【摘要】：隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,大量的電力電子設備投入到電力系統(tǒng)中,如變頻設備、變流設備等。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備和通信造成影響,甚至會造成電力系統(tǒng)事故,直接影響了人們的生命安全和社會生產。電力系統(tǒng)諧波檢測是減少諧波危害的首要任務,也是保證供電系統(tǒng)安全可靠運行的迫切需要。一直以來,設備安全經濟運行僅僅依靠提高設備自身質量上,而對電能質量對其影響一直沒有得到廣泛關注,如何將電網諧波損害降至最低成為當前急需解決的一個問題。 電力系統(tǒng)諧波檢測是最基礎也是最關鍵的環(huán)節(jié),提高電能質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確測量,得出各次諧波的幅值和頻率。近來,嵌入式技術得到飛速的發(fā)展,ARM系列微處理器具有低功耗、高性能、低成本等特點,成為當前市場應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、實現難易程度、自適應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的頻譜泄露和柵欄效應進行了深入的探討,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上,本文設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、信號調理單元、數據處理單元以及數據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計以及整體軟件的設計方案。 本文最后對設計的諧波檢測系統(tǒng)的精度和功能進行了實驗驗證。結果表明本文設計的諧波檢測系統(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.
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM935;TP368.1

【共引文獻】

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本文編號：2223083