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电力系统非正弦波检测系统的研究

作　者: 王慧
导　师: 汪玉凤
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 谐波检测 DSP 小波算法 MATLAB
分类号: TM711
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 36次
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内容摘要

本文以电力系统中非正弦波的谐波无功等各参数的测量为研究对象,以能准确检测出谐波及无功为出发点,本着经济,实时,准确,可行的原则,提出了一种新型的电能谐波参数检测系统,着重通过仿真试验研究了小波分析在暂态谐波检测方面的应用,发现小波变换能够比较精确的分析暂态干扰、暂态谐波失真等电能谐波信号的突变时间、频率成分和幅度,能够准确地将暂态谐波信号中的基波分离出来。特别是针对目前颇受关注的电网非正弦波中的谐波检测技术进行了深入的研究,提出了基于瞬时无功功率理论的小波变换算法,仿真试验表明该方法达到了很好的提取非正弦波中谐波及无功电流的效果。最后,本文设计了基于DSP的控制系统,对控制系统的硬件和软件做了设计。通过软件调试,表明此系统可对非正弦波测量三相基波电流、基波电压有效值和波形,有功电流和无功电流,从而得到三相电压、电流的谐波和电压谐波总畸变率、各次谐波含有率。并通过实验,验证了本文提出的检测算法可行。并且表明该系统数据处理功能强、精度高、实时性好。

全文目录

致谢  6
摘要  6-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-19
  1.1 电网谐波概念及危害  12-14
  1.2 无功功率概念及危害  14-16
  1.3 传统提高电能质量的方法  16
  1.4 国内外研究现状  16-17
  1.5 本课题研究背景及主要研究内容  17-19
2 基于瞬时无功功率理论的小波变换的谐波检测  19-28
  2.1 小波变换的理论  19-23
  2.2 电网非正弦波谐波信号的小波分析及参数的测量方法  23-25
  2.3 瞬时无功功率理论  25-27
  2.4 基于瞬时无功功率的小波变换理论  27-28
3 系统建模与仿真  28-38
  3.1 基于小波变换的电力系统谐波检测的仿真分析  28-33
    3.1.1 小波分解层数的确定  28
    3.1.2 基于小波变换的暂态谐波时频仿真分析  28-30
    3.1.3 基于小波变换的稳态谐波时域仿真分析  30-33
    3.1.4 结果分析  33
  3.2 基于瞬时无功功率理论的小波变换系统建模与仿真  33-35
    3.2.1 dq 变换和dq 反变换模块设计  34-35
    3.2.2 小波变换模块设计  35
  3.3 仿真分析  35-38
4 系统硬件整体设计  38-51
  4.1 主控芯片的选取  38-40
  4.2 检测电路设计  40-46
    4.2.1 电压输入电路的设计  40-41
    4.2.2 电流输入电路的设计  41-42
    4.2.3 放大电路的设计  42-43
    4.2.4 电压调整电路  43-44
    4.2.5 闭环锁相电路  44-46
  4.3 键盘和显示电路的设计  46-47
    4.3.1 键盘的设计  46
    4.3.2 显示电路设计  46-47
  4.4 数据处理DSP 电路设计  47-51
    4.4.1 A/D 模块的接口设计  47-48
    4.4.2 芯片电源设计  48
    4.4.3 晶振和锁相环滤波电路  48-49
    4.4.4 复位电路设计  49
    4.4.5 程序和数据存储器扩展  49
    4.4.6 DSP 仿真器接口电路设计  49-51
5 控制系统软件设计  51-62
  5.1 系统软件结构及其功能  51
  5.2 主程序的编写  51-52
  5.3 数据采集模块  52-53
  5.4 数据处理模块  53-55
  5.5 人机接口程序设计  55
  5.6 Mallat 算法的DSP 实现  55-57
  5.7 软件调试  57-59
  5.8 实验验证  59-62
结论  62-63
参考文献  63-66
附录A SPT204A 测量型电压互感器  66-67
附录B SCT2601 测量型电流互感器  67-68
作者简历  68-70
学位论文数据集  70-71

电力系统非正弦波检测系统的研究

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