电网参数实时监测与谐波分析

论文摘要

论文首先阐述了电网参数检测以及谐波分析的发展概况,介绍了电网参数以及谐波分析的特点和发展现状。其次电网参数一方面作为衡量电能质量的指标,需加以动态监测:另一方面作为实施安全稳定控制的重要状态反馈量,要求能实时重构。因此,本文提供了电力系统实时监测装置的总体方案,并设计了采集板的硬件方案和软件流程图,并着重论述了历史上各种频率测量算法的优缺点,在三点算法的基础上,针对三点算法易产生奇异点、易受随机噪声和字长有限以及计算机步长的影响等不足,对其进行奇异点的滤除、加大采样间隔、一个周期取均值平滑等修正,提出了一种改进的三点算法。文中根据算法的不同应用,讨论了其相应的算法流程。仿真试验及实际调试结果均表明该测频算法能够满足现代电网频率测量的实时性、快速性和准确性的要求。最后随着各种非线性电力电子装置的广泛应用,电力系统谐波污染也日趋严重。检测技术是实现谐波和无功补偿的关键。由于谐波固有的非线性、随机性、分布性、非平稳性和影响因素的复杂性等特征,许多常规的检测方法难以对谐波进行准确测量。本文对应用于谐波测量的方法进行了分析和评述。并对比分析了傅里叶变换算法和希尔伯特变换算法在谐波检测方面的优劣。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.3 本文所做工作
• 第2章 电力参数检测基本方法及原理
• 2.1 傅里叶变换的基本原理
• 2.2 离散傅里叶变换用于电网谐波测量
• 2.2.1 离散傅里叶变换与非周期信号傅里叶变换之间的关系
• 2.2.2 离散傅里叶变换与周期信号傅里叶级数之间的关系
• 2.2.3 离散傅里叶变换用于电网谐波测量
• 2.3 快速傅里叶变换算法FFT
• 2.3.1 概述
• 2.3.2 快速傅里叶变换算法中的特有概念
• 2.3.3 频率抽取基2FFT算法
• 2.4 希尔伯特变换
• 2.4.1 希尔伯特变换原理
• 2.4.2 离散时间信号的HT
• 2.5 电力系统频率、幅值和相角测量方法
• 2.5.1 周期法
• 2.5.2 解析法
• 2.5.3 误差最小化原理类算法
• 2.5.4 正交去调制法
• 2.5.5 DFT（FFT）类算法及其改进
• 2.5.6 其他的测频算法
• 2.5.7 同步采样三点算法
• 2.5.8 电力谐波的基本概念
• 2.6 本章小结
• 第3章 电力系统实时监测装置方案
• 3.1 电力系统实时监测与记录装置硬件总体方案
• 3.1.1 各模块的主要功能
• 3.1.2 性能指标要求
• 3.2 采集板的硬件设计方案
• 3.3 电力系统实时监测与记录软件方案（前台实时处理部分）
• 3.3.1 改进的同步三点法
• 3.3.2 三点法与本文改进方法的比较
• 3.3.3 加入谐波的仿真
• 3.4 本章小结
• 第4章 电力系统谐波分析
• 4.1 谐波分析
• 4.1.1 电压信号v（t）进行连续傅里叶级数分解
• 4.1.2 采样电压信号v（k）的谐波系数分析
• 4.1.3 电压信号v（t）的离散傅里叶变换
• 4.1.4 FFT变换后的相角修正
• 4.2 希尔伯特变换算法
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢