基于FFT的电力谐波检测方法研究与仿真(2)
1.2 研究的意义
谐波检测具有十分重要的意义。首先, 目前谐波的危害问题十分严重,谐波会降低电能的生产、传输和使用效率,同时能使电气设备因发热过量而导致设备故障或烧毁；其次，在现代化的21世纪，居民对供电质量的要求非常之高，而提高电能质量是需要对电力谐波进行抑制或补偿，然而这是需要以电力系统谐波分析的结果为依据的；最后，治理谐波的污染、营造绿色的电力系统环境，而无谐波就是“绿色”电力系统的主要标志[3]。目前,谐波检测系统主要存在的问题：有些算法还仅仅停留在计算机的模拟阶段，并没有得到实际的推广；准确度和算法速度之间存在矛盾，要不是速度快，精度差，就是精度高，速度慢；在线实时性较差，对于连续的、实时的检测还没太好的办法；要想解决当前的谐波污染问题，就得下一番苦功夫，使其能够高效稳定地运行，同时把滤除高次谐波，使之在国家允许的范围之内。因此，必须准确分析出电力系统谐波的各项参数，所以，快速、准确地检测电力系统中的谐波分量对电能质量的治理具有十分重要的意义。
1.3 本文的工作及目标
本文的工作主要是在FFT的基础上，结合加窗插值、全相位和小波变换，对传统的基于FFT的谐波检测方法的加以改进。首先，分析常用的各种方法，如加汉宁窗、海明窗、全相位FFT等检测方法，并进行仿真，检测出高次谐波。然后，对检测出来的频率，相位和幅值做出图标，进行对比。最后分析误差，考虑原因。
本文的目标就是积极吸收前人研究出来的成果，自己动手做一遍，然后综合考虑计算量、精确度、实时性和操作性等，横向对比，分析各种谐波检测算法的优劣势。充分发挥自主创新的精神，以及“扬弃”的先进观念，对前人值得肯定的研究成果，毫不吝啬的给予赞美；对可以改进的地方，加以改进。
1.4 本文的内容安排
本文的第1章，介绍了本课题——基于FFT的电力谐波检测方法研究与仿真的研究背景和研究意义，以及本文的构思，工作方式，还有全文内容的安排。
第2章介绍了于电力系统谐波相关的定义概念，包括谐波的国际通用指标，以及谐波给人们带来的危害。还有就是在谐波检测过程中，存在的频谱泄露和栅栏效应等问题。在2.1节中介绍了当前电力谐波检测的常用方法。
第3章是在基于FFT的谐波检测方法上，用加窗插值来加以改进，克服一些传统检测方法不能避免的误差，在工作量、计算速度上也将有很大的提升。其中3.2.2节还进行了MATLAB仿真，不同类型的窗函数，对谐波检测的误差也将不同。再有就是全相位FFT的介绍，以及仿真。
第4章是介绍基于FFT的小波变换，以及构造小波函数的几种常用方式。该方法可利用的范围很广，克服了短时傅里叶变换在单分辨率上的缺陷，同时也克服了傅里叶变换测量非稳态信号不够准确的缺陷。
第5章为本文的结论。
2 电力系统谐波的分析与检测
2.1 电力系统谐波理论
2.1.1 谐波的定义与产生
“谐波”一词起源于声学领域，后来引申到电气信号中。谐波被定义为一个信号量，该信号的频率（发电机产生的频率）是实际系统频率的整数倍[4]。谐波次数的定义，是谐波频率与基频的比值。
高次谐波产生的根本原因是由于加在负荷两端的电压与流过负荷的电流不成正比的关系，因而造成波形的畸变而产生高次谐波[5]。随着工业革命的推进，电力电子设备在民用、军用工厂得到了广泛的应用，电器设备也进入寻常百姓家庭。伴随着的是，变压器、晶闸管、交流电机和功率变流器等工业电气设备，以及电视机、洗衣机、冰箱和空调等家用电器产生了大量的谐波。
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