电网谐波实时高精度测量算法研究.doc

摘要：本文考虑电网谐波分析的特点和工程中应用的要求，以FFT方法为原型，展开电网谐波实时高精度测量算法探讨，主要内容有：用‘FFT前处理技术’（时变加权谐波算法）和‘FFT后处理技术’（同步校正谐波算法）提升测量谐波的精度和实效性。

其次，提出了一种同步采样和非同步采样都能满足权矩阵方程的新前处理方法——时变加权谐波算法—— 一种权系数可变的‘加窗’算法。

FFT后处理方法有各种频谱校正算法，频谱校正算法大多是频域方法，本文用代数方法算出一种时域校正算法——同步校正谐波算法。

最后，构建了一种基于DSP的谐波在线监测装置（模块），仿真和测试结果证实了提出的几种新算法是有效的，所设计的谐波在线监测装置是成功的。

关键词：谐波分析；时变加权；同步校正

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论1

1.1智能电网与电能质量1

1.2电力系统谐波1

1.3谐波测量算法1

1.4研究动态2

1.5 IEC谐波测量标准3

1.6本论文的主要工作5

第二章  FFT前处理和后处理技术6

2.1 FFT与同步偏差6

2.2 FFT与频谱泄露9

2.3 FFT前处理技术12

2.3.1矩形窗12

2.3.2 余弦窗13

2.3.3平顶窗15

2.3.4自卷积窗16

2.4 FFT后处理技术17

2.4.1插值17

2.4.2频谱校正24

2.5本章小结29

第三章  FFT前处理新方法---时变加权谐波算法30

3.1 DFT算法分析30

3.2权矩阵方程33

3.3时变加权谐波算法33

3.4分块FFT算法35

3.4.1 DFT的矩阵表示35

3.4.2分块FFT算法36

3.4.3加权分块FFT算法38

3.5本章小结39

第四章  FFT后处理新方法—同步校正谐波算法40

4.1软同步采样40

4.2同步误差41

4.3可逆条件42

4.4同步校正43

4.5本章小结45

第五章  谐波实时在线监测模块46

5.1 硬件结构46

5.2 DSP47

5.3 PLL47

5.4软件框图48

5.5测试49

5.6本章小结51

第六章  总结与展望52

致  谢53

参考文献54