基于嵌入式系统的电力谐波检测技术应用研究.doc

单位代码 10144
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硕士学位论文
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论文完成日期
分类号:TM769 密级:
U D C : 编号:

工学硕士学位论文
基于嵌入式系统的电力谐波检测技术
应用研究
硕士研究生:田闽哲
指导教师:于洋教授
学科、专业:检测技术与自动化装置

沈阳理工大学
2010年3月
分类号:TM769 密级:
U D C : 编号:

工学硕士学位论文
基于嵌入式系统的电力谐波检测技术
应用研究
硕士研究生:田闽哲
指导教师:于洋教授
学位级别:工学硕士
学科、专业:检测技术与自动化装置
所在单位:信息科学与工程学院
论文提交日期:2009年12月
论文答辩日期:2010年03月
学位授予单位:沈阳理工大学

摘要
中国国家电网公司 2009 年 5 月首次公布了智能电网计划,致力于推动坚强可靠、经济高效、清洁环保的现代电网。随着电网中大功率非线性负载的增加,谐波对各种电力设备、通信设备及线路产生的有害影响日益加深,成为智能电网建设的不利因素。如果能够确切掌握电网中谐波的实际状态,就可以采取相应措施避免谐波导致的危害,有利于电网安全运行。本文研究的目的是基于神经网络和瞬时无功功率理论检测三相三线制对称电路中的谐波含量。
本文系统分析了前向型神经网络中训练样本的形成方法和瞬时无功功率理论中的检测法,并利用 MATLAB 工具对这两种算法进行了仿真分析。根据仿真分析的结果,本文设计了谐波检测系统实现方案,方案采用嵌入式技术以瞬时无功功率理论为基础,以 S3C2440 处理芯片为硬件核心,并设计了电源及通信电路、存储电路、显示电路以及谐波同步采样电路。软件实现以 Windows CE 嵌入式操作系统为平台,设计了 Boot loader 程序、底层驱动程序以及上层应用程序。本文设计的谐波检测系统采用瞬时无功功率法,由仿真及实验结果可以看出该方法具有计算量小,精度高,速度快等特点,为有源滤波器等谐波治理装置提供了一种快速检测的实现方法,使其谐波抑制效果更好。
关键词:谐波,嵌入式,前向型神经网络,瞬时无功功率理论
目录
第 1 章绪论..................................................... 1
概述......................................................... 1
谐波概念及检测指标........................................... 1
电力谐波检测理论的研究现状................................... 2
本文主要工作................................................. 4
第 2 章电网谐波检测及分析计算................................... 5
基于多层前向神经网络的谐波检测............................... 5
人工神经元模型............................................. 5
人工神经网络的模型......................................... 6
利用 ANN 检测谐波.......................................... 7
MLFNN 的仿真分析.......................................... 11
基于瞬时无功功率理论的谐波检测法............................ 13
基于功率不变条件下的坐标变换基础........................... 13
ip-iq 算法基础............................................ 15
任意次谐波的检测........................................... 18
瞬时无功功率法的仿真分析................................... 19
本章小结..................................................... 21
第