1. 研究目的与意义
1、研究背景
电力系统谐波问题并不是一个新现象。从交流电的出现初期以来，如何将谐波限制在可以接受的比率下一直是电力工作者所关心的问题。近年来，随着电力电子技术在电网中的广泛应该用，电网谐波问题已经变得日益突出，剧烈增加的非线性负载电力设备会导致大量谐波电流的产生，电力系统谐波污染日益严重；许多电力电子装置的功率因数比较低，这会给电网带来额外的负担，严重影响了电能质量，对电力系统的安全、经济的运行产生不容忽视的威胁。因此对电力系统谐波参数测量与谐波分析越来越受到人们的关注。谐波具有非线性、随机性、非平稳性等特征，所以对谐波很难进行精确测量分析。
以计算机技术和功率半导体制造技术为基础和先导，开关器件功率处理能力和切换速度有了显著提高，电力电子装置的工业市场和应用领域正在不断扩大。有资料分析， 2000年一些发达国家50%以上负载通过电力电子装置供电。在电价较高的国家，电力电子技术的应用市场可能会更大。有专家统计，我国目前电能的30%是经过各类功率变换后供用电户使用的。随着功率变换装置容量的不断增大、使用数量的迅速上升和控制方式的多样性等，电力电子装置的潜在负荷作用将日益突出。同时，家用电器、精密仪器设备发展迅猛，越来越多的电气用户对取用的电能形态和功率流动的控制与处理提出了新的要求。这样越来越严重的谐波污染与越来越高的电能质量要求形成了一对日趋尖锐的矛盾。
2. 研究内容和预期目标
1、研究内容
本设计主要的研究内容是设计出一个基于单片机的电力系统谐波分析装置，其中包括硬件部分和软件部分。
1)硬件部分：主要包括电流互感器、a/d转换器、单片机控制系统、lcd或者数码显示单元、rs485通信。电流通过电流互感器，对电流信号进行采样、保持，并将信号送入a/d转换器中进行a/d转换将电流信号转换为数字信号，微处理器将数据信号进行分析处理，一方面将分析的数据显示在液晶显示屏上，包括各次谐波的含有率、谐波畸变率以及各次谐波的有效值；另一方面是将测量的结果保存，并记录出特殊情况，以便操作人员分析，实现人机互动。
3. 研究的方法与步骤
本系统在设计时，将电力系统一次电流互感器的二次侧输出信号作为本装置的输入信号，将二次互感器的输出信号进行调理，送入微处理器的a/d转换器中；为了消除或者减小信号中的高次谐波，采用低通滤波器对信号进行滤波；同时也可以将含有谐波的信号送入c8051f020单片机的模拟输入通道中，以进行谐波分析。
电力系统谐波分析装置设计具体步骤如下：
1.查看相关资料，了解电力系统谐波分析目的，分析电能质量主要监测对象。2.查看电力谐波的国内外相关标准，了解现状
4. 参考文献
[1]郝江涛,刘念.电力系统间谐波分析[j].电力自动化设备,2004,24(12)：36-39.
[2]王兆安,杨军,刘进军.谐波抑制和无功功率补偿[m].北京：机械工业出版社,1998.
[3]王业全,低压配电网谐波分析与三次谐波抑制研究[d].北京化工大学,2015.
5. 计划与进度安排
1)2022-02-20~2022-03-11 查阅相关技术资料，撰写开题报告。
2)2022-03-12~2022-04-08 硬件功能分析，熟悉单片机指令及编程语言。
3)2022-04-09~2022-05-06 设计电路原理图，编制应用程序。
