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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 論文題目: 市電諧波分析系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 摘 要 諧波測(cè)量在電力系統(tǒng)中占有重要的地位和作用。 及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握電網(wǎng)中諧波的實(shí)際狀況對(duì)于電力系統(tǒng)的安全、運(yùn)行具有重要的意義。 由于諧波具有非線性、隨機(jī)性、非平穩(wěn)性和復(fù)雜性等特征,所以難以對(duì)諧波進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。本文針對(duì)諧波的特征,并根據(jù)電力系統(tǒng)諧波測(cè)量的基本要求,闡述了諧波測(cè)量的主要方法和 諧波測(cè)量裝置的分類 ,以及基于 C8051F005 的 CPU 電力系統(tǒng)諧波測(cè)量的硬件實(shí)現(xiàn)和 海明窗 插值 FFT 應(yīng)用于 諧波測(cè)量中的算法 分析和研究。 最后對(duì)電力系統(tǒng)的諧波 測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì)提出了看法。 關(guān)鍵字 C8051F005 單片機(jī) , 快速傅立葉變換 , 電力系統(tǒng) 諧波測(cè)量 。 3 ABSTRACT Harmonic measurement occupies an important position and Play an important role in the electrical power system. Control real time and accurately the actual condition of the harmonic is very important to the safety and operation of the electric power system. Because harmonic has inherent nonlinear, random, instability, plex influence factors and so on, it is very difficult to measure the harmonic accurately. According to basic request of the harmonic measurement in the electrical power system, this paper elaborates the main harmonic measurement method, and has outlined hardware realization and the software algorithm flow of the harmonic which is based on the C8051F005 CPU electrical power system, and the algorithmic analysis and research that Hamming window interpolation FFT applied in the harmonic measures. KEY WORDS: C8051F005 mcu, Hamming window interpolation FFT, harmonic measurement in the power system 4 目錄 一 引言 … ………………………………………………………………………………… 4 二 電力系統(tǒng)諧波測(cè)量的基本要求 ………………………………………………… … … 5 三 諧波測(cè)量分類 ………………………………………………………………………… 5 四 電力系統(tǒng)主要測(cè)量方法 ………………………………………………………… …… 6 采用模擬帶通或帶阻濾波器測(cè)量諧波 ………………………………………… … 8 基于傅立葉變換的諧波測(cè)量 ……………………………………………………… 8 基于瞬時(shí)無(wú)功功率的諧波測(cè)量 …………………………………………………… 9 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的諧波測(cè)量 ………………………………………………………… 8 利用小波分析方法進(jìn)行諧波測(cè)量 ………………………………………………… 6 五 基于 C89051F005 快速離散傅立葉變換的諧波分析的方案 ……………………… 10 諧波分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖和工作原理 ………………………………………………………… 10 、 C8051F005 單片機(jī)的特點(diǎn) …………………………………………………………… 11 、隔離電路 ………………………………………………………………………………… 11 、調(diào)整電路 ………………………………………………………………………………… 12 、 鍵盤和顯示單元(人機(jī)交換接口) ………………………………………………… 13 、 控制單元 ……………………………………………………………………………… 14 、電源 ……………………………………………………………………………………… 14 基于 C8051F005傅立葉變換諧波測(cè)量 算法研究 …………………………………………… 14 、 FFT 算法 ………………………… …………………………………………………… 14 、 FFT 加窗的插值算法 ………………………………………………………………… 15 、仿真 ……………………………………………………………………………………… 16 、 FFT 加窗修正算法變換結(jié)果 ………………………………………………………… 17 同頻率修正 …………………………………………………………………………………… 17 軟件設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………………………… 19 六 諧波測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì) …………………………………………………………………………… 20 七 結(jié)束語(yǔ) ……………………………………………………………………………………………… 21 參考 文獻(xiàn) … ………………………………………………………………………………………… … 21 5 附錄 1…………………………………………………………………………………………… 22 附錄 2………………………………………………………………………………………… … 23 附錄 3…………………………………………………………………………………………… 24 附錄 4…………………………………………………………………………………………… 25 6 一 引言 隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展,電力系統(tǒng)中的非線性負(fù)荷日益增多,電力系統(tǒng)諧波污染問(wèn)題受到了廣泛的重視。 電力電子裝置帶來(lái)的諧波問(wèn)題對(duì)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行構(gòu)成潛在威脅,給周圍電氣環(huán)境帶來(lái)了極大影響。諧波被認(rèn)為是電網(wǎng)的一大公害,同時(shí)也阻礙了電力 電子技術(shù)的發(fā)展。 諧波問(wèn)題涉及面很廣,包括對(duì)畸變 波形的分析方法、諧波源分析、電網(wǎng)諧波潮流計(jì)算、諧波補(bǔ)償和抑制、諧波限制標(biāo)準(zhǔn)以及諧波測(cè)量及在諧波情況下對(duì)各種電氣量的測(cè)量方法等。諧波測(cè)量是諧波問(wèn)題中的一個(gè)重要分支,也是研究分析諧波問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)和主要依據(jù)。諧波測(cè)量的主要作用有: ① 鑒定實(shí)際電力系統(tǒng)及諧波源用戶的諧波水平是否符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定 。 ② 電氣設(shè)備調(diào)試、投運(yùn)時(shí)的諧波測(cè)量,以確保設(shè)備投運(yùn)后電力系統(tǒng)和設(shè)備的安全及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 ③ 諧波故障或異常原因的測(cè)量。 ④ 諧波專