快速傅里叶变换电网谐波分析仪的研究

在电力系统中，各种谐波源产生的谐波对电力系统环境造成污染，影响到整个电力系统的电气环境。无论从保证电力系统和供电系统的安全经济运行或是保证设备和人身的安全来看，对谐波污染造成的危害影响加以经常监测和限制都是迫切需要的。 在谐波分析算法进步的同时，用于谐波分析的仪器也越来越多。近年来，国内外在这两个方面进行了大量的研究工作，但仍存在一些缺点。国外的仪器虽然精度高，但是普遍价格昂贵；国内的仪器大多精度较低，且功能不全。本文参照有关国家标准和国内外同类产品的技术指标和现场实际应用的要求，在现有谐波分析仪的基础上，研制了一种软件上基于快速傅里叶变换谐波分析算法，硬件上基于DSP芯片技术的分析仪。它具有精度高、功能齐全、价格低廉等优点。 本文首先研究了快速傅里叶变换谐波分析算法。并用Matlab对该算法进行大量仿真实验，进而分析该算法的精度及预测系统的可行性。 其次，设计并实现了分析仪硬件结构。包括控制部分单片机的选型、控制程序的编制；数据处理部分DSP的选型、算法的研究及运算程序的编制；分析仪相关电路、双口RAM、PLC的设计制作。 最后，进行了单相和电网现场测量，根据实验结果分析误差来源及减小方法并确定了分析仪的精度等级。 本文研究成果在电力系统中具有实用意义和广阔的市场前景。