非正弦波的分析及其在功率测量中的应用

摘要

本论文分析与比较了现有的几种无功功率理论,对时域和频域的一些分析方法进行了探讨.并讨论了无功的各种定义的适用条件和任务.小波理论是一种强有力的数学分析工具,在高速A/D技术和DSP技术的支持下,在电力系统暂态信号分析与处理中有着很大的优势.在非整数次谐波存在的情况下,傅立叶变换基于频点的分析方法产生了很大的误差,本文立足于小波基于频段的分析理论,使用Mallat算法准确地分离了信号的基波成分,并将此算法用于基波有功与无功功率的测量.在上述研究的基础上,采用模块化和平台化设计思想,使用ARM核芯片LPC2294开发研制了基于小波分析的多功能功率测量系统,解决了现有功率表均没有考虑非整数次谐波对基波功率测量影响的问题,并在实验室调试成功.

目录

文摘

英文文摘

学位论文版权使用授权书

同济大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1课题研究背景

1.2谐波问题与功率测量的历史、现状与发展

1.2.1谐波问题研究

1.2.2功率测量问题的历史、现状与发展

1.3本文的内容安排

第2章谐波及其对功率问题的影响

2.1谐波概述

2.1.1谐波的定义

2.1.2谐波的来源

2.1.3谐波的危害

2.2无功功率定义分歧

2.2.1非正弦电路无功功率

2.2.2无功功率的时域分析

2.2.3广义功率与功率因数

2.3无功功率理论的研究及其发展方向

2.4本章小结

第3章基于小波理论的非正弦波分析与功率测量

3.1引言

3.2非正弦电力系统参数测量的主要方法

3.2.1积分和法

3.2.2采用模拟带通或带阻滤波器测量谐波

3.2.3基于傅立叶变换的谐波测量

3.2.4基于瞬时无功功率的谐波测量

3.2.5基于神经网络的谐波测量

3.3小波理论

3.3.1小波概念引入

3.3.2连续小波变换

3.3.3离散小波变换

3.4多分辨分析与离散序列的小波变换

3.4.1多分辨分析

3.4.2用理想滤波器组理解多分辨分析

3.5小波变换应用于各频段信号的分离

3.6小波在功率测量中的应用

3.6.1应用小波系数求取各个频带的幅值及功率

3.6.2应用多分辨分析求取基波无功功率

3.7小波基函数的选取

3.8本章小结

第4章应用ARM实现的小波分析功率测量系统

4.1引言

4.2系统开发的软硬件平台

4.3系统硬件架构

4.3.1系统功能要求

4.3.2微处理器的选择

4.3.3硬件设计

4.4系统软件实现

4.4.1系统软件框架

4.4.2采样及分析

4.4.3显示接口

4.4.4 I2C接口

4.4.5串口通信程序

4.5系统功能调试及界面

4.5.1硬件调试环境

4.5.2系统功能与界面

4.6误差分析

4.7本章小结

第5章论文总结与展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果