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三相电能质量分析仪中的电能参数检测算法研究与实现

发布时间:2018-07-11 18:08

  本文选题:电能质量参数 + 基波频率 ; 参考:《电子科技大学》2016年硕士论文


【摘要】:随着我国经济的快速发展,电力资源已经成为人民生活、社会生产的重要能源。由于各种各样的用电设备日益增多,使得实际电网中存在很多不平衡和非线性的冲击性负载,导致电网出现供电电压偏差、频率偏差、谐波、间谐波、三相不平衡、电压骤升骤降、浪涌电流等电能质量问题,造成用电设备故障,引发经济损失。通过加强电能质量的检测,可以使用户采取相应的措施避免损失,因此研究电能质量参数检测具有十分重要的意义。本文分析了国内外对电能质量参数检测的研究现状,尤其重点研究了基波频率和谐波、间谐波检测方法。基于电能质量参数的国家标准,研究了各种电能质量参数的研究方法,重点研究方法存在缺陷的算法并提出新的算法。本文主要工作主要包括以下几个方面:(1)重点研究了基波频率测量方法,基于FFT+FT频谱细化与窗函数研究提出了一种新的测频算法,为了进一步加强算法,本文采用新算法与一维搜索算法中的黄金分割法相结合的方式对算法进一步优化,大大加快了运算速度,增强了算法的实用性。(2)针对目前常用的谐波、间谐波检测算法不足之处,结合实际工程应用性,本文提出了一种改进的非基2的FFT检测算法,并对影响该算法的因素主要包括采样、采样点个数、AD位数进行了研究分析。该算法具有精度高、运算速度快的特点。(3)本文根据软件需求分析,基于FPGA+DSP+ARM平台设计了总体软件框图,并针对FPGA端的数据采样以及数据预处理、DSP端的电能参数计算、ARM端的数据显示和人机交互、核间通讯进行了详细设计,实现了理论算法的实际工程化。(4)根据国标标准中相关规定,对本文的三相电能质量分析仪进行了相应的功能和指标测试,测试结果表明,本文采用的电能质量参数算法结果符合国标要求,并且可靠性高、可行性高、稳定性好。本文最后进行了工作总结,指出目前的研究的不足之处,并根据总结内容提出今后的努力方向。
[Abstract]:With the rapid development of economy in China, power resources have become an important energy source for people's life and social production. As a result of the increasing variety of power equipment, there are many unbalanced and nonlinear impact loads in the actual power network, which lead to the power supply voltage deviation, frequency deviation, harmonic, inter-harmonic, three-phase imbalance. The problems of power quality, such as sudden rise and drop of voltage and surge current, cause trouble of electric equipment and cause economic loss. By strengthening the detection of power quality, users can take appropriate measures to avoid loss, so it is of great significance to study the detection of power quality parameters. In this paper, the current situation of power quality parameter detection at home and abroad is analyzed, especially the fundamental frequency, harmonic and interharmonic detection methods. Based on the national standard of power quality parameters, the research methods of various power quality parameters are studied. The main work of this paper includes the following aspects: (1) the fundamental frequency measurement method is studied. Based on FFT FT spectrum thinning and window function research, a new frequency measurement algorithm is proposed to further enhance the algorithm. In this paper, the new algorithm is combined with the golden section method in the one-dimensional search algorithm to further optimize the algorithm, which greatly speeds up the operation speed and enhances the practicability of the algorithm. (2) aiming at the harmonics commonly used at present, In this paper, an improved FFT detection algorithm based on non-radix 2 is proposed. The main factors affecting the algorithm include sampling, sampling points and AD bits. The algorithm has the characteristics of high precision and fast operation speed. (3) according to the software requirement analysis, this paper designs the overall software block diagram based on FPGA DSP arm platform. According to the data sampling of FPGA and the power parameter calculation of DSP, the data display and man-machine interaction of arm end are designed in detail, and the practical engineering of theoretical algorithm is realized. (4) according to the relevant regulations of national standard, the communication between cores is realized. The corresponding functions and indexes of the three-phase power quality analyzer are tested. The test results show that the proposed algorithm meets the requirements of national standard and has high reliability, high feasibility and good stability. In the end, the paper summarizes the work, points out the shortcomings of the current research, and puts forward the direction of future efforts according to the summary.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM933

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本文编号:2116175

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