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FFT和小波变换混合的谐波检测研究

王晴晴  
【摘要】:随着现代电力电子工业的迅猛发展,非线性负荷设备在电网中的使用率大幅提升,致使电网的谐波问题越来越严重,对谐波发现、检测和治理的研究成为现在越来越热的课题。因此,实现电网谐波的实时在线检测从而控制或减少电网谐波产生的危害,保证电网的安全稳定性运行具有非常重要的意义。本文主要采用FFT和小波变换混合的方法来实现谐波的检测,首先在理论上分别陈述了以传统方式FFT变换进行谐波的检测和以小波变换方式进行的谐波检测,其次模拟电网的情况构造出4种谐波信号模型,并在MATLAB上进行仿真,通过仿真实验验证了混合方式的谐波检测更具有优越性,这是由于该方式避开FFT和小波变换的缺点,仅结合两者的优点进行的检测,其中FFT能对稳态分量准确处理,而小波变换能提取出暂态分量,充分验证了小波变换具有在时频域分析的双重分辨率特性。考虑到混合算法的实时性问题,系统硬件设计时采用双DSP TMS320F2812型号芯片的设计结构,其中一片DSP作为数据处理单元,进行FFT和小波算法的运算,另一片DSP作为主CPU,控制系统的数据通信,显示和按键操作。基于系统的硬件电路主要分为数据采集模块、数据处理模块、显示和键盘模块以及通信模块四部分。在系统硬件设计的基础上,使用C语言进行软件编程与调试,其中软件的主程序设计包括数据处理单元的DSP程序设计流程和主DSP的控制系统的设计流程,而在主程序设计流程的基础上分别设计了AD数据采集程序,通信程序,显示和按键程序流程。完成软件设计后,在CCS3.3的平台上进行系统软件的调试,根据实验结果验证了该算法的可行性。


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