【摘要】：隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,大量的電力電子設(shè)備投入到電力系統(tǒng)中,如變頻設(shè)備、變流設(shè)備等。隨著電壓等級的不斷升高,電力電子裝置的大量投入,使得諧波污染越來越嚴重,這類諧波污染不僅對電力設(shè)備和通信造成影響,甚至?xí)斐呻娏ο到y(tǒng)事故,直接影響了人們的生命安全和社會生產(chǎn)。電力系統(tǒng)諧波檢測是減少諧波危害的首要任務(wù),也是保證供電系統(tǒng)安全可靠運行的迫切需要。一直以來,設(shè)備安全經(jīng)濟運行僅僅依靠提高設(shè)備自身質(zhì)量上,而對電能質(zhì)量對其影響一直沒有得到廣泛關(guān)注,如何將電網(wǎng)諧波損害降至最低成為當(dāng)前急需解決的一個問題。 電力系統(tǒng)諧波檢測是最基礎(chǔ)也是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié),提高電能質(zhì)量解決諧波污染問題,必須先對各次的諧波分量進行有效快速的準(zhǔn)確測量,得出各次諧波的幅值和頻率。近來,嵌入式技術(shù)得到飛速的發(fā)展,ARM系列微處理器具有低功耗、高性能、低成本等特點,成為當(dāng)前市場應(yīng)用最為廣泛的嵌入式處理器之一。 本文重點對電力系統(tǒng)諧波檢測算法進行了研究,從計算速度、測量精度、以及便攜性、實現(xiàn)難易程度、自適應(yīng)能力等各個方面對常用的幾種諧波檢測方法進行了比較,重點分析了基于快速傅里葉變換的諧波處理分析算法,針對快速傅里葉變換在諧波檢測中可能出現(xiàn)的頻譜泄露和柵欄效應(yīng)進行了深入的探討,并給出了一種基于軟件鎖相環(huán)的解決方案。 在理論算法研究的基礎(chǔ)上,本文設(shè)計了一種基于嵌入式的電力諧波檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用STM32處理器芯片作為系統(tǒng)的核心部件,系統(tǒng)各個功能模塊分別由信號采集單元、信號調(diào)理單元、數(shù)據(jù)處理單元以及數(shù)據(jù)通信單元等部分組成。文中給出了系統(tǒng)各接口電路的詳細設(shè)計以及整體軟件的設(shè)計方案。 本文最后對設(shè)計的諧波檢測系統(tǒng)的精度和功能進行了實驗驗證。結(jié)果表明本文設(shè)計的諧波檢測系統(tǒng)具有較高的測量精度,能夠滿足電力系統(tǒng)諧波檢測要求,并提出了下一步需要繼續(xù)研究和改進的地方。
[Abstract]:With the continuous development of power system, a large number of power electronic equipment into the power system, such as frequency conversion equipment, converter equipment and so on. With the increasing of voltage level and the large investment of power electronic devices, harmonic pollution becomes more and more serious. This kind of harmonic pollution not only affects power equipment and communication, but also causes power system accidents. It directly affects people's life safety and social production. Harmonic detection in power system is not only the most important task to reduce harmonic damage, but also the urgent need to ensure the safe and reliable operation of power supply system. For a long time, the safe and economical operation of the equipment only depends on improving the quality of the equipment itself, but the influence of the power quality on it has not been paid much attention. How to minimize the harmonic damage of the power grid has become a problem that needs to be solved urgently. Harmonic detection of power system is the most basic and the most critical link. To improve the power quality to solve the problem of harmonic pollution, we must first measure the harmonic components effectively and accurately, and get the amplitude and frequency of each harmonic. Recently, with the rapid development of embedded technology, arm series microprocessors have become one of the most widely used embedded processors in the market because of their low power consumption, high performance and low cost. In this paper, the harmonic detection algorithm of power system is studied, and several harmonic detection methods are compared from the aspects of calculation speed, measurement precision, portability, easy to realize, adaptive ability and so on. The harmonic processing algorithm based on fast Fourier transform (FFT) is analyzed, and the spectrum leakage and fence effect of FFT in harmonic detection are discussed. A solution based on software phase locked loop is presented. Based on the research of theoretical algorithm, an embedded power harmonic detection system is designed in this paper. The system adopts STM32 processor chip as the core component of the system. Each functional module of the system is composed of signal acquisition unit, signal conditioning unit, data processing unit and data communication unit, etc. The detailed design of the interface circuit and the design of the whole software are given in this paper. Finally, the accuracy and function of the harmonic detection system are verified experimentally. The results show that the harmonic detection system designed in this paper has high measuring accuracy and can meet the requirements of harmonic detection in power system.
【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】：2012
【分類號】：TM935;TP368.1

【共引文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李強;郭貝貝;;電力諧波智能檢測裝置設(shè)計[J];新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年01期

2 付元增;王克昌;;電力系統(tǒng)中諧波的危害及其抑制[J];濮陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2007年04期

3 柯磊,譚佳峰;微弱信號提取中的小波方法研究[J];攀枝花學(xué)院學(xué)報;2005年03期

4 楊占春,胡子正,孫華;基于小波變換和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的汽車安全部件故障識別[J];汽車技術(shù);2001年02期

5 袁英民,溫衛(wèi)東,孫金立;航空構(gòu)件超聲檢測信號小波分析及小波包分析應(yīng)用研究[J];青島大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2002年03期

6 孫金立;肖興明;馬馳;高玉章;;用LabVIEW的小波工具處理超聲信號中的噪聲[J];青島大學(xué)學(xué)報(工程技術(shù)版);2005年04期

7 劉淑青,于工,曹夢龍;基于離散小波變換的圖像數(shù)字水印算法[J];青島科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年01期

8 范蕤;潘永惠;;基于小波空間的車牌字符識別算法[J];青島科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年03期

9 王婉秋;楊松;;結(jié)構(gòu)故障診斷中的小波分解層數(shù)選取方法研究[J];強度與環(huán)境;2009年04期

10 張東領(lǐng);王樹青;李華軍;;基于壓力波的海底管道泄漏定位技術(shù)的研究[J];中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2006年S2期

相關(guān)會議論文 前10條

1 鄭征;王聰;趙煥;;PWM整流器直接功率控制的新型調(diào)制策略[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

2 王小華;王莉;王力;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)諧波及間諧波高精度檢測[A];第二十九屆中國控制會議論文集[C];2010年

3 姜放;王志強;李國鋒;;三相線電流平衡化補償方法[A];2011年通信與信息技術(shù)新進展——第八屆中國通信學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

4 王紅衛(wèi);;1200mm冷軋機電氣傳動控制系統(tǒng)改造[A];全國冶金自動化信息網(wǎng)2012年年會論文集[C];2012年

5 游廣增;;電力電容器的諧波分析及一種諧波抑制方法[A];2010年云南電力技術(shù)論壇論文集（文摘部分）[C];2010年

6 袁蓉;;電氣化鐵路負荷對電網(wǎng)的影響[A];2010年云南電力技術(shù)論壇論文集（優(yōu)秀論文部分）[C];2010年

7 平陽樂;陳阿蓮;杜春水;張承慧;;基于三電平逆變器的并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器綜述[A];2011中國電工技術(shù)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

8 王東森;孫勇軍;;多維Laplace小波及其在顫振飛行試驗中的應(yīng)用[A];第十屆全國空氣彈性學(xué)術(shù)交流會會議論文集[C];2007年

9 梁U，

本文編號：2223083