论文摘要
目前,随着大量非线性设备在各种电力电子装置中的广泛应用,尤其是船舶轴带发电机系统的日益推广。船舶电力系统的电网谐波污染日益严重,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,实时检测和分析船舶电网中的谐波分量,进而采取有效措施最大限度地抑制其影响,对于防止谐波危害,提高电能质量,保障船舶电网的安全运行是非常重要和必要的。本文就船舶电力系统谐波的检测与分析方法做了系统介绍,并得出了一些结论。所做的主要工作如下:首先,介绍了谐波的基本概念,归纳总结了国内外船舶电力系统谐波检测技术的主要方法和存在的问题,以及新兴的研究现状与研究方向。介绍了目前常用的傅立叶谐波分析算法,分析了FFT算法和DFT算法的效率问题。并讨论了同步采样与非同步采样下的谐波分析问题。其次,由于船舶电力系统的强噪声背景特性,使得同步采样难以实现。针对采用傅立叶算法在非同步采样下进行谐波分析容易出现的频谱泄漏与栅栏效应问题,本文采用了加窗分析的FFT算法。利用功率谱相对于传统幅值谱的特殊优点,采用加汉宁（Hanning）窗结合改进的周期图法-Welch法进行功率谱估计在计算精度上有较大的提高。利用Matlab/Simulink软件对该方法进行了仿真分析,验证该方法的可行性。最后,设计了一个基于单片机dsPIC30F4011的谐波检测装置。并在MPLABIDE集成开发环境下调试了相关的谐波分析程序。目前软件已经通过了初步调试,借助dsPIC30F4011上的UART模块可以通过串口通信实现人机对话。