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摘要二次工业革命后，人类开始进入电气时代，电力电子装置在各个领域得到了广泛的应用。然而，随之产生的谐波也给人们带来了史无前例的麻烦，因此，各国的科学家也相继进入谐波检测的领域。25269
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由于基于快速傅里叶的谐波检测方法的缺陷，如需要较长的时间来采集信号和处理信号，计算量大、精确度不够高等，本文主要用三个算法——加窗插值、全相位FFT和小波变换来探究谐波检测，并分别进行了基于MATLAB的算法仿真。从仿真结果可看出，对于谐波振幅检测，应用加窗插值；对于谐波相位的检测，应用全相位FFT；对于非稳态谐波的检测，应用小波变换。通过运用这三种算法，谐波检测的综合性能有了大幅提升。
关键词 电力谐波 加窗插值 全相位 小波变换
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Research and Simulation of power harmonic detection based on FFT
Abstract
After second industrial revolution, humans began to enter the age of electricity, power electronic devices has been widely used in various fields. However, the following harmonic made unprecedented trouble to people. Therefore, scientists around the world entered the field of harmonic detection.
Due to the defects of the harmonic detection method based FFT, for instance, it will take much time to collect and process signals,and the accuracy is not high enough, this paper studies method of harmonic detection from the three algorithms- Windowed Interpolation, All-phase FFT and Wavelet Transform, simulating algorithms with MATLAB. As can be seen from the simulation results, As for measurement of amplitude, we should measure with Windowed Interpolation. As for measurement of phase, we should measure with All-phase FFT. As for measurement of non-stationary harmonic, we should measure with Wavelet Transform. The comprehensive performance of methods of harmonic detection has been significantly improved with the three algorithms.
Keywords power harmonics Windowed Interpolation All-phase FFT Wavelet Transform
目 次
1 绪论 1
1.1 研究的背景 1
1.2 研究的意义 1
1.3 本文的工作及目标 1
1.4 本文的内容安排 2
2 电力系统谐波的分析与检测 3
2.1 电力系统谐波理论 3
2.2 电力谐波检测方法 4
2.3 本章小结 7
3 基于FFT的谐波检测方法 8
3.1 FFT在电力谐波检测中存在的问题 8
3.2 加窗插值FFT在谐波检测中的应用 9
3.3 全相位FFT在谐波检测中的应用 15
3.4 本章小结 19
4 基于小波变换的谐波检测方法 20
4.1 小波变换在谐波检测中的应用 20
4.2 小波变换在非稳态信号中的应用 21
4.3 本章小结 23
结 论 24
致 谢 25
参考文献26
1 绪论
1.1 研究的背景
早在19世纪初,有关谐波的数学分析方法就得到了很有效的发展, 直到现在，由Fourier等人研究出来的谐波检测算法仍然被广泛使用着。到了20世纪20年代，电力系统的谐波问题越来越突出，同时引起了人们的极大关注[1]。因为在当时，电压、电流的波形在静止汞弧变流器的影响下，发生了畸变现象。之后，科学家们相继进入到谐波检测的领域，发表了大量相关的论文，其中以1945年J.C.ReaD的论文为谐波研究的代表之作[1]。到了50年代，电子器件的普及，高压直流输电技术的飞快发展，使得谐波污染日益严重，人们对谐波检测的研究力度也逐步增加,并发表了大量有价值的谐波检测论文[2]。