电气工程及其自动化专业【毕业设计】工厂供电系统仿真和GUI设计及谐波分析

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1、（20__届）本科毕业设计工厂供电系统仿真和GUI设计及谐波分析III摘要随着现代电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通等各种领域得到广泛应用，也使得电力电子装置成为最大的谐波源。本次设计，通过使用Matlab软件，对厂用带直流电动机负载进行仿真，在仿真的基础上，通过数学手段对谐波进行分解，利用傅立叶计算分析出各谐波参数。重点设计了图形用户界面对仿真的结果显示，清楚显示了与国家标准谐波的对比，用户既能一目了然地获得各谐波信息。关键词：仿真，谐波分析，图形用户界面，傅立叶IIIElectricpower

2、systemsimulationandGUIdesignandharmonicanalysisAbstractWiththerapiddevelopmentofmodernpowerelectronics,powerelectronicdevicesinelectricpowersystems,industrial,transportationandotherfieldsarewidelyused,butalsomakespowerelectronicdevicesbecomethelargestharmonicsource

3、.Thedesign,byusingtheMatlabsoftware,withaDCmotorwithloadplantsimulation,thesimulationbasedonthemathematicalmeansofharmonicdecomposition,calculatedusingFourierharmonicanalysisofeachparameter.FocusonthedesignofGUIonthesimulationresultsshowaclearindicationofharmonicco

4、ntrastwiththenationalstandard,theusercannotonlygettheharmonicsofinformationataglance.Keywords:simulink,harmonicanalysis,fourier,GUIIII目录摘要ⅢAbstractⅣ1绪论11.1电力系统谐波11.1.1谐波的产生11.1.2谐波的危害21.1.3谐波的检测及防治21.1.4国家谐波标准31.2Matlab在电力系统仿真简介31.2.1Matlab仿真软件简介31.2.2Matlab在电力系统仿真

5、初探42交流供电系统的仿真62.1三相桥式全控整流电路原理62.2使用Matlab进行建模仿真82.2.1总体框架设计82.2.2各模块及其参数设置82.2.3系统的仿真参数设置142.3仿真结果的输出153数据计算183.1傅立叶分析原理183.2数据的采集及workspace数据处理203.3供电质量分析224GUI设计234.1GUI简介234.2GUI设计原则234.3GUI在此次仿真中的运用24结论29参考文献30致谢31附录一32附录二33附录三33附录四33附录五34IIIIII工厂供电系统仿真和GUI设计及谐

6、波分析1绪论1．1电力系统谐波电力电子技术近几年快速发展，使电力电子装置使用广泛，也使其成为最大的谐波源，给电网环境带来了很大的影响。非线性负载是电力系统谐波产生的根本原因。电流流经负载时，与其所加的电压不呈线性关系，于是形成非正弦电流，谐波就此产生了。谐波的频率是基波频率的整倍数，傅立叶(M．Fourier)分析原理证明，任何波形都可以分解为含有基波和一系列为基波整数倍的正弦波分量。谐波是具有不同的频率，幅度与相角的正弦波合成。理想的公用电网是指那些提供的电压该是单一并且有固定频率以及规定电压幅值的电网。谐波的出现，是对公

7、用电网一种威胁，它可以使用电设备所处环境恶化，并削弱周围电力电子设备的耐电能力，之前人们对谐波的危害进行过一些研究，并有所认识，但是那时谐波污染还没有得到足够的重视。近四五十年来，各种电力电子设备迅猛发展使得公用电网的谐波污染日趋严重，谐波引起的各种事故也不断发生，谐波危害的严重性已经引起了人们的高度关注。1.1.1谐波的产生在电力系统中，电压和电流波形理论上应是完全正弦波，没有一点畸变，但实际的波形总是存在非正弦畸变。任何连续的周期波形都可以展开为傅里叶级数，于是，对周期为T=2π/ω的非正弦电压μ(t)及电流i(t)，在

8、满足狄里赫利条件下可以展开成傅里叶级数。国际上公认的谐波定义就是指一个周期电气量的正弦分量，其频率为基波频率的整数倍。应为谐波的频率是基波频率的整数倍，于是通常又被称为高次谐波。但是在实际的电网中还有一些频率小于基波频率整数倍的正弦分量，但是主流研究的还是电网中存在的整数次谐波。公用电网中