電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，大量電力電子器件和非線性用電設(shè)備投入使用，注入電網(wǎng)中的大量諧波嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，已成為電網(wǎng)的主要公害。諧波的檢測(cè)成為當(dāng)前重要的研究課題。
　　 本文主要研究電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)算法并設(shè)計(jì)諧波檢測(cè)系統(tǒng)。首先論述了諧波的產(chǎn)生和危害，然后介紹了常用的諧波檢測(cè)方法，重點(diǎn)研究了快速傅里葉變換(FFT)與小波變換(WT)在諧波檢測(cè)中的應(yīng)用，最后設(shè)計(jì)了基于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)TMS320VC5402

2、的電力諧波檢測(cè)系統(tǒng)。
　　 目前有關(guān)諧波檢測(cè)方法的研究非?；钴S，常用的方法主要有時(shí)域和頻域兩種檢測(cè)方法。本文首先研究基于FFT的諧波檢測(cè)方法，根據(jù)FFT存在的問題，研究了改進(jìn)的FFT算法:加窗插值FFT和全相位FFT。通過對(duì)兩種方法進(jìn)行仿真看出，加窗捅值FFT可以準(zhǔn)確地檢測(cè)幅值和頻率，全相位FFT則可以實(shí)現(xiàn)相位無(wú)誤差檢測(cè)。因此在應(yīng)用中，將兩種方法結(jié)合用于諧波檢測(cè)，可以有效地提高檢測(cè)精度。
　　 由于FFT只能分別從時(shí)域和

3、頻域分析信號(hào)，不能將兩者結(jié)合起來(lái)，而WT在時(shí)域和頻域都具有局部化能力，因此本文接著研究了WT在諧波檢測(cè)中的應(yīng)用，研究主要包括小波基函數(shù)和分解層數(shù)的選取兩個(gè)方面。根據(jù)FFT和WT各自的特點(diǎn)，本文研究了加窗捅值FFT和WT結(jié)合用于諧波檢測(cè)的方法。由仿真結(jié)果可知，這種方法不僅可以計(jì)算各次穩(wěn)態(tài)諧波的參數(shù)，同時(shí)還能檢測(cè)非穩(wěn)態(tài)諧波。
　　 在算法研究和仿真的基礎(chǔ)上，以德州儀器(TI)的16位定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器TMS320VC5402為核心設(shè)

4、計(jì)了諧波檢測(cè)系統(tǒng)。在硬件方面，著重設(shè)計(jì)了模擬量輸入和A/D轉(zhuǎn)換等部分，并設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集板，將采集板與后續(xù)的數(shù)字信號(hào)處理器開發(fā)系統(tǒng)相連，對(duì)采集到的諧波信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理。在軟件方面，基于DSP的集成開發(fā)環(huán)境CCS3.3，對(duì)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸三個(gè)模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　 該檢測(cè)系統(tǒng)可以完成電網(wǎng)信號(hào)的采集，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)之后送入TMS320VC5402處理器，利用改進(jìn)的FFT算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，得到反映諧波的通用指標(biāo)參數(shù)