用離散頻譜圖中相鄰的三個點做簡單的運算,從而得出新的離散頻譜圖來達到增加衰減速度的目的。本算法和三點法能夠很好進行結(jié)合,通過結(jié)合提高FFT的衰減速度,從而增加多個間諧波的分辨率。在上述工作的基礎(chǔ)上,利用科學(xué)工具Matlab進行系統(tǒng)仿真,驗證了本方法能夠消除基波和諧波的干擾。仿真結(jié)果表明,其能夠在基波、諧波、間諧波的共存系統(tǒng)中有效的檢測間諧波的相關(guān)參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：間諧波 頻譜泄露 FFT(Fast Fourier Transform) 窗函數(shù)
【學(xué)位授予單位】：濟南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM935
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 選題的背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 已有算法現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 間諧波的國家標準14
• 1.3 本文所做的主要工作14-15
• 1.4 本文的創(chuàng)新點15
• 1.5 本章小結(jié)15-16
• 第二章 同步采樣下的間諧波分析方法16-26
• 2.1 同步采樣16-17
• 2.2 傳統(tǒng)的離散傅立葉變換(DFT)方法17-19
• 2.3 快速傅立葉(FFT)計算方法19-21
• 2.4 對傳統(tǒng)方法的改進21-23
• 2.4.1 窗函數(shù)法22
• 2.4.2 補零法22-23
• 2.5 小波變換法23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-26
• 第三章 非同步采樣下的間諧波分析方法26-36
• 3.1 頻譜泄露現(xiàn)象的原理26-28
• 3.2 間諧波分析法的窗函數(shù)研究28-32
• 3.2.1 加窗原因28
• 3.2.2 矩形窗28-32
• 3.2.3 余弦窗32
• 3.3 窗函數(shù)的選擇和設(shè)計32-34
• 3.3.1 各種窗函數(shù)的對比33
• 3.3.2 窗函數(shù)的設(shè)計步驟33-34
• 3.4 本章小結(jié)34-36
• 第四章 基于頻譜泄露的間諧波檢測方法36-44
• 4.1 基于頻譜泄露的間諧波檢測方法的提出36-37
• 4.2 基波、諧波、間諧波之間的頻譜干擾37-38
• 4.3 避開基波、諧波影響的方法38-39
• 4.4 間諧波相關(guān)參數(shù)的測量39-40
• 4.5 對方法的改進40-42
• 4.6 算法流程分析42-43
• 4.7 本章小結(jié)43-44
• 第五章 間諧波檢測方法仿真44-50
• 5.1 頻譜泄露現(xiàn)象的Matlab仿真44-46
• 5.2 基于頻譜泄露的間諧波檢測方法的Matlab仿真46-49
• 5.3 融入三點法的Matlab仿真49
• 5.4 本章小結(jié)49-50
• 第六章 結(jié)論與展望50-52
• 參考文獻52-56
• 致謝56-58
• 附錄58

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