摘 要

随着电力电子设备使用环境和用户数量的增加，电网中谐波污染的现象越来越严重，谐波不仅加重了电网正常运行时的负担，同时还降低了电力系统的供电质量。因此，我们需要对电网谐波的含量进行及时准确地测量和分析，运用科学的调节方法保证电网系统的日常供电。虚拟仪器（Virtual Instrument）技术是利用模块化、高效化的硬件，加上方便灵敏的软件从而完成多种测试、测量和自动化方面的应用。虚拟仪器在数据采集和信号处理方面有着巨大的优势，它代表了仪器测试领域的发展方向，具有着传统仪器无法比拟的特性。

本文就是使用了LabVIEW开发平台来分析电力系统的谐波信号。本篇文章首先明确了国内外谐波研究的现阶段情况，也介绍了谐波检测技术的发展历史，证明谐波检测在电力系统中的重要性，接下来简要说明了虚拟仪器的概念、虚拟仪器软硬件系统以及相关应用，最后阐述了谐波检测的方法和原理。在设计过程中，我通过学习相关知识来进行谐波分析仪的设计。最终，我通过使用计算机上的LabVIEW 2016开发平台，成功地开发出虚拟仪器上的谐波分析仪软件。该分析仪主要实现了谐波分析的功能。

关键词：虚拟仪器；LAVBIEW；谐波分析

ABSTRACT

With the increase of the environment and the number of users of power electronic equipment, the phenomenon of harmonic pollution in the power grid is more and more serious, which brings an unnecessary burden to the power grid, and also affects the power supply quality of the power system. Therefore, we need to accurately and accurately measure and analyze the harmonic content of the power grid, and use the scientific adjustment method to ensure the daily power supply of the power grid system. Virtual Instrument technology uses a variety of test, measurement and automation applications with modular, efficient hardware, and easy-to-use software. Virtual instrument in the data acquisition and signal processing has a huge advantage, it represents the direction of the development of instrumentation, with traditional instruments can not match the characteristics.

This article uses the LabVIEW development platform to analyze the harmonic signals of the power system. This paper first introduces the current situation of harmonic research at home and abroad and the development of harmonic detection technology, and proves the importance of harmonic detection in power system. Then the concept of virtual instrument, virtual instrument hardware and software systems and related applications made a brief introduction. In the design process, I learn the relevant knowledge to carry out the development of harmonic analyzer. Ultimately, I successfully developed the harmonics analyzer software on a virtual instrument by using the LabVIEW 2016 development platform on my computer. The analyzer mainly implements the function of harmonic analysis.

Keywords：Virtual Instrument; LabVIEW; Harmonic analysis

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2谐波问题的意义及检测方法 2

1.3关于谐波的国内外研究现状 3

1.4 本次研究内容 4

第2章 虚拟仪器概述 5

2.1虚拟仪器的产生背景 5

2.2虚拟仪器的概念 5

2.3虚拟仪器的组成 6

2.3 LabVIEW开发平台简介 7

2.3.1 LabVIEW程序设计原理 7

2.3.2 LabVIEW开发平台的特性 8

2.3.3 LabVIEW开发平台的应用 9

第3章 数据采集与谐波分析理论 10

3.1数据采集理论基础 10

3.2.1离散傅立叶变换(DFT)计算原理  11

3.2.2快速傅立叶变换(FFT)计算原理 12

3.3谐波分析理论 14

3.3.1谐波的概念 14

3.3.2谐波分析原理 14

第4章 谐波分析仪的软件设计与运行 16

4.1谐波分析仪的设计 16

4.1.1谐波检测系统软件流程图 16

4.1.2输入判断部分 17

4.1.3 信号的采集与读取 17

4.1.4 快速傅里叶变换(FFT) 18

4.1.5 谐波分析模块 19

4.1.6 谐波分析仪的用户界面与程序框图 20

4.2谐波分析仪的运行 22

4.2.1 A相的谐波分析 22

4.2.2 B相的谐波分析 23

4.2.2 C相的谐波分析 24

第5章 总结 26

参考文献 27

致谢 28