matlab电流谐波与功率因数的综合测量方法研究

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毕业论文

1绪论1

1.1课题背景.1

1.2现状分析.1

1.3谐波检测的作用2

1.4谐波检测的发展趋势2

1.5本文主要工作以及研究内容.3

2电力系统谐波分析的基本原理.4

2.1谐波分析的常用术语4

2.2电力系统谐波分析的基本原理.4

2.3波形畸变的度量5

2.4现有功率因数的定义6

2.5傅里叶变换的谐波测量算法.7

2.6连续傅里叶变换(FT)7

2.7离散傅里叶变换(DFT).8

2.8快速傅里叶变换9

3Matlab实现电网谐波测量.12

3.1采样定理及FFT信号采样的条件12

3.2用FFT计算电网谐波.13

3.3频谱泄漏14

3.4谐波测量的加窗插值算法16

4Matlab仿真及硬件测试结果分析.19

4.1FFT算法测量电流谐波19

4.2加窗插值算法测量谐波.20

4.3系统功率因数的计算.22

4.4基于lpc1114的系统测试22

4.5LPC1114的简单介绍23

4.6电压互感器及电流互感器23

4.7信号调理电路.23

4.8信号采样27

4.9软件设计27

4.10测试结果分析.28

致谢30

参考文献.31

附录一谐波电流信号32

附录二FFT算法测量谐波.33

附录三加窗插值算法测量谐波（以哈宁窗为例）.34

② 1 绪论
1.1 课题背景 1、谐波的危害理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值。谐波电流和谐波电压的出现，对公用电网是一种污染，它使用电设备所处的环境恶化，也对周围的其他设备产生干扰[1]。谐波的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。谐波被认为是电网的一大公害，对电力系统谐波问题的研究已被人们逐渐重视。源]自=751-·论~文"网·www.751com.cn/ 2、功率因数低的危害（1）增加供电线路的损失，而为了减少损失则必须增大供电线路的导线截面，增加投资。（2）增加里线路上的电压损失，降低了电压质量（3）降低发、供电设备的有效利用率（4）增加部分企业的电费支出，加大生产成本因此，准确地测量电流谐波和功率因数并进行治理就十分重要，本课题就是基于这一背景而展开的。