電力系統(tǒng)諧波檢測算法研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著電力電子技術的迅速發(fā)展，大量電力電子器件和非線性用電設備投入使用，注入電網中的大量諧波嚴重影響了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，已成為電網的主要公害。諧波的檢測成為當前重要的研究課題。
　　 本文主要研究電力系統(tǒng)諧波檢測算法并設計諧波檢測系統(tǒng)。首先論述了諧波的產生和危害，然后介紹了常用的諧波檢測方法，重點研究了快速傅里葉變換(FFT)與小波變換(WT)在諧波檢測中的應用，最后設計了基于數(shù)字信號處理器(DSP)TMS320VC5402

2、的電力諧波檢測系統(tǒng)。
　　 目前有關諧波檢測方法的研究非?；钴S，常用的方法主要有時域和頻域兩種檢測方法。本文首先研究基于FFT的諧波檢測方法，根據(jù)FFT存在的問題，研究了改進的FFT算法:加窗插值FFT和全相位FFT。通過對兩種方法進行仿真看出，加窗捅值FFT可以準確地檢測幅值和頻率，全相位FFT則可以實現(xiàn)相位無誤差檢測。因此在應用中，將兩種方法結合用于諧波檢測，可以有效地提高檢測精度。
　　 由于FFT只能分別從時域和

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

4、計了諧波檢測系統(tǒng)。在硬件方面，著重設計了模擬量輸入和A/D轉換等部分，并設計了數(shù)據(jù)采集板，將采集板與后續(xù)的數(shù)字信號處理器開發(fā)系統(tǒng)相連，對采集到的諧波信號進行相關處理。在軟件方面，基于DSP的集成開發(fā)環(huán)境CCS3.3，對數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸三個模塊進行了設計。
　　 該檢測系統(tǒng)可以完成電網信號的采集，經A/D轉換為數(shù)字信號之后送入TMS320VC5402處理器，利用改進的FFT算法對信號進行處理，得到反映諧波的通用指標參數(shù)