谐波电能计量算法的研究与MATLAB仿真.doc

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1、谐波电能计量算法的研究及MATLAB仿真摘要本课题主要研究了小波变换的基本理论,为实现复杂工业现场的电能准确计量，提出了基于小波分解与重构算法的谐波电能计量方法，介绍了小波的分解与重构算法和基于该算法的谐波信号提取方法，提出了一种在谐波存在的环境下基于小波变换的有功电能计量算法，并对稳态信号的有功电能计量进行了仿真实验。结果证实了基于小波变换算法的有功电能计量精确度可满足现行电网运行要求，具有很大的实用价值和可行性。关键词：谐波能量，小波变换，分解与重构，稳态信号，MATLAB仿真HarmonicpowermeasurementalgorithmandM

2、ATLABsimulationAbstractThemaintopicofthebasictheoryofwavelettransformfortherealizationofcomplexindustrialsiteaccuratemeasurementofpower,basedonwaveletdecompositionandreconstructionalgorithmoftheharmonicenergymeasurementmethod,introducedwaveletdecompositionandreconstructionalgorit

3、hmandthealgorithmharmonicsignalextraction,apresenceintheenvironmentbasedonharmonicwavelettransformalgorithmforactiveenergymeasurement,andthesteady-statesignalenergymeasureweresimulated.Theresultsconfirmthatthealgorithmbasedonwavelettransformenergymeasureaccuracycanmeettherequirem

4、entsoftheexistingpowergrid,hasgreatpracticalvalueandfeasibility.Keywords:Harmonicenergy，WaveletTransform，Decompositionandreconstruction，Steady-statesignal，MATLABsimulation.目录摘要IIIAbstractIV1绪论11.1选题背景及研究意义11.2谐波分类及变化特点21.3谐波测量在电力系统中的重要性及电网谐波的标准21.3.1谐波测量在电力系统中的重要性21.3.2电网谐波的标准51.

5、4谐波测量仪器51.4.1谐波测量仪器的分类51.4.2谐波测量仪器的发展趋势61.5电网谐波测量方法综述61.5.1采用模拟带通或带阻滤波器测量方法61.5.2快速傅里叶变换理论71.5.3瞬时无功功率理论81.5.4神经网络理论91.5.5小波变换理论91.6论文主要研究的容和目标91.6.1主要研究的容91.6.2目标102电网谐波的数学理论112.1谐波的概念及相关参数112.1.1谐波的概念112.1.2谐波含量（电压或电流）132.1.3谐波含有率（HR）132.1.4公用电网谐波电压和谐波电流的计算142.2离散傅里叶变换理论152.2.1

6、定义152.2.2用DFT进行谱分析存在的问题162.3快速傅里叶变换理论162.4小波变换理论202.4.1小波变换202.4.2多分辨分析223基于小波变换的谐波电能测量及MATLAB仿真283.1小波的分解与重构283.2电能的计算293.3谐波功率的定义303.4基于MATLAB平台的有功电能计量仿真314基于ATT7022B的谐波电能测量硬件设计374.1装置总体设计方案374.2芯片ATT7022B的结构374.2.1电源监控电路384.2.2系统的复位384.2.3A/D转换394.3采样电路394.4存储器电路404.5SPI接口电路41

7、4.6通信转换电路41结论42参考文献43致44附录图1硬件连接图45附录2仿真程序146附录3仿真程序2461绪论1.1选题背景及研究意义近年来，现代工业的高速发展使得越来越多的非线性负荷出现在电力系统中。这些非线性负荷生大量的谐波电流，造成电网中电压波形的严重畸变，对电力系统中的发、变电设备、继电保护装置、自控装置、通讯设备和测量仪器造成了不同程度的危害。谐波污染问题已经在世界围得到广泛的重视。电能计量是发电企业、输配电企业、电力用户之间进行贸易结算的依据，它的准确性与合理性直接影响三者之间的利益。国电力系统中最常用的电能计量表计是感应式电能表和电子

8、式电能表，从其电能计量原理来看，两种电能表在电网谐波条件下都无法做到准确的电能计