长钢公司供电系统谐波检测的研究

论文题目: 长钢公司供电系统谐波检测的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 电气工程

作者: 黄海

导师: 吕厚余,张泽华

关键词: 谐波分析,快速傅立叶

文献来源: 重庆大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着电力电子技术的发展，电力电子装置带来的谐波问题对电力系统安全、稳定、经济地运行构成潜在威胁，给周围电气环境带来了极大影响。电力系统中产生的谐波主要来自各种非线性用电设备。 谐波降低了发电、输电及用电设备的效率，影响各种电力设备的正常动作，引起公用电网中的局部并联谐振和串联谐振。因此把谐波分量降低到容许范围是保证电能质量的一项重要措施。 本文对长钢公司的非线性负荷进行调查分析，就部分线路测试报告进行分析研究，简要阐述了长钢公司供电系统的状况。 在进行谐波治理之前，必须进行谐波的测试。在谐波检测中，信号处理技术是一项关键技术，其应用是多种多样的。长钢公司供电系统中，针对主要由电弧炉和电力电子器件产生的谐波污染，对采集的信号采用64点基2快速傅立叶(FFT)的数字信号处理算法。本文针对此算法，选用内部的集成有快速硬件乘法器的数据算术单元、哈佛结构、流水线操作、特殊的DSP指令、快速的指令周期等的设计的数字信号处理(DSP)芯片TMS320C4510作为核心的信号处理平台，选用TLC320AD50C和LMC660实现数据采集、调理、模拟／数字(A／D)转换电路以及结果输出等功能， 在研制的过程中，采用CCS(Code Composer Studio)对算法程序进行开发、调试、下载，并分别在计算机和实验开发板进行仿真及实际运行。完成了对实际信号谐波的分析，波形测试验证了研究结果的正确性，可用于对供电系统进行谐波分析。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

1 绪论

1.1 课题的提出

1.1.1 长钢公司电网谐波的危害

1.1.2 谐波的检测

1.2 谐波检测相关技术的发展和现状

1.2.1 FFT算法实现的研究现状

1.2.2 数字信号处理的实现

1.2.3 DSP芯片的研究现状

1.3 本论文的研究工作

2 长钢公司部分供电系统状况

2.1 长钢公司部分供电系统简介

2.1.1 长钢公司炼钢厂四车间供电系统状况

2.1.2 长钢公司二轧厂三车间供电系统状况

2.2 长钢公司电网谐波的产生源分析

2.3 长钢公司电网谐波的危害分析及实例

2.3.1 对电机的危害

2.3.2 对电力变压器的危害

2.3.3 对供配电线路的危害

2.3.4 对电容器的危害

2.3.5 干扰通信系统的工作

2.3.6 对用电设备的影响

3 谐波的定义和检测原理

3.1 谐波的定义

3.2 谐波检测原理

3.2.1 采用模拟带通或带阻滤波器测量谐波

3.2.2 基于傅立叶变换的谐波测量

3.2.3 基于瞬时无功功率的谐波测量

3.2.4 基于神经网络的谐波检测

3.2.5 利用小波分析方法进行谐波测量

3.2.6 适用于长钢公司的谐波检测方法的比较及选择

3.3 快速傅立叶变换算法研究

3.3.1 离散傅立叶变换原理及其实现的局限性

3.3.2 快速傅立叶变换原理

3.4 适合于长钢公司电网谐波检测的FFT算法实现方法的选择

4 DSP器件及应用技术

4.1 DSP芯片的基本结构和特点

4.1.1 哈佛结构

4.1.2 片内存储器

4.1.3 流水线

4.1.4 专用的硬件乘法器

4.1.5 特殊的DSP指令

4.1.6 快速的指令周期

4.2 TMS320C5410(DSPs芯片)的结构和特点

4.2.1 总线

4.2.2 CPU

4.2.3 存储器

4.2.4 外设

4.3 DSP芯片的发展方向

5 谐波检测系统设计、仿真及实验

5.1 谐波检测系统的硬件设计

5.1.1 谐波检测系统的硬件的结了构框图

5.1.2 复位电路和时钟电路设计

5.1.3 TLC320AD50C与TMS320C5410的连接

5.1.4 信号调理电路

5.2 谐波检测系统的软件设计

5.2.1 FFT变址流程图

5.2.2 L级的递推计算

5.2.3 FFT算法的实现及优化

5.3 仿真和实验数据

结论

致谢

参考文献

附录

独创性声明

学位论文版权使用授权书

发布时间: 2006-12-06

参考文献

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