風(fēng)力發(fā)電諧波分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)（本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)）
摘 要

在可再生能源技術(shù)中，風(fēng)力發(fā)電最為成熟也最具規(guī)模化開(kāi)發(fā)的條件。但大型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)接入電網(wǎng)還存在一些問(wèn)題，其中對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響是十分值得關(guān)注的。本文主要研究了大型風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)后可能引起的諧波問(wèn)題。
本文研究了風(fēng)力發(fā)電的諧波分析系統(tǒng)，對(duì)諧波產(chǎn)生的原因和危害進(jìn)行分析和論述，詳細(xì)論述了電力諧波分析和檢測(cè)的方法，此外，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)硬件平臺(tái)，選擇了傳感器、調(diào)理器和采集器。并且設(shè)計(jì)了系統(tǒng)軟件平臺(tái)，用LabVIEW開(kāi)發(fā)虛擬儀器界面。
將虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)諧波測(cè)試，利用美國(guó)NI公司功能強(qiáng)大的LabVIEW虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)研制了基于虛擬儀器技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電諧波測(cè)試系統(tǒng)，其總體性能優(yōu)于傳統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)。本文論述了風(fēng)力發(fā)電諧波分析系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)組成以及硬軟件設(shè)計(jì)中的技術(shù)要點(diǎn)。


關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電，諧波分析，LabVIEW

abSTRACT

In renewable energy, wind power is the maturest and also has the condition of large scale development. The large-scale wind farm integrate grid still has a few problems, the affect of power quality is the one that we should pay attention to. My attention in this thesis is focused on the harmonics caused by integrated wind power.

This paper analyses harmonics in wind power system, summarizes the reason how harmonics produces and its harm, elaborates the electric power harmonics and the examination methods in detail. In addition, the article designs the hardware platform system, chooses the sensor, the recuperation and gathering. Then the paper designs the software platform system and develops the hypothesized instrument contact surface with LabVIEW.

The virtual instrument (VI) technology is applied to measure power harmonics. On the development platform of LabVIEW of Nation Instrument, A harmonics meter based VI is developed and its performance is better than traditional instrument on the whole. This paper introduces the working principle and structural composing method of this system, and some main technologies of achieving system、hardware and software.


Key words：wind power，harmonics analysis，LabVIEW

目 錄

摘 要 I
ABSTRACT II
1 緒論 1
1.1 課題背景 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
1.3 本課題研究的內(nèi)容和意義 2
2 風(fēng)力發(fā)電諧波分析的相關(guān)理論 3
2.1 諧波的基本概念及特性 3
2.1.1 諧波的定義 3
2.1.2 電力系統(tǒng)中諧波的特性 4
2.1.3 諧波畸變的度量方法 4
2.2 諧波的起因及其對(duì)電網(wǎng)的影響 5
2.2.1 電力系統(tǒng)諧波的起因分析 5
2.2.2風(fēng)電機(jī)組的諧波問(wèn)題 5
2.2.3 諧波對(duì)電力系統(tǒng)的影響 5
2.3 風(fēng)電場(chǎng)向電網(wǎng)注入諧波的國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 6
2.4 電力系統(tǒng)諧波測(cè)試方法 7
2．5 基于DFT校正的諧波測(cè)量方法 8
3 IEC61400-21中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 11
3.1 測(cè)試程序 11
3.1.1測(cè)試條件 11
3.1.2測(cè)試設(shè)備 12
3.1.3額定數(shù)據(jù) 12
3.1.4最大允許功率 12
3.1.5最大測(cè)量功率 12
3.1.6無(wú)功功率 13
3.1.7電壓波動(dòng) 13
3.2 IEC 61400-21標(biāo)準(zhǔn)中風(fēng)電場(chǎng)諧波注入計(jì)算方法與評(píng)估 17
4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 18
4. 1 電壓電流互感器 18
4.1.1 霍爾效應(yīng) 18
4.1.2 閉環(huán)霍爾電流傳感器的工作原理 18
4.1.3 閉環(huán)霍爾電流傳感器的主要性能 19
4.1.4 閉環(huán)霍爾傳感器的接線 19
4.1.5 互感器的選擇 21
4.2 信號(hào)調(diào)理電路 21
4.3 數(shù)據(jù)采集卡 22
5 系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn) 24
5.1 虛擬儀器概述 24
5.1.1 虛擬儀器的概念 24
5.1.2 虛擬儀器的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì) 24
5.2 虛擬儀器的發(fā)展現(xiàn)狀與軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng) 25
5.2.1 虛擬儀器發(fā)展現(xiàn)狀 25
5.2.2 虛擬儀器的軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng) 26
5.3 圖形化編程語(yǔ)言LabVIEW 27
5.3.1 LabVIEW簡(jiǎn)介 27
5.3.2 LabVIEW的工作窗口及操作模板 28
5.3.3 LabVIEW創(chuàng)建虛擬儀器的過(guò)程 29
5.4 在LabVIEW平臺(tái)上的風(fēng)力發(fā)電諧波分析 30
6 結(jié)論 35
致謝 36
參考文獻(xiàn) 37