電力諧波分析系統(tǒng)設計畢業(yè)設計-資料下載頁
2024-12-03 15:30本頁面
【導讀】諧波測量在電力系統(tǒng)中占有重要的地位和作用。及時、準確地掌握電網(wǎng)中諧波的。實際狀況對于電力系統(tǒng)的安全、運行具有重要的意義。非平穩(wěn)性和復雜性等特征，所以難以對諧波進行準確測量。本文針對諧波的特征，并。用于諧波測量中的算法分析和研究。最后對電力系統(tǒng)的諧波測量的發(fā)展趨勢提出了看。關鍵字C8051F005單片機,快速傅立葉變換,電力系統(tǒng)諧波測量。五基于C89051F005快速離散傅立葉變換的諧波分析的方案………………………染問題受到了廣泛的重視。電力電子裝置帶來的諧波問題對電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)。濟運行構(gòu)成潛在威脅，給周圍電氣環(huán)境帶來了極大影響。諧波被認為是電網(wǎng)的一大公。害，同時也阻礙了電力電子技術(shù)的發(fā)展。諧波問題涉及面很廣，包括對畸變波形的分。測量及在諧波情況下對各種電氣量的測量方法等。實際電力系統(tǒng)及諧波源用戶的諧波水平是否符合標準的規(guī)定。②電氣設備調(diào)試、投運。異常原因的測量。④諧波專題測試，如諧波潮流、諧波諧振等。
【正文】 1 次 3次 5 次 7次 FFT 插值 經(jīng)仿真研究可知， FFT 插值算法具有檢測精度高、實現(xiàn)簡單、功能多且使用方便 ,在諧波檢測方面得到廣泛應用。但計算量較大 ,因此必須使用高速處理能力的 CPU 來提高處理數(shù)據(jù)的速度，增強實用性。 同頻率修正 為了保證信號采樣的精度 ，要對信號進行等時間間隔采樣。其間隔時間就是采樣周期。從理論和理想情況來看，若認為信號頻率是固定不變的，則采樣周期也是固定不變，但實際系統(tǒng)中，工頻信號頻率經(jīng)常會發(fā)生變動，假設信號頻率減小時，若仍以原頻率時理論采樣間隔對信號采樣，會造成信號的一個周期中前一段是一理論間隔被采樣（以采 64 個點為例），如果采滿了 64 個點，造成信號后一部分沒有被采到，如 18 圖 b 所示。而當信號頻率增大時，則一個周期采不到 64 個點，如圖 c 所示。所以頻率變化會引起采樣失真，從而影響測量的精度。 在實際中，必須保持采樣的間隔隨信號頻率的波動而 發(fā)生相應的變化，即把一個周期等時間間隔采樣變?yōu)榈认辔徊蓸印Ｒ虼斯P者采用頻率修正的方法實現(xiàn)等相位同頻率采樣。在采樣前先準確測量出工頻信號頻率（如 ），然后修正采樣的周期和頻率，則實際采樣周期為 T=(1 / ) / 256=。國家標準對快 速 變 換 的 諧 波 要 求 測 量~(4~8 個周期 )中的波形進行諧波分析，所以在較短時間內(nèi) （ ~）電力系統(tǒng)的頻率可近似為某一恒定值 。所以通過軟件修正實現(xiàn)同頻同相是可行的。 軟件設計 分析儀軟件采 用模塊化結(jié)構(gòu)，分 3 個功能模塊： （ 1）系統(tǒng)管理、控制模塊：包括系統(tǒng)初始化、系統(tǒng)自 檢、鍵盤管理、工作模式、通信、波形顯示、數(shù)據(jù) 輸出 等。 流程框圖如圖 8。 （ 2） 數(shù)據(jù)處理模塊：包括分析、計算、儲存以及 數(shù)字濾波等。 流程框圖 圖 9。 （ 3）測量周期模塊：獲取采樣周期、完成 采樣和 A／ D 轉(zhuǎn)換。 流程框圖略。 考慮到系統(tǒng)時效性和靈活性的需要，整個程序采用 C 語言完成。其中、控制單元子程序除對電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量進行檢測、記錄和判斷外，還作為整個系統(tǒng)的主程序，完成監(jiān)控系統(tǒng)的動作邏輯、參數(shù)和線路控制等。 19 屏顯系統(tǒng)自檢錯誤判斷YN系統(tǒng)配置結(jié)束報警燈亮AD 采樣使能有無按鍵初始化N采樣是否完成Y鍵盤掃描數(shù)據(jù)處理YN數(shù)據(jù)輸出 圖 8 系統(tǒng)管理控制 數(shù)據(jù)分析判斷數(shù)據(jù)YN數(shù)據(jù)有效性狀態(tài)燈亮保存數(shù)據(jù)狀態(tài)燈滅中值濾波四次采樣完成Y四次刷新數(shù)據(jù)N等待1 T完成參數(shù)保存 圖 9 數(shù)據(jù)處理 20 外 部 中 斷 0等 待 按 鍵 釋 放設 置 鍵 按 下YNYO K 按 下N置 標 志 位Y置 標 志 位 菜 單 選 擇 按 下N菜 單 鍵 加 一Y菜 單 鍵 是 否 為 六復 位Y中 斷 還 回NN清 零 菜 單 鍵 端 口 復 位 ， 清 除 中 斷 標 志 圖 10 中斷掃描鍵盤 六 諧波測量的發(fā)展趨勢 由確定性的慢時變的諧波測量轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機條件下的快速動、暫態(tài)諧波跟蹤，是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行深入發(fā)展的需要。 諧波測量算法向復雜化、智能化發(fā)展；求解方法從直觀的函數(shù)解析，進入復雜的數(shù)值分析和信號處理領域；諧波測量與諧波分析如何相互配合。針對非穩(wěn)態(tài)波形畸變，尋求新的數(shù)學方法，如小波變換等，是人們關注的方向。 硬件設備的精度、速度和可靠性的快速發(fā)展，為實現(xiàn)高性能算法和實時控制奠定了基礎，如研究多通道諧波分析儀和電能質(zhì)量檢測儀。 諧波測量與實時分析、控制目 標相結(jié)合，使測量與控制集成化、一體化。 建立更為完善的功率定義和理論，將新理論應用于諧波測量，提出新的測量 21 方法和測量手段，使諧波測量在精度和實時性方面取得突破。 研究諧波特性辨識方法，為高精度測量方法提供依據(jù)。 七 結(jié)束語 該文設計的多功能實時電力系統(tǒng)諧波分析系統(tǒng) 采用對 采樣頻率進行修正的加Hanning窗插值 FFT 算法，減少了非同步采樣對諧波分析造成的誤差，提高了諧波分析的精度。 不但可以對電網(wǎng)進行實時在線諧波分析，而且可以在 PC機上進行數(shù)據(jù)分析及儲存。該系統(tǒng)功能齊全、使用方便、實時性好、 抗干擾能力強、測量精度高、性價比優(yōu)，可在電力系統(tǒng)中廣泛應 用。 參考文獻 [1] 王兆安，等．諧波抑制和無功補償 [M]．北京：機械工業(yè)出版社， 1998． [2] 呂潤如，等．電力系統(tǒng)高次諧波 [M]．北京：中國電力出版社， 1998． [3] 潘琢金 ,孫德龍 ,夏秀峰 . C8051F 單片機應用解析 . 北京航空航天大學出版社， 2021 [4] 潘琢金，施國君 . C8051Fxxx 高速 SOC 單片機原理及應用 . 北京航空航天大學出版社， 2021 [5] 趙文春 , 馬偉明 , 胡安 (Zhao Wenchun, Ma Weiming, Hu An). 電機測試中諧波分析的高精度 FFT算法 (FFT algorithm with high accuracy for harmonic analysis in electric machine)[J]. 中國電機工程學報 (Proceedings of the CESS),2021,21(12)： 8387. [6] 危韌勇 , 李志勇 (Wei Renyong, Li Zhiyong). 基于人工神經(jīng)元網(wǎng)絡的電力系統(tǒng)諧波測量方法 (Measurement of harmonics in power system based on artificial neural work)[J].電網(wǎng)技術(shù) (Power System Technology), 1999, 23(12)： 2023. [7] 謝明 ,丁康 (Xie Ming, Ding Kang). 頻譜分析的校正方法 (Rectifying technique of spectrum analysis)[J].振動工程學報 (Journal of Vibration Engineering), 1994, 7(2)：172179. [8] 基于查值 FFT的電力系統(tǒng)諧波分析算法研究 孫繼蕃，王平 （河海大學電氣工程學院，江蘇南京， 210098） [9]張迎新，等 . 單片機初級教程 . 北京：北京航空航天大學出版社 , 2021 22 附錄 1 圖A 信號采集調(diào)整電路 23 附錄 2 圖B 電源電路 24 附錄 3 圖C輸入輸出接口電路 25 附錄 4 圖D控制板接口電
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