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电网中的非线性和冲击性负荷,会产生不同程度的谐波。为了对谐波进行有效治理,需要高效的谐波检测方法或高精度谐波检测系统。目前,谐波检测研究已经成为国内外研究热点。针以上问题,本文在以下几个方面进行了深入研究:
对主要的谐波检测方法进行了比较分析。分析传统快速傅里叶变换对电网谐波检测产生的问题,在此基础上,设计了一种改进的加窗插值FFT算法和一种全相位FFT算法,分别对电网谐波进行检测,仿真结果表明,改进的加窗插值FFT算法和全相位FFT算法分别对电网谐波幅值和相位具有很好的优势。
针对以上两种算法只能单独对电网谐波幅值或相位检测具有优势的问题,在对以上两种算法研究基础上,根据加窗算法能减小频谱泄漏问题,结合全相位FFT算法具有相位不变性的特性,设计改进的全相位FFT算法,并在MATLAB中仿真,结果表明改进的全相位FFT算法可以同时具备改进的加窗插值FFT算法和全相位FFT算法的效果,更适合电网谐波检测。
由于电网结构的复杂性,为了实时检测到谐波中各个参数,本文设计了一套以TMS320F2812为核心的电网谐波检测系统,设计预处理电路、方波电路以及外围电路等硬件,保证系统在硬件上对电网谐波信号进行准确采集。在硬件基础上,设计数据采集模块、数据处理模块和数据通信模块,保证系统的可行性,运行结果表明该系统高效可靠。在MATLAB中建立典型谐波源仿真模型,用改进FFT算法和传统FFT算法对谐波进行检测,仿真结果表明,改进FFT算法比传统FFT算法精度更高,更适合谐波检测。
对主要的谐波检测方法进行了比较分析。分析传统快速傅里叶变换对电网谐波检测产生的问题,在此基础上,设计了一种改进的加窗插值FFT算法和一种全相位FFT算法,分别对电网谐波进行检测,仿真结果表明,改进的加窗插值FFT算法和全相位FFT算法分别对电网谐波幅值和相位具有很好的优势。
针对以上两种算法只能单独对电网谐波幅值或相位检测具有优势的问题,在对以上两种算法研究基础上,根据加窗算法能减小频谱泄漏问题,结合全相位FFT算法具有相位不变性的特性,设计改进的全相位FFT算法,并在MATLAB中仿真,结果表明改进的全相位FFT算法可以同时具备改进的加窗插值FFT算法和全相位FFT算法的效果,更适合电网谐波检测。
由于电网结构的复杂性,为了实时检测到谐波中各个参数,本文设计了一套以TMS320F2812为核心的电网谐波检测系统,设计预处理电路、方波电路以及外围电路等硬件,保证系统在硬件上对电网谐波信号进行准确采集。在硬件基础上,设计数据采集模块、数据处理模块和数据通信模块,保证系统的可行性,运行结果表明该系统高效可靠。在MATLAB中建立典型谐波源仿真模型,用改进FFT算法和传统FFT算法对谐波进行检测,仿真结果表明,改进FFT算法比传统FFT算法精度更高,更适合谐波检测。