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基于MSP430F5438的智能电表的谐波分析及计量的研究

发布时间:2017-12-27 15:21

  本文关键词:基于MSP430F5438的智能电表的谐波分析及计量的研究 出处:《东华理工大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:智能电表(Smart Meter)是电能数据采集用户终端,是实现智能用电不可或缺的一部分。伴随着智能电网逐步建设,很多非线性的负荷及装置得到了广泛的使用,导致电网中的谐波污染越来越严重,电能质量急剧下降。因此,在研究如何减少或者消除电力谐波的影响工作中,谐波分析和电能计量引起了很多学者的极大的关注。目前,快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)是进行电力系统谐波分析最常用的方法,是因为其实用并且较容易在嵌入式系统中实现。本文首先对谐波分析的算法进行了分析。为了提高FFT进行谐波分析的运算效率,提出了一种复序列分裂基(Split-radix)快速傅立叶变换(SRFFT)算法,该算法较好地提高了FFT运算精度。由于采用FFT进行谐波分析时会出现一些影响谐波分析精度的因素,如频谱泄漏、频谱混叠及栅栏效应,对其进行分析并提出来一些改善的方法。其次,本文针对谐波对智能电表电能计量影响提出了改进方案。基于窗函数的选择,提出了三角自卷积窗(Triangular Self-Convolution Window,TSCW)改进谐波电能频域计量算法,并针对几种旁瓣性能较优的典型的窗函数进行了仿真实验,实验结果表明加三角自卷积窗函数有效地改进了谐波电能的计量,而且4-order TSCW对基波有功功率的计量精度高于其他的窗函数。最后,本文针对谐波分析及电能计量方案进行了相应的硬件电路及软件设计,并搭建实验平台,针对1~11次谐波进行实验分析,实验结果中谐波总畸变率?%519.1cTHD符合国家谐波标准,表明智能电表在谐波分析上取得了初步的成果。
[Abstract]:The intelligent meter (Smart Meter) is the user terminal of the power data acquisition, and it is an indispensable part of the realization of the intelligent power use. Along with the gradual construction of smart grid, many nonlinear loads and devices have been widely used, resulting in more serious harmonic pollution in power grid and a sharp decline in power quality. Therefore, in the study of how to reduce or eliminate the influence of electric power harmonics, harmonic analysis and energy measurement have aroused great attention of many scholars. At present, Fast Fourier Transform (FFT) is the most commonly used method for harmonic analysis of power system, because it is practical and easy to implement in embedded system. Fu Liye transform is the most commonly used method in power system harmonic analysis. In this paper, the algorithm of harmonic analysis is analyzed. In order to improve the efficiency of FFT in harmonic analysis, a complex sequential split basis (Split-radix) fast Fu Liye transform (SRFFT) algorithm is proposed, which improves FFT operation accuracy. There are some factors that affect the accuracy of harmonic analysis, such as spectrum leakage, spectrum aliasing and hurdle effect, because of harmonic analysis based on FFT. Secondly, this paper puts forward an improved scheme for the influence of harmonic on the measurement of the power of the smart meter. The choice of window function is proposed based on triangular self convolution window (Triangular Self-Convolution, Window, TSCW) improved frequency domain harmonic energy metering algorithm, and simulation experiments for several typical window function sidelobe performance better, the experimental results show that the triangular self convolution window function effectively improves the measurement of harmonic energy, and the measurement precision of 4-order TSCW on the fundamental active power is higher than that of the other window functions. Finally, based on the harmonic analysis and power measurement scheme for the design of hardware circuit and the corresponding software, and set up the experimental platform, experimental analysis for 1~11 harmonic. The experimental results of total harmonic distortion%519.1cTHD? Meet the harmonic standard, which shows that the intelligent electric meter has achieved initial results in harmonic analysis.
【学位授予单位】:东华理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM933.4

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本文编号:1342253

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