电能质量监测系统的设计与研究 毕业设计

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1、硕士学位论文电能质量监测系统的设计与研究DESIGNANDRESEARCHOFTHEELECTRICPOWERQUALITYMONITORINGSYSTEM哈尔滨工业大学2009年6月国内图书分类号：TM932国际图书分类号：621.3学校代码：10213密级：公开工学硕士学位论文电能质量监测系统的设计与研究硕士研究生：导师：申请学位：工学硕士学科专业：电气工程所在单位：信息科学与工程学院答辩日期：2009年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM932U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDe

2、greeinEngineeringDESIGNANDRESEARCHOFTHEELECTRICPOWERQUALITYMONITORINGSYSTEMCandidate:Supervisor:AcademicDegreeAppliedfor:Specialty:Affiliation：DateofDefense:Degree-Conferring-Institution:LiLinProf.QuYanbinMasterofEngineeringElectricalEngineeringSchoolofInformationScienceandEngine

3、eringJune,2009HarbinInstituteofTechnology摘要随着国民经济和科学技术的迅速发展，现代电力电子变流装置和非线性设备被大量使用，电能质量问题已经引起电力部门和许多重要商业用户的密切关注，一方面是电网电能质量的下降，另一方面却是用户对电能质量要求的提高，其矛盾日益尖锐。因此，如何提高和保证电能质量己经成为我国电力系统面临的重要问题，对电能质量进行监测与分析具有十分重要的意义。本文首先论述了电力系统参数监测的意义及研究发展现状，介绍了谐波的危害和目前存在的谐波检测方法，并在电能质量和电能计量相关的国家标准的基础上，提出了电

4、力参数监测系统的设计方案，然后从硬件、软件和算法三个方面详细介绍了电力参数监测系统的研制。根据监测系统的需要，本文采用DSP+MCU构架，充分发挥DSP芯片的数字处理能力和MCU的控制功能。采用模块化的设计思路，将系统分为信号采集模块、信号处理模块、人机接口模块等多个功能模块，各模块之间通过信息交换协调工作。硬件方面，本文详细介绍了数据采集和数据处理等模块的具体电路实现，以及相关的系统电路扩展；软件方面，本文着重分析了谐波分析算法，采用了一种针对实输入序列的高效FFT算法，并对使用FFT算法带来的频谱泄漏和栅栏效应进行了详细分析，提出了基于窗函数的插值F

5、FT算法，给出了算法的DSP实现方法，并在MATLAB中进行仿真，验证了算法的正确性。同时，对于频谱分析的抗混叠处理，本文设计了基于窗函数的数字滤波器。对于DSP自举引导程序的设计、DSP与A/D以及MCU的接口编程以及数据的采集，本文也详细的介绍了其实现过程。本系统具有很高的测量速度和测量精度，人机界面友好，易于操作，功能齐全，具有可扩展性，便于系统的硬件和软件升级，具有很好的研究价值和实用价值。关键词电能质量监测；谐波分析；数字滤波器；FFT；DSPI哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofna

6、tionaleconomyandsciencetechnology,variouskindsofelectricandelectronicconvertorsandothernon-linearloadarewidelyapplicated,thiscanmakethevoltageandcurrentwaveformdistorandresultintheseriousdepravationofelectricpowerquality.Sotheelectricpowerdepartmentsandmanyimportantbusinessusersn

7、owpaymoreandmoreattentiontotheelectricpowerqualityissue.Ontheonehand,thequalityofelectricpowerhasdeclined,ontheotherhandtheusersrequiretoimprovethequalityofelectricalenergy.Sodetectingandanalyzingelectricpowerqualityisquitesignificant.Inaccordancewiththeneedofthemonitoringsystem,

8、weuseDSP+MCUarchitecture,andgivefullplay