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伴随着电力电子技术的突飞猛进,电力电子设备在各行业中的应用日益广泛。尤其是在电力系统当中,高压直流输电、柔性交流输电等技术的应用和开关电源、逆变元件等非线性负载的使用导致大量高次谐波的出现,使电压、电流波形发生畸变。这些谐波严重影响了电力系统的安全可靠运行,同时污染了周围的电气环境,也不满足对经济性的要求,因此对电力谐波加以控制和治理就显得尤为重要。本文参照国家公用电网谐波标准和实际应用的要求,设计了一个基于ATT7022D和DSP的电力谐波分析系统,并具有实时性强、运算精度高等特点,满足了工业自动化的需求。 本文首先对谐波及谐波分析的理论基础进行了概述,并对快速傅里叶变换(FFT)算法存在的一些问题进行了分析。为了提高测量精度,引入了加窗插值FFT算法。其次,本文主要设计了基于电能计量芯片ATT7022D和DSP芯片TMS320C5509A的谐波采集与测量分析系统。整个系统的硬件电路设计主要包括:信号预处理电路、采样电路、数据处理电路、通讯接口电路、人机接口电路。在构建的硬件平台上,完成了软件的开发,软件设计采用模块化结构设计,各模块都可分别调试,调通后再用宏汇编连接在一起进行总调。系统的主要功能模块包括:数据采集模块、数据处理模块、数据通信模、数据显示模块。最后在实验室现有条件下进行了实验,并分析了系统误差。 实验结果表明,本系统能够有效地对电力系统中的谐波进行测量分析,具有较高的精度和的实时性,能够满足实际需求。