摘 要

伴随经济的飞速发展，电力需求与日俱增。大量的非线性设备使电网中的谐波问题日益突出，而高次谐波带来严重损害。要想控制谐波，首先必须对电网中的谐波进行检测和分析。随着虚拟仪器技术的兴起与发展，设计一种依靠软件对电网谐波电流进行分析的方法变为可能，并且这种设计也具有实际意义。

本文详细介绍了一种基于Labwindows软件的电网谐波电流分析仪的设计方案。方案以Labwindows软件为平台，完成对电网谐波电流的分析和显示。方案主要有两部分组成：对电网谐波电流的分析部分和对分析结果进行界面显示部分。

本文首先分析了电网谐波分析的研究现状与意义，简单介绍了设计的总体方案与主要原理。之后在论文的3、4章，分别对谐波电流的分析部分、分析结果的显示部分进行详细的原理介绍，并在软件上进行设计与运行。将各部分的仿真结果与理论结果进行比较与分析。在论文的第五章也就是正文的最后，是本人在设计过程中遇到的问题和自己的个人体会，并给出了运行结果。

将运行结果与理论值相比较，分析仪显示结果与真实值基本相符，误差较小，达到预期效果。

关键词：Labwindows；谐波分析；界面显示

Abstract

With the rapid development of economy, the requirement for power has been increasing day by day. The usage of many nonlinear elements produce the harmonic problems, which do great harm to power grid. To reduce harmonic, we must detect and analyze it. With the development of virtual instrument technology, designing a way which depends on software to analyze harmonic becomes possible and meaningful.

In my paper, I introduced a designing plan of harmonic analysis in detail, which depends on Labwindows. Labwindows is the platform to analyze harmonic in power grid and show the result .The plan is mainly composed of two parts: the analyzing part and result showing part.

In this paper, the status and significance of harmonic analysis of power grid will be given first. Then comes the brief introduction of system design and main principle. At the same time, I respectively explain how to analysis the harmonic and display the result in Chapter 3 and 4 and perform it on Labwindows. Besides, the results will be compared with result in theory. In Chapter 5,also the last of paper, shows the problems I met , understanding during I my designing and gives the results of real tests.

Compared with results in theory, the result that computer displayed was almost the same. This system has received the desired results.

Key Words: Labwindows; harmonics analysis; virtual instrument

目录

摘 要 I

Abstract Ⅱ

第1章 绪论 1

1.1课题提出的背景和意义 1

1.2 设计研究的主要内容及预期目标 2

1.3 论文结构 2

第2章 系统方案设计 3

2.1系统总体设计框图 3

2.2系统工作原理 4

第3章 系统显示部分设计 7

3.1仪器面板设计 7

3.2控件设计 7

第4章 系统软件部分设计 13

4.1生成源代码文件 13

4.2添加源代码 16

4.2.1主程序及其前缀部分 16

4.2.2 控件回调函数部分 17

第5章 系统的调试与运行结果分析 24

5.1系统的调试 24

5.2运行结果分析 26

5.3调试过程中的问题及体会 27

结束语 29

参考文献 30

附录A：程序 31

致谢 37

第1章 绪论

1.1课题提出的背景和意义

经济社会的飞速发展使得对于电力的需求也相应快速增长。大量非线性器件和设备使得电网的谐波问题日益突出。而电网中高次谐波的存在不仅导致输电线路损耗增加，而且可能引起电力系统局部串联或并联谐振，甚至会引起继电保护和自动装置误动作而产生无法估量的后果。除此之外，电网谐波对通讯设备和电子设备的干扰也不可忽视。^[2，14]

想要控制电网谐波问题，首先必须对电网的谐波进行监测和分析，根据谐波检测仪器的发展程度，可以分为三代产品，即模拟式仪器、数字式仪器和智能仪器。^[1]

第一代检测仪器是模拟仪器，这类仪器仪表至今任在各个场合被广泛使用，如扫描仪，模拟示波器等。这类仪器显示部分采用的基本结构为电磁式结构，其利用的是电磁测量原理，通过电子束的偏移或指针的移动来表示检测的结果。它们具有结构较为简单，易于维护等特点，适用于精度要求偏低的场合。

第二代检测仪器是数字式仪器，它的响应速度和测量精度要远高于模拟式仪器。它们的工作原理是将待测的模拟信号转化为数字信号进行测量，像常用的数字示波器等。如今数字式仪表很多时候已经基本取代了模拟式仪表。

第三代仪表又被称为智能仪器。这类仪器大致有两种：一种仪器本身与微型机在硬件结构上相互分离，但微型机控制仪器进行数据采集和处理；另一种则内部含有微处理器，而被称为“微机化”仪器。智能仪器是以微处理器为核心，通过微电子元器件来取代常规电子线路，而具备信息获取、显示、处理等功能。

随着计算机技术和现代测量技术的快速发展，测试仪器与计算机的界限逐渐消失，“软件及仪器”——虚拟仪器技术开始大行其道。虚拟仪器的实质在于通过计算机的显示功能代替传统仪器的显示面板，同时利用计算机强大的软件实现对信号的运算、分析和处理，从而完成各种测量功能，使得测量系统具有更短的开发周期、更低的成本和更高的质量。