【摘 要】
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随着中国经济的快速发展和大型电网的互联,电网中具有非线性特征的负载被使用的频率越来越高。在这种趋势下,电网中除了会存在线性稳定的电力信号外,还会经常出现间谐波信号。目前,电力间谐波分析主要有基于积分运算和基于频率估计的微分运算两类算法。基于微分运算的方法具有数据周期短、计算量小、实时性较好的优点。然而,多个频率估计并联算法存在频率分辨率问题,本学位论文针对该问题,开展了相关研究,主要内容包括如下:
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随着中国经济的快速发展和大型电网的互联,电网中具有非线性特征的负载被使用的频率越来越高。在这种趋势下,电网中除了会存在线性稳定的电力信号外,还会经常出现间谐波信号。目前,电力间谐波分析主要有基于积分运算和基于频率估计的微分运算两类算法。基于微分运算的方法具有数据周期短、计算量小、实时性较好的优点。然而,多个频率估计并联算法存在频率分辨率问题,本学位论文针对该问题,开展了相关研究,主要内容包括如下:首先,针对归一化自适应梳状滤波器算法,依次运用慢积分流形法、平均值法、李雅普诺夫稳定性定理推导出关于其频率分辨率的一个结论——为了满足算法的渐近稳定性:第一,频率自适应增益必须设为足够小的值,并且此值随着正弦分量频率差值的最小值减小而减小;第二,估计频率相对于初始的偏移值被限制在组成间谐波信号的各个正弦分量频率的最小差值与归一化自适应梳状滤波器中并联估计器个数之商的区域内。接着,运用MATLAB对上述结论的两个方面进行仿真,验证了上述结论的正确性。其次,对此算法频率分辨率分析进行了实验验证。实验平台包括基于STM32的算法实现部分、基于TMSF230F28335和FPGA信号发生部分与基于液晶显示屏的波形显示部分。给出了信号发生电路、电源转换电路、DA转换电路、AD转换电路等的原理图。给出了FPGA配置程序、算法迭代子程序和波形显示子程序等的流程图。实验结果与MATLAB仿真结果相一致,验证了结论的有效性。最后,对本文进行了总结,讨论了自适应梳状滤波器频率分辨率分析的未来研究方向。
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