基于DSP的諧波電能計量裝置硬件電路的設計開題報告

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1、開題報告基于DSP的諧波電能計量裝置硬件電路的設計1選題的背景、意義近年來，隨著國民經濟的發(fā)展，電力電子技術的發(fā)展，科學技術的進步和生產過程的高度自動化，電網中各種非線性負載的使用，各種復雜精密的用電設備越來越多，對由諧波引起的電能質量敏感度也增加了。作為供電電源與用電設備間的非線性接口電路，在完成（實現(xiàn)）功率控制和處理的同時，所有電力電子裝置都不可避免地產生非正弦波形，向電網注入諧波電流，使公共連接點的電壓波形嚴重畸變，產生很強的電磁干擾。并且隨著功率變換裝置容量的不斷增大、使用數(shù)量的迅速上升和控制方式的多樣性等，電力電子裝置潛在的負作用會日益突出。理想的公

2、用電網所提供的電壓應該是單一而固定的頻率以及規(guī)定的電壓幅值。非線性負荷從電網中吸收非正弦電流，引起電網電壓波形畸變，諧波電流和諧波電壓的出現(xiàn)，對公用電網是一種污染，它使用電設備所處的環(huán)境惡化。電網中出現(xiàn)的高次諧波的含量已大大超過了國際上公認的標準。諧波的危害十分嚴重，主要表現(xiàn)為對電網安全穩(wěn)定和經濟運行的影響與危害和對與其有牽連的電氣信號的干擾與破壞。如下：1、高次諧波能使電網的電壓與電流波形發(fā)生畸變，另外相同頻率的諧波電壓和諧波電流要產生同次諧波的有功功率和無功功率，從而降低電網電壓，增加線路損耗，浪費電網容量。2、影響供電系統(tǒng)的無功補償設備，諧波注入電網時容

3、易造成變電站高壓電容過電流和過負荷，在諧波場合下，電容柜無法正常投切，更嚴重的請況下，電容柜會將電網諧波進一步放大。3、引起繼電保護和自動裝置誤動作，使電能計量出現(xiàn)混亂,危害到功率處理器自身的正常運行,影響設備的穩(wěn)定性，尤其是對繼電保護裝置，危害特大。4、諧波的存在會造成異步電動機效率下降，噪聲增大；使低壓開關設備產生誤動作；對工業(yè)企業(yè)自動化的正常通訊造成干擾，影響電力電子計量設備的準確性。5、諧波的存在會使電力變壓器的銅損和鐵損增加，直接影響變壓器的使用容量和使用效率；還會造成變壓器噪聲增加，縮短變壓器的使用壽命。電力系統(tǒng)中的諧波已經逐漸發(fā)展為影響電力系統(tǒng)安

4、全的重要因素，成為許多電子設備與系統(tǒng)現(xiàn)場可靠運行的主要障礙之一，諧波污染的問題還嚴重阻礙了諸如變頻調速等大批高效、節(jié)能電力電子技術的推廣應用，它與電磁干擾、功率因數(shù)降低并列為電力系統(tǒng)中的三大公害。因此，解決諧波干擾，保證優(yōu)質供電已是迫在眉梢的事情了。在對電能質量有一定的認識和了解后，深入分析和研究電能質量問題，從控制全局的整體出發(fā)，對電能質量進行監(jiān)督和管理，把電網的電能質量指標控制在允許的范圍內，以保證供給用戶合格的電能，并有效限制用戶干擾源對電能質量的影響，使其不超過規(guī)定標準，這已成為是電力工業(yè)適應市場競爭和實施可持續(xù)發(fā)展必須解決的重要課題。諧波研究大體可分

5、為4個方向：◆非正弦條件下功率定義和功率理論研究；◆諧波源分析及電力系統(tǒng)諧波分析；◆諧波抑制和補償裝置研制；◆諧波測量與諧波標準制定。而其中最關鍵的是建立科學正確的電能質量實時監(jiān)測系統(tǒng)。諧波監(jiān)測是諧波研究和治理的前提條件，是保證電能質量不可缺少的一個環(huán)節(jié)。隨著電力系統(tǒng)中發(fā)展，各種諧波源將會對電力系統(tǒng)安全和穩(wěn)定造成越來越大影響。在綠色電能的概念提出后，諧波研究和治理的迫切性越來越大，符合電力系統(tǒng)要求的各種諧波監(jiān)測設備將會得到大力發(fā)展。諧波檢測的方法將會向著智能化、多功能實用化發(fā)展，求解方法也會從直觀的函數(shù)解析過渡到精確的分析和信號處理。改善電能質量對于電網的安全

6、經濟運行，保證工業(yè)產品質量和科學實驗的正常進行以及降低能耗等均有重要意義。良好的電能質量無疑對電氣設備的運行是有利的。電能質量的好壞直接關系到國民經濟的總體效益。從治理環(huán)境污染的角度來認識。這里的環(huán)境當然是指電力系統(tǒng)這個環(huán)境，“綠色電力電子”的說法已經有了一定的呼聲。諧波干擾就是一種污染，“無諧波”是“綠色”的主要標志之一。對電力諧波污染的抑制已成為電工科學技術界所必須解決的問題。在電力工業(yè)中，能源的節(jié)約、合理開發(fā)和有效使用表現(xiàn)的極為突出和具體。2相關研究的最新成果及動態(tài)從電力工業(yè)發(fā)展歷史來看，電力系統(tǒng)波形畸變問題早在1935年就已被一些德國專家(Rissik

7、.H等)所關注，并有相應的論著發(fā)表。1945年有了諧波的經典論文(付氏分析做為諧波計算的基礎)。但是其影響與推動遠未與實際需求相吻合。70年代初，美國的Kimbark教授從HVDC的研究出發(fā)，理論性、權威性地分析了電力系統(tǒng)諧波問題。IEEE也從電力系統(tǒng)諧波工作組報告為始，正式將其列為專門學術問題，有組織地加以研究，并且于八十年代（86）開始每2年召開一次世界性會議并出版論文集。1993—1995年，美國電力研究院(EPRI)在全國范圍內進行了大規(guī)模的電能質量普查，獲得了大量電能質量數(shù)據，與此同時，國外又興起了研究“用戶特定電力”(customPower)的高潮

8、，提出利用電力電子控制器提高配電網供電