【正文】 后的輸出結(jié)果。啟動(dòng)一個(gè)只允許用戶使用的MATLAB引擎，在Windows系統(tǒng)中startcmd和d參數(shù)始終為NULL，retstatus為返回engOpenSingleUse函數(shù)的執(zhí)行狀態(tài)。啟動(dòng)一個(gè)MATLAB引擎，在Windows操作環(huán)境下startcmd參數(shù)必須為NULL。判斷MATLAB引擎工作窗口是否可見(jiàn)。從MATLAB引擎工作空間中復(fù)制名字為name的變量。使MATLAB引擎執(zhí)行字符串string中的表達(dá)式。退出MATLAB引擎。這些為應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)提供了很大的靈活性。4．2．2 調(diào)用MATLAB引擎MATLAB允許用戶通過(guò)MATLAB引擎調(diào)用MATLAB的函數(shù)，即將MATLAB當(dāng)作應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算的引擎。以下是三種VC調(diào)用MATLAB的方法，它們各具特色,在應(yīng)用中要結(jié)合具體需求進(jìn)行選擇。但是, ,不易掌握。,并且能夠直接與系統(tǒng)的底層硬件交換數(shù)據(jù)。在操作中我們發(fā)現(xiàn)如果使用單通道輸入會(huì)有一些干擾，而使用雙通道輸入則可以抑制一些干擾。點(diǎn)擊程序運(yùn)行按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)彈出一個(gè)框，在這個(gè)框中，我們進(jìn)行一些參數(shù)的設(shè)置，參數(shù)設(shè)置完后我們便開(kāi)始數(shù)據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)將在左半邊出現(xiàn)，而圖形以正弦波的形式在右半邊出現(xiàn)。1LSB（最大）（3）轉(zhuǎn)換時(shí)間：（4）系統(tǒng)測(cè)量精度（滿量程）：％（5）采樣速度：400KHZ應(yīng)用數(shù)據(jù)采集卡的主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：野外采集、信號(hào)采集和醫(yī)療設(shè)備 程序調(diào)試現(xiàn)在由于在實(shí)驗(yàn)室操作，為了安全問(wèn)題，我們先將電網(wǎng)220V的電壓通過(guò)變壓器降壓，然后再用電阻分壓（當(dāng)然使用了變壓器會(huì)對(duì)我們要處理的電網(wǎng)諧波有一定的影響）。10V（AD78991）（2）模擬輸入阻抗：100MΩ（3）模擬輸入共模電壓范圍：177。（1）模擬電壓輸入范圍：177。同時(shí)本卡的使用是由軟硬件共同完成的。而且它具有體積小，即插即用等特點(diǎn)，因此是便捷式系統(tǒng)用戶的最佳選擇。 課題中我們所用的采集卡型號(hào)是USB2002。由于要用到編程來(lái)解決數(shù)據(jù)的采集、存盤(pán)和處理，通過(guò)調(diào)用MATLAB引擎的方法處理數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)本課題的要求。在數(shù)據(jù)采集模塊里包括數(shù)據(jù)的采集和保存，本設(shè)計(jì)采用北京阿爾泰科貿(mào)有限公司生產(chǎn)的USB2002型號(hào)的采集卡進(jìn)行采集。本課題是從電網(wǎng)中采集數(shù)據(jù)然后運(yùn)用DFT來(lái)分析電網(wǎng)中存在的諧波。2．2 設(shè)計(jì)思路將220V的交流電壓通過(guò)電壓采樣環(huán)節(jié)，得到模擬量電壓，將得到的模擬量電壓接到USB2002采樣卡模擬輸入通道，接著由采樣卡的采樣環(huán)節(jié)變換成離散的數(shù)字量，然后運(yùn)用傅立葉變換作譜分析，由于柵欄效應(yīng)，譜線位置與分析點(diǎn)可能不重合，可采用具有實(shí)譜特性的窗函數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行加窗處理，然后對(duì)信號(hào)及其時(shí)移連續(xù)作兩次FFT分析（實(shí)為一次復(fù)時(shí)域信號(hào)分析），則在窗譜的主瓣內(nèi)將含有若干個(gè)由窗泄漏造成的相位相同的譜分析值，據(jù)此可以判定這些分析值由同一條真實(shí)譜線引起。同時(shí)只有這樣，才能有利于各行各業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展，才能有利于人民生活水平的不斷提高。如在變壓器降壓整流穩(wěn)壓的設(shè)備中，采用開(kāi)關(guān)電源的逆變技術(shù)，就能大大降低低頻段的污染，而轉(zhuǎn)嫁到150kHz以上頻率的污染，而這種較高頻率的諧波容易被抑制。對(duì)能產(chǎn)生諧波的大容量設(shè)備還可采用較高電壓供電，以減少系統(tǒng)的阻抗，從而減少諧波引起的網(wǎng)損。（4）對(duì)于電容器組等大容量的設(shè)備，應(yīng)在回路內(nèi)串電抗器或增設(shè)限流裝置，抑制高次諧波。（3）制造電磁感應(yīng)式設(shè)備的廠家，要采用高質(zhì)量的電磁材料，也可適當(dāng)降低磁密。例如有些廠家生產(chǎn)的晶閘管調(diào)光臺(tái)燈就增設(shè)了濾波原件。具體來(lái)說(shuō)應(yīng)做到下面幾點(diǎn)：（1）對(duì)容量在100kVA以上的整流裝置與非線性用電設(shè)備，必須就地增設(shè)濾波裝置，吸收高次諧波。根據(jù)國(guó)家水電部頒發(fā)的SD12684規(guī)定,如果超過(guò)極限值，則應(yīng)采取抑制措施。限制用電負(fù)荷產(chǎn)生的諧波前已述及，用電負(fù)荷是電網(wǎng)諧波的最主要的來(lái)源。1．4 諧波抑制的三種方法為了產(chǎn)少諧波的危害，根據(jù)諧波的來(lái)源，抑制諧波的方法大致從三個(gè)方面考慮：確保電源的質(zhì)量 從發(fā)電機(jī)本身來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生諧波是很少的，這主要就是要從管理上保證發(fā)配電的質(zhì)量，尤其是對(duì)于自發(fā)電設(shè)備的企業(yè)，要制定相應(yīng)的措施予以保證。家用電器。由于變壓器鐵心的飽和，磁化曲線的非線性，加上設(shè)計(jì)變壓器時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)型，其工作磁密選擇在磁化曲線的近飽和段上，這樣就使得磁化電流呈尖頂波形，因而含有奇次諧波，%。其中主要是2～7次的諧波，平均可達(dá)基波的8%～20%，最大可達(dá)45%。電弧爐、電石爐。由于晶閘管整流的廣泛應(yīng)用（如電力機(jī)車的、路電解槽、電池充電器等），給電網(wǎng)造成大量的諧波。1．3 諧波的產(chǎn)生電網(wǎng)諧波來(lái)源于三個(gè)方面：其一是發(fā)電源質(zhì)量不高產(chǎn)生諧波；其二是輸電網(wǎng)產(chǎn)生諧波；其三是用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波。從人體生理學(xué)來(lái)看，人體細(xì)胞在受到刺激興奮時(shí)，會(huì)在細(xì)胞膜靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生快速電波動(dòng)或可逆翻轉(zhuǎn)。電機(jī)中有諧波電流，且頻率接近某個(gè)零件的固有頻率時(shí)，使電機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)并發(fā)出很大的噪聲。諧波往往引起繼電保護(hù)不工作或誤動(dòng)作，從而造成設(shè)備與系統(tǒng)的事故，尤其是半導(dǎo)體繼電保護(hù)與整流型繼電保護(hù)更為嚴(yán)重。告辭諧波的作用，能使電容器出現(xiàn)過(guò)電流與過(guò)負(fù)荷，溫度增高，壽命減少，甚至出現(xiàn)發(fā)熱、鼓肚、擊穿或爆炸事故。正是由于這些諧波注入了電網(wǎng)，就使得電網(wǎng)電壓波形畸變[14]。1．1 諧波的定義“諧波”這一名詞起源于聲學(xué)，在聲學(xué)中諧波表示一根弦或一個(gè)空氣柱以基波頻率的倍數(shù)頻率振動(dòng)。電網(wǎng)諧波測(cè)量的分析與研究畢業(yè)論文1 緒論隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，電力電子產(chǎn)品廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，其中最為突出的是電壓質(zhì)量和諧波的問(wèn)題，因此，如何提高電壓質(zhì)量、治理諧波就成為輸配電技術(shù)中最為迫切的問(wèn)題之一。所以，面對(duì)我國(guó)目前電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱和輸配電技術(shù)普遍存在的技術(shù)手段的落后、自動(dòng)化水平低的現(xiàn)狀，針對(duì)電壓質(zhì)量和諧波問(wèn)題，研究電網(wǎng)諧波治理問(wèn)題和無(wú)功補(bǔ)償新技術(shù)及新裝備，具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義[3]。電氣學(xué)中所謂電網(wǎng)諧波，就是電網(wǎng)正弦電壓波形畸變后，其波形可以按傅立葉級(jí)數(shù)進(jìn)行分解，除了基波（50HZ）之外，還有一系列頻率為基波頻率整數(shù)倍的正（余）弦波，這些正（余）弦波稱之為諧波。1．2 諧波的危害電網(wǎng)諧波的危害主要有以下幾點(diǎn)：相同頻率的諧波電壓余諧波電流要產(chǎn)生同此諧波的有功功率與無(wú)功功率，從而降低電網(wǎng)電壓，浪費(fèi)電網(wǎng)容量。同時(shí)在電壓已經(jīng)畸變的電網(wǎng)中，電容器的投入，還可能使電網(wǎng)的諧波加?。ㄖC波放大現(xiàn)象）。諧波能增大儀表的計(jì)量誤差，干擾通訊網(wǎng)絡(luò)的正常工作。諧波對(duì)人體有影響。其頻率如果與諧波頻率相接近，電網(wǎng)諧波的磁輻射就會(huì)直接影響人的腦磁場(chǎng)和心磁場(chǎng)。其中以電氣設(shè)備產(chǎn)生的諧波最多，具體情況如下：整流設(shè)備。統(tǒng)計(jì)表明：由于整流裝置產(chǎn)生的諧波占所有諧波的40%左右，這是最大的諧波源。由于加熱原料時(shí)電爐的三項(xiàng)電極很難同時(shí)接觸到高低不平的爐料，使得燃料不穩(wěn)定，引起三項(xiàng)負(fù)荷不平衡，產(chǎn)生諧波電流，經(jīng)變壓器的△形連接線圈而注入電網(wǎng)。電力變壓器。另外變壓器空載合閘時(shí)出現(xiàn)的涵流中也含有大量的諧波量。如電視機(jī)、錄像機(jī)、電子調(diào)光燈具、調(diào)溫炊具等，因具有調(diào)壓整流裝置，會(huì)產(chǎn)生較深的奇次諧波；在洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、空調(diào)器等有繞組的設(shè)備中，因不平衡電流的變化也能是波形改變。減少輸電網(wǎng)諧波的產(chǎn)生與磁輻射 如盡可能采用高壓直流輸電；低壓供電盡可能采用地下電纜；高層建筑內(nèi)部的供電線應(yīng)用鐵管來(lái)防止磁輻射，還應(yīng)做好大樓建筑的接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施安裝。首先要求用戶對(duì)電網(wǎng)電壓的畸變率與諧波電流的限制要做到負(fù)荷國(guó)家要求。其次，就是要把維護(hù)電網(wǎng)不受諧波污染定成規(guī)章制度，用戶與電氣設(shè)備制造廠商都要配合發(fā)供電部門(mén)齊抓共管。（2）具有整流元件的設(shè)備，雖是小型用電器，也要增加整流相數(shù)與脈沖數(shù)，或把晶閘管移相觸發(fā)改為過(guò)零觸發(fā)，或者增設(shè)濾波裝置，做到盡可能減少諧波。雖然成本有所增加，但能抑制諧波對(duì)電視機(jī)等設(shè)備的干擾，應(yīng)受到推廣。對(duì)于劣質(zhì)元件的電磁設(shè)備要限制出售使用。（5）合理選擇供電電壓，盡量保持三相平衡。（6）在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上還可采用干擾頻率轉(zhuǎn)嫁措施?？傊?，面對(duì)日趨嚴(yán)重的電網(wǎng)諧波污染，必須引起高度重視，這就需要發(fā)供電部門(mén)、用戶及電氣設(shè)備的制造廠商都從大局出發(fā)，共同努力，清掃和維護(hù)電網(wǎng)的“公共衛(wèi)生”。2 課題分析2．1 課題來(lái)源隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，各種變頻器、變流器、開(kāi)關(guān)電源和電抗器的應(yīng)用日益增多，電網(wǎng)隨之產(chǎn)生的諧波污染也日益嚴(yán)重，影響了電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行及線路周圍的電磁環(huán)境，因此電網(wǎng)諧波測(cè)量成為熱門(mén)研究課題。繼而可精確求出諸分立譜線的頻率、幅度，然后將計(jì)算獲得的數(shù)據(jù)顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上。根據(jù)課題的需要可分成兩大塊，一塊是數(shù)據(jù)采集，一塊是數(shù)據(jù)處理。在數(shù)據(jù)處理模塊中將采用DFT來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理從而得到譜線的幅度和頻率，進(jìn)而求出紋波系數(shù)。3 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)采集卡的介紹USB又稱之為通用串行總線，它將計(jì)算機(jī)和外設(shè)連接在一起，能進(jìn)行數(shù)字圖象處理，同時(shí)為數(shù)字化設(shè)計(jì)提供了許多創(chuàng)造空間。它是USB總線兼容的數(shù)據(jù)采集板，可經(jīng)過(guò)USB電纜接入計(jì)算機(jī)，構(gòu)成實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心、野外測(cè)控、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集、波形分析和處理系統(tǒng)，也可構(gòu)成工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的系統(tǒng)。它的傳輸速度最高達(dá)到480MBit。 數(shù)據(jù)采集卡的技術(shù)指標(biāo)及應(yīng)用模擬信號(hào)輸入部分模擬通道輸入數(shù)：32路單端/16路雙端模擬信號(hào)輸入，支持通道掃描及偽同時(shí)采集（同步采集）掃描模式（注：偽同步模式：即模擬同步采集模式，采樣被定時(shí)器或外部時(shí)鐘啟動(dòng)后，USB2002以400KHZ的最大速度對(duì)用戶設(shè)置的一組通道采樣，結(jié)束后等待下一次啟動(dòng)，如此循環(huán)采樣）。5V，177。2V（4）放大器建立時(shí)間：2μSA/D轉(zhuǎn)換電路部分（1）A/D分辨率：14Bit（16384）（2）非線性誤差：177。將電壓采樣電路和數(shù)據(jù)采集卡連好后，我們便將電源打開(kāi)，接著打開(kāi)我們要運(yùn)行的程序。采集結(jié)束后點(diǎn)擊存盤(pán)按鈕，數(shù)據(jù)將存入相應(yīng)的盤(pán)中。4 數(shù)據(jù)處理4．1 綜述數(shù)據(jù)處理就是對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行分析，分析的步驟有以下幾方面：首先取兩組相差為一個(gè)采樣周期的兩組數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)加布萊克曼－哈里斯窗， 接著對(duì)數(shù)據(jù)作DFT變換，最后用查詢方法尋找真實(shí)譜線，：4．2 VC++調(diào)用MATLAB4．2．1 VC調(diào)用MATLAB的三種方法 Visual C++是基于Windows平臺(tái)下的一種應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)環(huán)境,。,具有容易維護(hù)、界面友好及運(yùn)行速度快等許多優(yōu)點(diǎn)。因此, VC調(diào)用MATLAB引擎結(jié)束開(kāi)始查找完？查找真實(shí)譜線作DFT變換加窗取兩組數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)處理部分流程圖環(huán)境與MATLAB進(jìn)行有效連接將會(huì)使得VC程序的開(kāi)發(fā)大大簡(jiǎn)化[13]。第一種：MCC 編譯器法可以直接對(duì)MATLAB ,在MATLAB提供的C/C++函數(shù)庫(kù)、圖形庫(kù)的支持下,能將繪制各種復(fù)雜圖形的MATLAB