基于LabVIEW的谐波测量系统的设计

谐波测量分析系统设计目录一课程设计任务 (1)1,课程设计任务书 (1)2,课程设计目的 (4)3,课程设计要求 (4)4,课程设计内容 (4)5,课程设计报告要求 (4)6,课程设计进度安排 (4)7,课程设计考核办法 (5)二总体设计方案 (6)1,虚拟仪器概念与传统仪器概念主要区别 (6)2,虚拟仪器LABVIEW的组成和特点 (6)2.1,虚拟仪器LABVIEW的组成 (6)2.2,虚拟仪器LABVIEW的特点 (7)3,谐波分析系统的总体结构图 (8)三谐波测量分析系统的工作原理 (10)1,分析系统的工作原理 (10)2,分析系统的使用说明 (10)四,程序流程图 (13)五,调试，运行及结果 (16)六,收获，体会 (19)七,参考文献 (20)《虚拟仪器技术》课程设计任务书(三)题目：谐波测量分析系统设计一,课程设计任务随着科学技术的发展，各种电子产品在电力系统中得到大量应用，特别是各种非线性负载包括可控整流传动装置及高压直流输电系统的投入，以及各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，理想电力系统的近似程度变差，直接表现是电网中的电压和电流波形产生周期性畸变。

电网中除了与供电电源同频率的正弦量(称为基波分量)以外，还出现了一系列大于基波频率整倍数的正弦波分量(高次谐波分量)。

这一系列正弦分量统称为电力谐波。

当电网中存在的谐波成分超过一定指标，轻者增加能耗，缩短设备运行寿命，重则造成停电事故，直接影响安全生产。

所以，对电网中谐波含量准确的测量，确切掌握电网中谐波的实际状况，对于防止谐波危害、维护电网的安全运行是十分必要的。

LabVIEW 具有强大的信号分析与数学运算功能，在它的数学分析库中包含了数以百计的VI 程序，能够进行各种时域与频域信号分析。

本课题通过虚拟仪器LabVIEW 图形化软件开发平台，设计一种谐波测量分析系统。

本课题中系统的功能实现采用虚拟仪器技术的思想，选择开放式的LabVIEW 虚拟仪器软件开发平台，将LabVIEW 软件引入到谐波测量分析系统中，能模拟测量低压配电系统的基波电流，基波频率，总畸变率THD 、thd ，2－31次各次谐波电流含有率等参数。

毕业设计 [论文]题目：基于labview的电网谐波监测系统的设计学院：河南城建学院专业：电气及其自动化姓名：XXX学号：0914113指导老师：XXX摘要在电力系统中由于电力设备不可能达到绝对的线性化，一些非线性设备的使用是必不可少的，正是由于非线性设备的使用才使电网中产生谐波，并且情况也越来越严重。

对电网谐波含量进行严密的测量是分析和控制电网谐波含量的重要手段。

虚拟仪器技术在电力系统中具有很高的应用前景。

Labview在数据采集、信号处理、网络通信等方面的优点更为突出。

虚拟仪器的本质是利用计算机来模拟系统各项功能。

Labview是一种功能非常强大的虚拟仪器开发平台，它不仅将高速发展起来的计算机技术、电子技术、通信技术和测试技术有机地结合起来，而且为仪器的发展提供了一条崭新的道路。

Labview在谐波分析检测系统中提供了一个可靠而有效的途径。

在Labview的检测过中通过对电网谐波信号的仿真模拟，来观察谐波的特性。

在本文中主要论述了谐波产生的原因，谐波的危害，抑制谐波的方法，电力系统中电能质量的基本规定，labview的概念，特点，各个仿真控件的介绍等等。

为更好的应用labview技术完成谐波检测，最终使用Labview8.5软件来进行谐波的模拟仿真。

关键词：LABVIEW,谐波分析,傅里叶变换AbstractDue to power equipment in power system is unlikely to be absolute linearization, the use of some nonlinear devices when necessary, it is because of the use of nonlinear devices to power grid harmonics, and is also more serious.Tight for harmonic content measurement is an important means of analysis and control of power grid harmonic content.Virtual instrument technology has the very high application prospect in the power bview in data acquisition, signal processing, network communication etc. Advantage is more outstanding.The essence of virtual instrument is using computer to simulate the system bview is a very powerful virtual instrument development platform, it will not only high speed development of computer technology, electronic technology, communication technology and testing technology organically, and for the development of instrument provides a new bview in harmonic analysis detection system provides a reliable and effective way.In labview tested through the simulation of power grid harmonic signal, to observe the characteristics of harmonic.In this article mainly discusses the cause of harmonic, harmonic harm, the methods to restrain the harmonics, the basic rules of power quality in power system, the concept of labview, characteristics, the introduction of various simulation control and so on.For better application of labview complete harmonic detection technology, finally use labview8.5 software for simulation of harmonicKey words: LABVIEW, Harmonic analysis,The Fourier transform目录摘要 (1)Abstract (II)目录 (III)绪论............................................... 错误！未定义书签。

基于Matlab和Labview的电力系统谐波检测
赵琳;黄小红;杨乃琪
【期刊名称】《自动化信息》
【年(卷),期】2011(000)012
【摘要】快速傅里叶变换（FFT）在电力系统谐波检测中被广泛应用。

由于电网频率的波动，很难做到严格意义上的同步采样，因而导致发生频谱泄漏与栅栏效应现象，造成较大的测量误差。

本文从传统的FFT检测方法出发，深入研究了加汉宁
窗并进行了插值运算的高精度算法。

算例仿真时利用Labview中提供的Matlab
节点，将两款软件进行有机结合，充分发挥各自的优点。

精确检测出各次谐波频率、幅值和相位，并为进一步构建基于虚拟仪器的谐波检测系统打下基础。

【总页数】4页(P55-57,44)
【作者】赵琳;黄小红;杨乃琪
【作者单位】西南交通大学峨眉校区电气工程系,四川峨眉614202
【正文语种】中文
【中图分类】TM933
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5.NI正式推出LabVIEW20周年纪念版LabVIEW8．20提供与The Math Works，Inc．MATLAB语言语法的兼容性、基于FPGA的快速系统原型设计，以及全新的调制解调工具包 [J],
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重庆科技学院毕业设计（论文）题目基于LabVIEW的测试系统设计院（系）电气与信息工程学院专业班级测控普2008-01 学生姓名 xx 学号指导教师 xx 职称教授评阅教师职称2012年 6 月 8 日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它学生毕业设计（论文）原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。

与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

毕业设计（论文）作者（签字）：年月日摘要随着科学技术和生产力的不断发展，测控任务越来越复杂，测控系统日益庞大，所以要求数据采集测试系统的速度和性能必须要提高，因此高性能的数据采集测试系统在当今显得尤为重要。

基于Labview的谐波检测分析仪因为电力系统大规模接入非线性负荷设备，例如电弧炉、整流器以及变频器等，非线性负荷设备的广泛性会产生大量的谐波，对电网安全产生不利的影响。

通过准确、及时的检测电网谐波含量，并以此为依据强化对谐波控制，能够有效保证电网安全。

Labview是一种功能完善、应用广泛的虚拟仪器技术开发平台，通过谐波分析子模块可以准确检测是否存在畸变信号，以此对谐波以及基波的情况进行准确的反映，并采用加窗函数进行计算，能够显著提升谐波检测准确性和精确性，对谐波实现可靠的分析和处理。

标签：LabVIEW；虚拟仪器；谐波分析仪现如今谐波检测应用最广泛的方法就是利用采样转化的方式，实现模拟信号和离散化数字序列信号之间的转换，在计算机中输入离散化数字序列信号，实现傅里叶变换，这样能够准确计算出谐波与基波的相位以及幅值。

谐波检测分析仪是用来检测和分析被测信号中谐波成分的幅值、相角和频率等参数的仪器。

本文说明了谐波的危害，描述了基于Labview的谐波分析的方法、思路和主要功能，并对检测结果作了简要分析。

1 谐波概述非线性负载是电力系统中谐波出现的本质原因。

当电流通过负载，和所施加的电压不呈线性关系时，就产生了非正弦电流，其中就含有谐波分量。

因此利用傅里叶分解周期性非正弦电量，可以得到与供电基波相同频率的分量以及谐波分量，谐波次数的计算公式表示为：公式中n表示谐波次数，fn表示谐波频率，f1表示基波频率，谐波电压和谐波电流会对用电设备周围的通信系统和设备产生损害。

2 谐波检测分析仪的硬件结构谐波检测分析仪的硬件结构由五部分组成，分别为计算机、数据采集卡、信号调理电路、电流霍尔传感器以及电压。

3 谐波检测分析仪的软件设计Labview软件开发平台：Labview是具有可扩展函数库和子程序库的通用程序设计系统，在本文提出的谐波检测分析系统中，Labview主要实现的功能有数据实时采集、存储、显示和谐波分析等。

基于Lab V I E W7.1的谐波测量技术朱更辉,向学军(三峡大学电气信息学院,湖北宜昌443002)摘　要:各种电子产品在电力系统中的大量应用使系统中谐波含量增加,谐波的产生使电能质量恶化,谐波的测量和分析是谐波治理的基础和前提。

传统的谐波测量方法存在很多缺点,将虚拟仪器技术应用于电力系统谐波测量可以很好地克服这些缺点,提出了一种基于虚拟仪器开发环境LabV I E W7.1的谐波测量技术,并具体阐述了利用此虚拟仪器开发环境进行谐波测量的软硬件组成及实现方法。

同时指出了利用虚拟仪器进行谐波测量的优点以及可进一步开发的谐波测量的其它功能。

关键词:虚拟仪器,LabV I E W ,谐波测量中图分类号:T M93 文献标识码:A 文章编号:1009-7961(2005)01-0017-03Techn i ques of Harm on i csM ea surem en t Ba sed on LabV I E W 7.1Z HU Geng -hui,X I A NG Xue -jun(College of Electric &I nf or mati on,China Three Gorges University,Yichang Hubei 443002,China )Abstract:App licati on of electr onic p r oducts in power syste m cause the increase of har monic content,and the har monics worsens the quality of electric energy .The measure ment and analysis of har monic is the f oundati on of har monic supp ressi on .The traditi onal method of har monics measurement has a l ot of disadvantages,and the virtual instru ment (V I )technol ogy can overcome these disad 2vantages .The V I technol ogy is app lied t o measure power syste m har monics .Techniques of har monics measurement based on Lab 2V I E W 7.1ware put for ward in this paper,and the method that how t o use it measure har monics been given t oo .A t the same ti m e,the advantages of har monics measure ment based on virtual instru ment and other functi on of har monics measurement that can use V I devel oped are pointed out .Key W ords:virtual instru ment,Lab V I E W ,har monics measure ment收稿日期:2004-12-06;修改日期:2005-01-18作者简介:朱更辉(1979%),男,河南郏县人,硕士研究生,研究方向为虚拟仪器及其应用。

LabVIEW在电力系统谐波分析与抑制中的应用随着电力系统的不断发展和电子设备的广泛应用，电力系统中的谐波问题日益凸显。

谐波对电力系统的稳定运行和电力质量产生负面影响，因此谐波分析与抑制成为了电力系统研究的重要方向。

LabVIEW作为一种高效的虚拟仪器平台，为电力系统谐波分析与抑制提供了强大的支持。

一、LabVIEW在电力系统谐波分析中的应用1. 数据采集与处理在电力系统谐波分析中，准确获取电压和电流波形数据是非常关键的一步。

LabVIEW基于图形化编程，提供了丰富的DAQ（数据采集）函数和工具箱，可以轻松实现电流电压信号的采集和处理，确保谐波分析的数据准确性。

2. 频谱分析与谐波分量提取基于获取的波形数据，LabVIEW可以通过傅里叶变换等算法进行频域分析，得到电力系统中各次谐波的频率和幅值，实现谐波分量的提取。

通过可视化界面，用户可以直观地观察谐波谱，并进行详细的分析和判断。

3. 谐波分析报告生成LabVIEW具有强大的报表生成功能，可以根据谐波分析结果自动生成报告。

用户可以自定义报表格式，并将谐波分析的结果以图表或文字的形式直观地呈现，方便用户进行结果的查阅和分享。

二、LabVIEW在电力系统谐波抑制中的应用1. 谐波检测与监控LabVIEW可以实时监测电力系统中的谐波情况，并及时发出警报或报警通知。

基于LabVIEW的监控系统，可以对电流电压波形进行实时分析，并将谐波超标情况实时反馈给用户，帮助用户监测谐波水平的变化。

2. 谐波抑制算法设计与优化LabVIEW提供了强大的信号处理和优化算法工具箱，可以辅助用户设计和优化谐波抑制算法。

通过图形化编程的方式，用户可以方便地实现各种谐波抑制算法，并对算法进行实时调试和优化。

3. 谐波抑制装置控制系统LabVIEW可以与谐波抑制装置进行有效的通信和控制。

通过与谐波抑制装置的连接，LabVIEW可以实时监测谐波情况，并根据需要自动调整谐波抑制装置的工作参数，实现对谐波的有效抑制和控制。