基于Labview的谐波监测与分析系统的设计开题报告

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1、电信学院电信学院毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）开题报告 姓 名 专业 电子信息科学 与技术 班级 电子四班 学 号 指导教师 林洁 题目类型 技术开发 题 目 基于 Labview 的谐波监测与分析系统的设计 一、选题背景及依据（简述题目的技术背景和设计依据，说明选题目的、意义，列出主 要参考文献） 谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非 正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。 在电力系统中，谐波产生的根本原因是由于非线性负载。当电流流经负载时， 与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。由于半导 体晶闸管的

2、开关操作和二极管、半导体晶闸管的非线性特性，电力系统的某些设备 如功率转换器比较大的背离正弦曲线波形。 谐波的产生使电能质量恶化，谐波问题对电力系统安全、稳定、经济运行构成 潜在威胁，给周围电气环境带来了较大影响，人们对谐波问题的关注也日益重视起 来。在此基础上，提出了一种基于 LabVIEW 的谐波测量技术。Labview 开发平台具有 强大的信号分析与数学运算功能，提供了丰富的库函数和子程序用于科学计算。采用它 的自功率谱可用 FFT 求出时域信号的自功频率。 二、主要设计（研究）内容、设计（研究）思想、解决的关键问题、拟采用的技术方案 及工作流程 1 1 设计（研究）内容设计（研究）内容

3、 随着电力电子装置的广泛应用,谐波问题日趋严重,必须对电网及非线性用电设备 的谐波进行在线监测和抑制。目前的谐波分析仪大部分是从谐波测量和分析角度设计 的,只能完成对一般谐波的测量和记录,精度不够高,对高次谐波的分析尤其如此,而且 不能及时有效地抑制谐波，在实际电路中,谐波不仅种类多,且含量变化较频繁,有必要 对其进行实时监测和滤除。 本次设计计划设计一套基于 Labview 的电网谐波实时监测与分析平台,实现滤波调 理电路之后稳态信号的测量、分析、处理、显示等项测量的主要功能，为谐波实时监测 仪器能够实现智能化、网络化、集成化创造条件。 2 2 设计（研究）思想设计（研究）思想 本设计主要由

4、硬件和软件两部分组成，硬件部分主要是谐波的信号的采集，通过传 感器从人体身上得到电流和电压信号，进行滤波和放大。而软件部分主要是将采集到的 电压和电流信号通过 LabVIEW 平台来实时分析电压和电流的各次谐波有效值、相位和 频率，计算功率、功率谱和有效值，实现量程切换和频率跟踪，最终完成对谐波的在线 监测。 3 3 解决关键问题解决关键问题 电力系统负荷端大量的大功率换流设备和调压装置的广泛应用产生的谐波，本次设 计是基于Labview的电网谐波实时监测与分析,实现滤波调理电路之后稳态信号的测量、 分析、处理、显示等项测量的主要功能，为谐波实时监测仪器能够实现智能化、网络化、 集成化创造条件

5、。 因此，本设计中需要解决的关键问题是： 1 如何实时分析电压和电流的各次谐波 2 如何实现频率的自动跟踪 4 4 采用的技术方案采用的技术方案 本次设计由两个主要部分组成：硬件和软件。其中，硬件部分主要有数据采集系统 等组成，软件部分分由在线监测、分析处理、实时显示等部分组成。该监测系统的功能 是实时分析 20 次以内三相电压和电流的各次谐波有效值，实现对谐波的在线监测。 该系统的设计由电量传感器、信号调理电路、数据采集卡和计算机组成，其结构如图 1 所示 图 1 监测系统总体构架 谐波测量系统软件在虚拟仪器开发平台 Labview 开发上开发完成，它以图标的形式提 供了进行经典的信号分析和

6、处理的很多函数。此次设计用到了正弦波发生器、波形显示 器、自功率谱函数、谐波分析函数等图标。经过运行监测，最终完成其谐波分析功能。 电压、电流信号 信号调理装置 数据采集卡 个人计算机 谐波监测与分析 本设计的主要参考文献 1Labview 入门（M）.北京：机械工业出版社，2001. 2胡广书.数字信号处理理论、算法与实现（M）.北京：清华大学出版社. 3肖雁鸿等.电力系统谐波测量方法综述（J）.电网技术，2002，26（6） ：6164. 4李红，杨善水.电力系统谐波监测的现状与发展（J）.现代电子技术，2004No9：81 84. 5殷小贡，赵志敏.电网谐波实时监测系统（J）.电力系统及其自动化学报，2001, 13（2） ：2629. 6仇润鹤等. 单片机在电网谐波分析仪中的应用（J）.中国矿业大学学报，1994，23 （1） ：2632. 7赵玲等. 电力谐波实时监测系统的研究（J）.华东电力，2001，No6：710. 8李宏伟等. FFT 分析电力系统谐波的加窗插值算法（J）.电工技术杂志，2004，N