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基于虚拟仪器的谐波源定位系统的设计与研究

作　者: 张凤
导　师: 周林
学　校: 重庆大学
专　业: 电气工程
关键词: 谐波源分离谐波源定位电能质量谐波阻抗虚拟仪器
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 195次
引　用: 1次
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内容摘要

随着社会的进步和发展,电能质量问题逐渐引起人们的重视,电能质量问题己经成为电力系统的重大课题。为了保证供电质量,确保电力公司和用户正常交易,对用户投入系统运行所产生的影响进行合理的奖惩,体现系统和用户对电能质量状况的共同责任,有必要对公共耦合点所产生的谐波污染进行责任的划分。谐波源的定位方法研究和其测量仪器的研制具有理论意义和工程实用价值。本文在参考了国内外文献资料的基础上,综述了谐波产生的原因、谐波的危害以及谐波源定位和谐波发射水平的各种方法,并着重阐述了谐波源定位方法中基于谐波功率的方法和基于谐波阻抗的判断方法,为谐波源定位系统的研制提供了理论依据和算法。在综合了各种谐波源定位方法后,本文就虚拟仪器的各种特点,归纳了几种适合于谐波源定位系统的几种方法。并在充分比较几种方法的优缺点后,提出了一种基于线性回归和叠加法的谐波定位新方法,该方法不仅可以对谐波源进行定位,而且还可以较为全面的估计谐波发射水平。同时还详细介绍了谐波源定位的其他方法,几种方法互为参考,互为补充。在此基础上,本文设计并实现了基于虚拟仪器的谐波源定位系统。该系统是一种基于先进的数字信号处理技术和计算机技术的虚拟仪器。它可以实现长期在线运行,实时测量分析,历史数据管理等功能;与传统的仪器相比,具有操作简单,处理能力强,方便扩展等优点。为电力部门对电能质量的管理提供了重要依据。最后作者利用文中所设计的谐波源定位系统,结合实验室所搭建的谐波源平台,实测了系统的谐波进行定位并得出谐波发射水平,结果表明的了系统结构的正确性。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-7
1 绪论  7-12
  1.1 研究背景和研究意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-11
    1.2.1 谐波源定位的研究现状  8-10
    1.2.2 虚拟仪器的发展现状  10-11
  1.3 本文的主要工作  11-12
2 虚拟仪器系统设计基本理论  12-19
  2.1 虚拟仪器概述  12
  2.2 虚拟仪器系统的基本结构  12-16
    2.2.1 虚拟仪器的硬件系统  13-14
    2.2.2 虚拟仪器的软件系统  14-16
  2.3 数据采集技术及参数  16-18
    2.3.1 采样定理  16-17
    2.3.2 量化分辨率  17
    2.3.3 DAQ 及其参数  17-18
  2.4 本章小结  18-19
3 谐波源定位方法研究  19-37
  3.1 谐波源基本性质  19
  3.2 谐波源定位的基本方法及其模型  19-26
    3.2.1 基于谐波功率潮流方向的检测方法  20-22
    3.2.2 基于谐波阻抗的检测方法  22-24
    3.2.3 其他的谐波源定位方法  24-26
  3.3 应用于虚拟仪器的谐波源定位方法  26-30
    3.3.1 有功功率方向法  26-29
    3.3.2 无功功率变化法  29-30
  3.4 基于线性回归和叠加法的谐波源定位改进方法  30-36
    3.4.1 二元线性回归简介  30-32
    3.4.2 二元线性回归估计法的基本原理  32-33
    3.4.3 电流电压叠加法  33-35
    3.4.4 基于线性回归和叠加法的谐波源定位  35-36
  3.5 本章小结  36-37
4 谐波源定位系统的硬件结构设计  37-45
  4.1 谐波源定位系统的整体结构框图  37
  4.2 前端采样电路的设计  37-41
    4.2.1 电压电流传感器  38-41
    4.2.2 信号调理  41
  4.3 AD 转换及抗干扰措施  41-44
    4.3.1 信号采集卡  41-43
    4.3.2 系统硬件配置  43-44
    4.3.3 硬件系统中的抗干扰措施  44
  4.4 本章小结  44-45
5 谐波源定位系统的软件设计及测试结果  45-63
  5.1 虚拟仪器开发工具介绍  45-47
    5.1.1 LabVIEW 编程语言的特点  45-46
    5.1.2 利用LabVIEW 进行程序设计的步骤  46-47
  5.2 谐波源定位系统的各功能模块设计  47-55
    5.2.1 系统软件的整体框图设计和主界面  47-48
    5.2.2 数据采集模块  48-50
    5.2.3 频率计算及跟踪模块  50-51
    5.2.4 基本参数测量模块  51-52
    5.2.5 谐波分析及显示模块  52-53
    5.2.6 数据存储和提取模块  53-54
    5.2.7 报表生成模块  54-55
  5.3 谐波源数据分析模块的程序设计  55-57
    5.3.1 数据分析模块的总体框图  56
    5.3.2 谐波含量超标分析模块  56
    5.3.3 谐波源识别与谐波发射水平估计模块  56-57
  5.4 系统软件测试及测试结果  57-62
    5.4.1 软件的测试方法介绍  57-58
    5.4.2 测试结果及其分析  58-62
  5.5 本章小结  62-63
6 结论与展望  63-65
  6.1 主要结论  63-64
  6.2 后续工作展望  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-69
附：作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录  69

基于虚拟仪器的谐波源定位系统的设计与研究

内容摘要

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