畸变信号电能计量及测试系统的设计

发布时间：2023-11-08 18:42

　　时值中国制造方兴未艾,伴随着工业现代化的蓬勃发展,我国电力系统中非线性负载的接入也日益增加,致使电能质量日渐恶化,暴露出现有电能计量方法和装置的不合理、不准确性。目前我国还未针对畸变信号下电能计量问题制订相关标准,缺乏用以校验的标准计量装置,电气测量技术以及仪器仪表研究领域尚未对普遍适用的畸变信号下合理计量方法及装置达成共识。电能的准确计量是电力部门进行合理计费的基础,关乎电力系统的实时调度与科学管理,是国家制订用电政策以及相关法律法规的重要依据,基于以上背景,本文进行畸变信号电能计量及测试系统的设计。本文首先对畸变信号下的电能计量方法进行研究,通过适合当前电网实际情况的交流电网数学模型来描述畸变信号作用下的电压信号、电流信号以及功率信号;基于Wiener泛函级数理论,通过Wiener核的求取、Volterra核的转换以及正交化展开得到负载的输出电压与输出电流,应用基于提升格式的Db4小波变换算法分解和重构对应的基波信号与畸变信号,结合IEEE-Std1459-2010对电能质量参数的标准定义进行非线性负载的功率潮流分析,在实验分析中对典型非线性负载信号进行模拟仿真,得出畸变信号条件下...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 稳态畸变信号条件下电能计量发展概述
        1.2.2 非稳态畸变信号条件下电能计量发展概述
    1.3 本文研究内容
第2章 畸变信号条件下电能计量方法的研究
    2.1 交流电网模型建立与畸变功率数学描述
        2.1.1 交流电网模型
        2.1.2 畸变功率数学描述
    2.2 畸变信号条件下非线性负载的模型建立
        2.2.1 Wiener核的获取
        2.2.2 非线性负载电流模型
    2.3 提升小波算法
        2.3.1 提升小波的构造
        2.3.2 小波分解与重构
        2.3.3 基于提升格式的Db4小波变换
    2.4 功率潮流分析
        2.4.1 SS1型电力机车的功率潮流分析
        2.4.2 半导体整流器的功率潮流分析
    2.5 畸变信号条件下电能计量合理方法
    2.6 本章小结
第3章 畸变信号电能计量及测试系统的硬件设计
    3.1 总体设计方案与性能指标
    3.2 主控单元模块的设计
        3.2.1 ARM+DSP双核架构
        3.2.2 双核间的通信
    3.3 畸变信号发生模块的设计
    3.4 数据采集模块的设计
    3.5 电源复位时钟管理模块的设计
    3.6 人机交互模块的设计
    3.7 本章小结
第4章 畸变信号电能计量及测试系统的软件设计
    4.1 ARM控制系统的软件设计
        4.1.1 数据采集模块的程序设计
        4.1.2 人机交互模块的程序设计
    4.2 DSP计量系统的软件设计
        4.2.1 DSP计量系统的程序设计
        4.2.2 畸变信号电能计量算法的程序设计
    4.3 双核间通信的软件设计
    4.4 本章小结
第5章 畸变信号电能计量仿真测试与分析
    5.1 系统搭建与运行
    5.2 典型畸变信号电能计量仿真测试与分析
        5.2.1 谐波与间谐波信号电能计量仿真测试与分析
        5.2.2 直流、谐波与间谐波混合信号电能计量仿真测试与分析
        5.2.3 连续频谱信号电能计量仿真测试与分析
        5.2.4 间谐波与连续频谱混合信号电能计量仿真测试与分析
    5.3 畸变信号电能计量及测试系统实时性测试
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间的学术成果
致谢



本文编号：3861531