本文關鍵詞：電力系統(tǒng)諧波檢測方法及系統(tǒng)設計

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【摘要】：隨著電力技術的發(fā)展,市場經(jīng)濟的深化,電能質量受到了研究學者和用戶的關注,對電能質量進行綜合評估,也成為了很多研究者熱衷的研究課題。電能質量評估具有復雜性和動態(tài)性,建立合理的電能質量評估模型是對電能質量進行評估的重要前提。電能作為一種綠色的二次能源,被廣泛應用于社會的生產(chǎn)、生活各個領域,在滿足現(xiàn)代社會對電量的需求的前提下,電能質量問題也已經(jīng)引起人們的關注,并影響著國民經(jīng)濟的各個方面,劣質的電能質量會對人們生產(chǎn)、生活造成影響和危害。因此,本文在構建了電能質量綜合評估體系的基礎上,對電能質量諧波檢測方法進行分類和綜述,并最終對電能質量進行綜合評估。以嵌入式為核心的諧波檢測儀已成為當前諧波檢測的主流趨勢,而傳統(tǒng)的單片機為中心的諧波檢測儀由于電參數(shù)測量方法精度不夠高,己經(jīng)越來越無法滿足目前復雜的電力系統(tǒng)的需求,主流的DSP為核心設計的檢測儀卻因成本高而難推廣。針對這種現(xiàn)狀,本文設計了一款低成本、高精度、多功能的電網(wǎng)諧波檢測儀,以三星公司ARM9微處理器的S3C2440A為核心控制芯片,分兩路進行數(shù)據(jù)傳輸處理,一路傳輸瞬時數(shù)據(jù),另一路分析處理數(shù)據(jù),最大效率的檢測出結果,最后在顯示屏上根據(jù)用戶需求分別顯示電力諧波的各種相關參數(shù),并通過232通訊電路實現(xiàn)終端通信。該系統(tǒng)不但能檢測出實時電壓、電流參數(shù),還能計算出電力諧波的含量、含有率、總畸變率以及各種三相配置下有功、無功和視在電能等重要參數(shù),集檢測、顯示、分析、報警等功能于一體的諧波檢測儀,功能齊全,方便用戶,性價比高,并有很大的市場前景。本文正是以此為背景,設計了一套基于ARM的電網(wǎng)諧波檢測儀。以提高諧波檢測精度為創(chuàng)新點,使用HHT(Hilbert-Huang Transform,希爾伯特-黃變換)算法對諧波進行檢測,從硬件和軟件兩方面對諧波檢測儀進行了詳細的設計。最后,對電力系統(tǒng)諧波檢測中需要關注的問題和研究方向進行了探討。
【關鍵詞】：諧波檢測 ARM 希爾伯特-黃變換 MATLAB
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM935
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 緒論13-17
• 1.1 課題研究背景與意義13-14
• 1.2 諧波檢測研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 2 電力系統(tǒng)諧波17-21
• 2.1 電力系統(tǒng)諧波的基本概念17
• 2.2 電力系統(tǒng)諧波的標準和分類17-19
• 2.2.1 電力系統(tǒng)諧波的標準17-18
• 2.2.2 電力系統(tǒng)諧波的分類18-19
• 2.3 電力系統(tǒng)諧波的產(chǎn)生原因和危害19-20
• 2.3.1 電力系統(tǒng)諧波的產(chǎn)生原因19
• 2.3.2 電力系統(tǒng)諧波的危害19-20
• 2.4 本章小結20-21
• 3 電力系統(tǒng)諧波檢測方法分析21-43
• 3.1 電力系統(tǒng)諧波模型21-23
• 3.1.1 穩(wěn)態(tài)諧波模型21
• 3.1.2 穩(wěn)態(tài)間諧波模型21-22
• 3.1.3 隨機諧波模型22-23
• 3.2 希爾伯特-黃變換原理23-30
• 3.2.1 EMD分解的基本內(nèi)容23-25
• 3.2.2 HHT中的經(jīng)驗模態(tài)分解25-27
• 3.2.3 HHT中的希爾伯特變換27-28
• 3.2.4 HHT的算法流程圖28-29
• 3.2.5 HHT與FFT、小波變換的特點對比29-30
• 3.3 HHT檢測方法的研究與改進30-41
• 3.3.1 采樣頻率與采樣點數(shù)的選擇30-33
• 3.3.2 抑制模態(tài)混疊方法的改進33-41
• 3.4 本章小結41-43
• 4 諧波檢測儀的硬件設計43-57
• 4.1 諧波檢測儀的硬件總體設計43-44
• 4.2 數(shù)據(jù)采集模塊44-49
• 4.2.1 信號調理電路44-46
• 4.2.2 信號加法電路46
• 4.2.3 鎖相環(huán)倍頻電路46-48
• 4.2.4 A/D轉換電路48-49
• 4.3 系統(tǒng)核心管理模塊設計49-52
• 4.3.1 CPU的選型49-50
• 4.3.2 電源電路50
• 4.3.3 存儲電路50-52
• 4.4 人機交互模塊設計52-54
• 4.4.1 LCD電路設計52-53
• 4.4.2 通訊電路設計53-54
• 4.4.3 JTAG電路設計54
• 4.5 本章小結54-57
• 5 諧波檢測系統(tǒng)的軟件設計57-67
• 5.1 系統(tǒng)軟件總體設計57-59
• 5.2 設備驅動設計59-60
• 5.2.1 LCD驅動設計59
• 5.2.2 A/D驅動設計59-60
• 5.3 系統(tǒng)各應用程序設計60-62
• 5.3.1 采樣程序設計60-61
• 5.3.2 諧波分析與顯示程序設計61-62
• 5.4 系統(tǒng)總體測試62-65
• 5.5 本章小結65-67
• 6 總結與展望67-69
• 6.1 總結67
• 6.2 展望67-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73-75
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果75

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本文編號：902049