基于Matlab环境下的供电电源质量谐波分析

基于Matlab环境下的供电电源质量谐波分析(论文18000字)
摘要：随着社会生产设备和居民家用电器中的非线性负载越来越多，供电回路中产生的谐波成分越来越多，引起供电电源的波形畸变和质量下降，不仅影响到用电系统和装置的性能，而且还会降低电力载波通信系统性能和质量。本文首先对电力供电回路中谐波产生的原因进行分析，并对近年来出现的供电回路谐波分析方法进行研究，根据现有条件设计了实际数据采集方案，基于Matlab环境下采用傅里叶变换和小波变换两种方法对采集的实际数据进行分析和处理，并对两种谐波分析方法在处理前后波形、频谱分布进行比较，结果表明：两种分析方法均能够实现电力供电回路中谐波成分的分析与去除，通过开发相应的设备或装置，能够用于实际工程中。
关键词：电源质量；供电回路；傅里叶变换；小波变换；谐波分析

Harmonic Analysis of Power Supply Quality with Matlab
Abstract:Today, harmonics are generated in the power supply circuit with the increasing number of nonlinear loads in social production equipment and household appliances. This leads to distortion of the power waveform, resulting in a decline in the quality of the power supply. This will not only affect the performance of power systems and devices, but also reduce the performance and quality of power carrier communication systems.This paper firstly analyzes the reasons for the occurrence of harmonics in power supply circuit and then researching some recent analytic method in this area. According to the current conditions, this paper illustrates a method for collecting and analyzing real data by using Fourier transform and Wavelet transform under the circumstances of Matlab. It also includes analyzing the contrast on waveform and frequency spectrum which exist before and after processing by using two different methods. The result shows that both methods can analyze and eliminate the harmonic wave component in power supply circuit. Both approaches can be used in practical application when developing some relevant appliances and equipment.
Key words:Power Quality; Power Supply Circuit; Fourier Transform; Wavelet Transform; Harmonic Analysis

目录
1 绪论    1
1.1 谐波分析背景及研究意义    1
1.1.1 谐波分析背景    1
1.1.2 谐波分析的研究意义    1
1.2 国内外发展状况    2
1.3 本文主要工作    4
2 供电电源谐波数据采集方案设计    5
2.1 供电电源谐波的定义及指标    5
2.1.1 谐波定义    5
2.1.2 相关指标    5
2.2 市电供电线路原理    6
2.3 电源数据采集方案设计    6
2.4 本章小结    9
3 傅里叶谐波分析法    10
3.1 傅里叶变换理论    10
3.1.1 连续傅里叶变换    10
3.1.2 离散傅里叶变换    11
3.2 快速傅里叶变换    11
3.2.1 快速傅里叶变换的原理    11
3.2.2 栅栏效应    12
3.2.3 电力系统信号频谱分析    12
3.3 FIR数字滤波器的设计    14
3.3.1 FIR的基本理论    14
3.3.2 FIR滤波仿真实验    16
3.4 本章小结    17
4 小波谐波分析法    18
4.1 小波变换理论    18
4.1.1 连续小波变换    18
4.1.2 离散小波变换    19
4.2 Mallat算法    19
4.3 小波函数    21
4.3.1 Daubechies小波系    21
4.3.2 dmey小波    22
4.3.3 平稳市电信号小波分析    23
4.4 小波去噪    25
4.4.1 基于小波变换的信号去噪    25
4.4.2 去躁性能的指标    26
4.5 本章小结    26
5 实际数据的处理分析    27
5.1 Matlab仿真工具    27
5.2傅里叶变换处理结果与分析    27
5.3 小波变换处理结果与分析    30
5.4 本章小结    33
6 总结与展望    34
6.1 总结    34
6.2 展望    34
参考文献    35
致谢    37