电力系统谐波分析软件的研究和跨平台实现

论文摘要

众所周知,电力系统谐波测量与分析已经成为电力系统领域发展的一个重要研究方向。近几十年来,随着各种电力电子装置（主要是一些非线性设备）的广泛应用,使得公用电网的谐波污染日益严重,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,测量和分析电网谐波分量以及非线性用电设备将产生的谐波分量,掌握电力系统中谐波的实际情况,对于防止谐波危害、提高电能质量是十分必要的。本文就电力系统谐波测量与分析方法做了系统介绍,而且开发并分别实现了基于基2 FFT算法和Good-Thomas算法,实现标准Comtrade文件解析,并加入参与傅里叶变换序列长度可调等新功能的电力系统谐波分析软件。该软件基于Qt跨平台语言编写。本文所做的工作如下:首先,概括地介绍了电力系统谐波的一些基本概念,总结了电力系统谐波测量与分析的主要方法以及谐波测量与分析的历史、现状和发展。较详细地推导了目前常用的几种谐波分析算法。其次,在基于详细的理论分析的基础上,对于谐波分析的软件进行了设计和开发。由于目前电力系统的发展方向十分明确,要逐步淘汰安全性和稳定性相对较差的Windows操作环境下的电力系统分析软件,而引入较好的Linux下的各种应用系统。所以,为顺应潮流发展形势,在进行了基于Windows的谐波分析软件的开发之后,进而使用Nokia公司研发的Qt作为开发工具进行了谐波分析软件的开发。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 谐波的定义
• 1.2.1 谐波的定义
• 1.2.2 谐波的几个概念
• 1.3 谐波的产生和危害
• 1.3.1 电力系统主要谐波源
• 1.3.2 谐波的危害
• 1.4 国内外相关领域的研究现状
• 1.5 本文的主要内容
• 第二章 电力系统暂态数据交换通用格式
• 2.1 电力系统暂态数据交换通用格式概述
• 2.2 标题文件和信息文件
• 2.3 配置文件（.CFG）的说明
• 2.4 数据文件（.DAT）的说明
• 2.5 采样数据采样时刻的计算
• 第三章 谐波分析算法与实现
• 3.1 傅里叶变换
• 3.1.1 傅里叶级数
• 3.1.2 连续傅里叶变换
• 3.1.3 离散傅里叶变换
• 3.1.4 快速傅里叶变换
• 3.1.5 傅里叶变换的特点
• 3.2 小基数Cooley-Tukey（基2）算法
• 3.2.1 算法原理
• 3.2.2 算法实现
• 3.2.3 DFT 与FFT 运算量的比较
• 3.3 Good-Thomas 算法
• 3.3.1 基2FFT 算法的问题
• 3.3.2 中国余数定理
• 3.3.3 Good-Thomas 快速傅里叶变换
• 3.3.4 Winograd 小FFT 算法
• 第四章 跨平台编译语言-Qt
• 4.1 软件的运行环境
• 4.2 软件的界面设计平台——Qt
• 4.3 与其他设计平台的比较
• 第五章 谐波分析软件（1.0 版）
• 5.1 算法
• 5.2 算例分析
• 5.2.1“5-BUS”算例
• 5.2.2 数据处理
• 5.3 软件的功能及开发
• 5.3.1 软件的功能
• 5.3.2 软件的开发
• 5.4 软件的分析及结果
• 5.4.1 对电流采样数据的分析及结果
• 5.4.2 对电压采样数据的分析及结果
• 第六章 谐波分析软件（2.0 版）
• 6.1 算法的改进
• 6.2 Comtrade 数据接口
• 6.3 较1.0 版的改进
• 6.4 软件的分析及结果
• 6.4.1 Windows 下运行
• 6.4.2 Ubuntu‐Linux 下运行
• 第七章 结论
• 参考文献
• 谢辞
• 在学期间已发表学术论文