众所周知,电力系统谐波测量与分析已经成为电力系统领域发展的一个重要研究方向。近几十年来,随着各种电力电子装置(主要是一些非线性设备)的广泛应用,使得公用电网的谐波污染日益严重,电能质量下降,由谐波引起的各种故障和事故不断发生。因此,实时测量和分析电网谐波分量以及非线性用电设备将产生的谐波分量,实时掌握电力系统中谐波的实际情况,对于防止谐波危害、提高电能质量是十分必要的。 本文就电力系统谐波测量与分析方法做了系统介绍并用MATLAB进行了仿真研究,得出了一些重要结论。本文所做的工作如下: 首先,概括地介绍了电力系统谐波的一些基本概念,总结了电力系统谐波测量与分析的主要方法以及谐波测量与分析的历史、现状和发展。较详细地推导了目前常用的几种谐波分析算法,讨论了准同步法的原理以及准同步法在谐波分析中的应用,并给出了在同步采样、非同步采样和有干扰的情况下的仿真研究。 其次,较详细地分析了频谱泄漏产生的原因,推导了谐波分析算法中的加窗DFT算法,并进行了在同步采样、非同步采样和有干扰的情况下的仿真研究,给出了分析各次谐波时产生的相对误差曲线。针对各种窗在谐波分析中的优缺点,提出了一种组合分析方法,即将Hanning窗和三角窗的优点结合起来,从而达到更高的精度。仿真结果表明,这种组合是切实可行的,能够达到更高的精度。 最后,设计了一个基于DSP的谐波测量分析装置,给出了装置的总体硬件设计方案和软件设计流程框图,并对主要环节——数据处理模块DSP、数据采集模块以及人机接口模块进行了简单的介绍。