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由于大功率电力电子技术的迅猛发展,非线性负载的应用也越来越广泛,这样使电网谐波的污染日益严重,对电网、用户及电力设备的安全运行造成极大的危害。谐波检测是解决谐波问题的起点,也是抑制、减少谐波污染的基础,因此,电网谐波的检测势在必行。
本文针对三相三线制电路的稳态电能质量问题中谐波和无功问题的普遍性,主要研究谐波和无功的检测及电网谐波参数的监测界面。在分析现有的电力谐波检测方法的基础上,主要对基于快速傅立叶变换的谐波检测法和基于瞬时无功功率理论的无功检测法进行深入研究。
谐波与无功的检测分析主要深入研究了FFT原理、FFT的各种修正算法及误差分析、减少FFT运算量的各种措施、基于幅值积分的瞬时无功理论等。为了满足谐波测量的准确性采用三点修正算法;为了提高运算速度,减小响应时间,采用分裂基FFT,并结合FFT实序列运算,即一次FFT运算同时进行某一相的电压与电流的FFT分析。在研究基于幅值积分瞬时无功理论的基础上,提出了一种改进的无功电流检测方法,仿真与实验结果表明该改进方法不仅适用于三相对称与不对称系统,而且对单相基波的检测也同样有效,并可用于锁相。
本文以上述方法为核心,通过数据采集卡PCI1711进行采集数据,利用windows2000及MFC界面对谐波数据加以分析与处理。计算各次谐波的幅值、频率、总畸变率、谐波含有率、有功功率、无功功率及无功电流等重要电参数,并以友好的人机界面显示,实现了电网谐波与无功的检测、显示、分析功能于一体的监测系统。