基于labview的諧波分析儀的設(shè)計(jì)

#基于LabVIEW的諧波分析儀的設(shè)計(jì)摘要：由于大量變頻器、整流器和電弧爐等非線性負(fù)荷的接入，電網(wǎng)中諧波污染情況日益嚴(yán)重，對(duì)電網(wǎng)諧波含量進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)量是分析和控制電網(wǎng)諧波含量的依據(jù)。 虛擬儀器技術(shù)在電力系統(tǒng)中具有極其廣闊的應(yīng)用前景， 其在數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理、網(wǎng)絡(luò)通信等方面的巨大優(yōu)勢(shì)為監(jiān)測(cè)工作注入了新的活力，它代表著目前測(cè)試儀器領(lǐng)域的發(fā)展方向。 虛擬儀器的實(shí)質(zhì)是利用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的各項(xiàng)功能，LabVIEW是一種功能強(qiáng)大的虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)，它將高速發(fā)展起來(lái)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)和測(cè)試技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，為儀器的發(fā)展提供了一條嶄新的道路。傳統(tǒng)的諧波分析儀器技術(shù)更新周期長(zhǎng)， 價(jià)格較高，與傳統(tǒng)儀器相比，利用虛擬儀器技術(shù)開發(fā)了一種新的諧波分析儀，其在智能化程度、處理能力、性能價(jià)格比、可操作性等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。 LabVIEW為設(shè)計(jì)諧波分析儀提供了一個(gè)可靠而有效的途徑。利用諧波分析子模塊對(duì)畸變信號(hào)進(jìn)行分析 ，較直觀地得出基波和諧波情況。通過加窗函數(shù)的方法使諧波測(cè)量精度大大提高 ，從而可以對(duì)諧波進(jìn)行有效的分析、處理和預(yù)防。關(guān)鍵詞:LabVIEW虛擬儀器；諧波分析儀DesignofharmonicanalyzerbasedonLabVIEWAbstract:duetoalargenumberoffrequencyconverters,Rectifierandnonlinearloadssuchaselectricarcfurnaceofaccess,powergridharmonicpollutionincreasing,theharmoniccontentinrealtimeandaccuratemeasurementisthebasisforanalysisandcontrolofharmoniccontent.Virtualinstruments techniqueanditsapplicationinpowersystems,withanextremelybroadprospects,itsdataacquisition, signal processing, networkcommunications,enormousadvantagesinsuchareasasmonitoringhasinjectednewvitality,itrepresentsthecurrentdevelopmentdirection intheareasoftestinstruments. Esseneeofvirtualinstrumentsistheuseofcomputerstosimulatethefunctionsofthetraditionalcomputer,virtualinstrumentLabVIEWisapowerfuldevelopmentplatform,itdevelopedhigh-speedcomputertechnology,electronicstechnology,communicationtechnologyandorganiccombinationofmeasuringandtestingtechniques,forthedevelopmentofinstrumentstoprovideanewroad.Harmonicanalysisofthetraditionallonginstrumenttechnologyrefreshcycle,higherprices,comparedwithtraditionalinstruments,theuseofvirtualinstrumenttechnologytodevelopanewharmonicAnalyzer,theintelligent,processingpower,price-performaneeratio,operability,andsohasobviousadvantages.LabVIEWfordesignofharmonicAnalyzerprovidesareliableandefficientway.Usingharmonicanalysismodulestoanalyzethedistortionsignals,moreintuitivethatthefundamental andharmonicsituation. ByaddingWindowsfunction methodofharmonicmeasurementaccuracygreatlyincrease, soyoucaneffectivelyharmonicanalysis,treatmentandprevention.Keywords:LabVIEW；virtualinstrument ；harmonicanalyzer前言：隨著計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)的發(fā)展，基于傅里葉變換的諧波測(cè)量是當(dāng)今應(yīng)用最多也是最廣泛的一種方法，它的核心理論是建立在傅里葉變換的基礎(chǔ)上。根據(jù)傅里葉變換理論，將模擬信號(hào)采信變成離散化數(shù)字序列信號(hào)后，輸入微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行傅里葉變換，計(jì)算得到基波和頻率為基波頻率整數(shù)倍的多次諧波的幅值和相位。使用此方法測(cè)量諧波精度較高功能較多使用方便。虛擬儀器技術(shù)是儀器儀表技術(shù)發(fā)展的最新階段，代表了現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的發(fā)展方向， 本文采用NI公司推出的LabVIEW虛擬儀器軟件開發(fā)平臺(tái)。由于今年來(lái)諧波對(duì)電網(wǎng)的干擾日益嚴(yán)重，對(duì)電網(wǎng)中的諧波含量進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，掌握電網(wǎng)中諧波的實(shí)際狀況，對(duì)維護(hù)電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有重要意義。諧波分析儀就是測(cè)量和分析被測(cè)信號(hào)中諧波成分的幅值、相角、頻率等參數(shù)的儀器。本文介紹了虛擬儀器的特點(diǎn)和功能，說明了諧波的危害，描述了基于 LabVIEW勺諧波分析的方法、思路和主要功能，并對(duì)測(cè)量結(jié)果作了簡(jiǎn)要的分析。一虛擬儀器的概述虛擬儀器(VirtualInstrument 簡(jiǎn)稱VI)的概念是1986年由美國(guó)國(guó)家儀器公司(NationalInstrumentNI )首先提出的。虛擬儀器是指通過應(yīng)用程序?qū)⑼ㄓ糜?jì)算機(jī)與功能化模塊硬件結(jié)合起來(lái)，用戶可以通過友好的圖形界面來(lái)操作這臺(tái)計(jì)算機(jī)，就像在操作自己定義自己設(shè)計(jì)的一臺(tái)單個(gè)儀器一樣，從而完成對(duì)被測(cè)試量的采集、分析、判斷、顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。虛擬儀器的出現(xiàn)是測(cè)控領(lǐng)域的一次技術(shù)革命 ，它借助于計(jì)算機(jī)的軟硬件平臺(tái)，配以特殊設(shè)計(jì)的硬件和專用軟件，形成既具有普通儀器的基本功能，又有自己特殊功能的新型儀器。用戶可以通過鼠標(biāo)或鍵盤操作虛擬儀器面板上的輸入控件、設(shè)置各種工作參數(shù)、啟動(dòng)或停止設(shè)備，測(cè)量的結(jié)果可以直觀地在面板上顯示，測(cè)量數(shù)據(jù)可以方便地存儲(chǔ)與進(jìn)一步處理。虛擬儀器的應(yīng)用提出了“軟件即儀器”的概念 ，“軟件+采集卡=儀器”就是虛擬儀器的模型。虛擬儀器正在繼續(xù)迅速發(fā)展，它可以取代測(cè)量技術(shù)傳統(tǒng)領(lǐng)域的各類儀器，虛擬儀器相比于傳統(tǒng)儀器具有諸多優(yōu)勢(shì)，而這些優(yōu)勢(shì)使得虛擬儀器技術(shù)非常適用于電網(wǎng)諧波測(cè)量方面的應(yīng)用。 LabVIEW是目前應(yīng)用最廣、發(fā)展最快、功能最強(qiáng)的虛擬儀器開發(fā)環(huán)境丄abVIEW開發(fā)的程序由兩部分組成：前面板和程序框圖。LabVIEW編寫的程序稱為Vl(虛擬儀器),LabVIEW中提供了許多子VI供編程者直接調(diào)用，特別是信號(hào)處理部分，有許多功能強(qiáng)大的子VI,如常用的窗函數(shù)、快速傅里葉變換、功率譜、頻率譜、小波變換等。利用 LabVIEW模塊化和層次遞歸的編程方法,可以在很短的時(shí)間里設(shè)計(jì)、構(gòu)建和修改自己的虛擬儀器系統(tǒng)。二諧波概述在電力系統(tǒng)中諧波產(chǎn)生的根本原因是由于非線性負(fù)載所致。當(dāng)電流流經(jīng)負(fù)載時(shí)，與所加的電壓不呈線性關(guān)系，就形成非正弦電流，即電路中有諧波產(chǎn)生。所以對(duì)輸入周期性非正弦電量進(jìn)行傅里葉分解，除了得到與供電基波頻率相同的分量，還得到一系列大于供電基波頻率的分量，后者電量即稱為諧波，諧波頻率與基波頻率的比值（n=f/f）稱為諧波次數(shù)。諧波是一種干擾量，使電網(wǎng)受到污染，所以我們要盡可能的準(zhǔn)確分析出諧波并對(duì)其進(jìn)行處理，以減少諧波帶來(lái)的干擾。近年來(lái)隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，對(duì)地球的污染和破壞空前加劇，電力系統(tǒng)也面臨著污染。公用電網(wǎng)中的諧波電壓和諧波電流就是對(duì)電網(wǎng)環(huán)境最嚴(yán)重的一種污染，這種污染已成為影響電能質(zhì)量的公害。理想的公用電網(wǎng)所提供的電壓應(yīng)該是單一而固定的頻率以及規(guī)定的電壓幅值，諧波電壓和諧波電流的出現(xiàn)對(duì)于公用電網(wǎng)是一種污染，對(duì)用電設(shè)備周圍的通信系統(tǒng)和公用電網(wǎng)以外的設(shè)備帶來(lái)危害。諧波對(duì)電力系統(tǒng)和其它用電設(shè)備危害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（一） 諧波引起諧振和諧波電流放大對(duì)電容器和與之串聯(lián)的電抗器形成很大的威脅常常使電容器和電抗器燒毀。（二） 對(duì)電機(jī)的影響影響電機(jī)使之達(dá)不到額定功率，還會(huì)增加電機(jī)的噪音和產(chǎn)生脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。（三） 對(duì)變壓器的影響變壓器在高次諧波電壓的作用下將產(chǎn)生集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)在繞組中引起附加銅耗同時(shí)也使鐵耗相應(yīng)增加。（四） 對(duì)輸電系統(tǒng)的影響在電纜輸電的情況下，介質(zhì)的電場(chǎng)強(qiáng)度隨著諧波電壓最大值的升高而增強(qiáng)這就影響了電纜的使用壽命。（五） 對(duì)計(jì)算機(jī)和通訊的干擾及影響諧波干擾會(huì)引起通信系統(tǒng)的噪聲降低通話的清晰度，干擾嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起信號(hào)的丟失，甚至?xí)l(fā)生危及設(shè)備和人身安全的事故。（六） 對(duì)繼電保護(hù)和電力測(cè)量的影響電力測(cè)量?jī)x表通常是按工頻正弦波形設(shè)計(jì)的，但有諧波時(shí)將會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。三諧波分析儀的硬件結(jié)構(gòu)諧波分析儀的硬件結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)方面：電壓傳感器（pt）、電流傳感器（ct）、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡（DAQ與電子計(jì)算機(jī)，其框圖構(gòu)成如圖1所示:

信號(hào)調(diào)喪電料信號(hào)調(diào)喪電料拉混■&濾帙電舞計(jì)n機(jī)壯件屮信號(hào)調(diào)喪電料信號(hào)調(diào)喪電料拉混■&濾帙電舞計(jì)n機(jī)壯件屮T;1諧波測(cè)量裝置圖1諧波分析儀的硬件結(jié)構(gòu)四諧波分析儀的軟件設(shè)計(jì)LABWIE軟件開發(fā)平臺(tái)LabVIEW是虛擬儀器領(lǐng)域中最具有代表性的圖形化編程開發(fā)平臺(tái)， 是目前國(guó)際上首推并應(yīng)用最廣的數(shù)據(jù)采集和控制開發(fā)環(huán)境之一。 LabVIEW是一個(gè)完全的、開放式的虛擬儀器開發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用軟件，利用它組建儀器測(cè)試系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以大大簡(jiǎn)化程序的設(shè)計(jì)。LabVIEV與傳統(tǒng)的基于文本語(yǔ)言的編程語(yǔ)言不同，它用框圖代替了傳統(tǒng)的程序代碼，包含有專門用于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集程序和儀器控制程序的函數(shù)庫(kù)和開發(fā)工具庫(kù)。在計(jì)算機(jī)顯示屏幕上利用函數(shù)庫(kù)和開發(fā)工具庫(kù)產(chǎn)生一個(gè)前面板( FrontPanel),在后臺(tái)則是利用圖形化的編程語(yǔ)言編制用于控制前面板的框圖程序，程序的前面板具有與傳統(tǒng)儀器相類似的界面，可接受用戶的鼠標(biāo)和鍵盤指令。 LabVIEV是帶有可擴(kuò)展函數(shù)庫(kù)和子程序庫(kù)的通用程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它提供了用于GPIB設(shè)備控制、VXI總線控制、串行口設(shè)備控制以及數(shù)據(jù)分析、顯示和存儲(chǔ)的應(yīng)用程序模塊。我們研制的諧波測(cè)試分析系統(tǒng)軟件部分主要完成數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)、顯示和諧波分析等功能。在軟件的具體實(shí)現(xiàn)時(shí)分為以下幾大模塊來(lái)處理。1、 主程序模塊主要完成系統(tǒng)初始化，包括用戶和產(chǎn)品信息的輸入，對(duì)數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行初始狀態(tài)設(shè)置等。2、 模擬數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，自動(dòng)生成存儲(chǔ)文件并將采集的模擬數(shù)據(jù)依次保存在此文件中,并對(duì)其中一些數(shù)據(jù)及其波形曲線進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。 LabVIEV軟件的模擬數(shù)據(jù)連續(xù)采集函數(shù)給數(shù)據(jù)采集提供了方便，使用循環(huán)緩存區(qū)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)連續(xù)采集信號(hào)，進(jìn)行實(shí)時(shí)分析,使用這種數(shù)據(jù)采集方式應(yīng)注意采樣率、緩存區(qū)大小與每次讀取數(shù)據(jù)量三個(gè)參數(shù)之間的匹配，避免讀取數(shù)據(jù)時(shí)數(shù)據(jù)采集尚未完成，或讀取數(shù)據(jù)不及時(shí)，緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)被覆蓋等。3、 諧波分析模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行諧波分析時(shí)，我們采用了LabVIEV^件本身提供的諧波失真測(cè)量函數(shù)。該VI可對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行有效的諧波失真測(cè)量 ，測(cè)定了基波和諧波，返回總的諧波畸變率。五諧波的基本分析算法和諧波的度量傅里葉變換傅里葉級(jí)數(shù)是研究和分析諧波畸變的有效方法。通過傅里葉分解能夠?qū)儾ㄐ蔚母鞣N分量分別進(jìn)行分析。交流電氣量的傅里葉級(jí)數(shù)的展開式為 ：a0 a°X(t尸送』bnsinn皿+瓦cosneot=——+Z-(a.cosncot+bnSinn?t)=——一_2-2+送二Ansin(n豹t+①n)(1)2t卡式中，ao為直流分量，a。 x(t)dt,an為余弦分量幅TT2t卡 、一 2t卡值，an x(t)cos(n「t)dt;bn為正弦分量幅值,b. x(t)sin(n■，t)dt.為角T斤 T斤頻率，?=2；An為各頻率分量幅值,An=；a；5；；”n為各頻率分量的相T位,二tan」(anb);n為諧波次數(shù).離散傅里葉變換為了計(jì)算傅立葉變換，需要用到數(shù)值積分，即取f(t)在實(shí)域上的離散點(diǎn)的值來(lái)計(jì)算這個(gè)積分。由此,離散傅立葉變換(DFT)的定義為：N1給定實(shí)的或復(fù)的離散時(shí)間序列X0,X1,,,Xn」，設(shè)該序列絕對(duì)可和，即滿足送心Xn￡乜,N」 戶辿則X(k)=F[x(n)]=^仁*n)eN(k=0,1,,,N-1)被稱為序列｛x(n)｝的離散傅立葉變換(DFT)?？焖俑道锶~變換在數(shù)字計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)離散傅里葉變換計(jì)算工作量是龐大的?？焖俑道锶~變換巧妙的解決了這個(gè)問題。快速傅里葉變換(FFT)是離散傅氏變換(DFT)的快速算法，它是根據(jù)離散傅氏變換的奇、偶、虛、實(shí)等特性，對(duì)離散傅里葉變換的算法進(jìn)行改進(jìn)獲得的。FFT出現(xiàn)后使DFT勺運(yùn)算大大簡(jiǎn)化，運(yùn)算時(shí)間一般可縮短一二個(gè)數(shù)量級(jí)之多，從而使DFT勺運(yùn)算在實(shí)際中真正得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或者說數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用離散傅立葉變換,可以說是進(jìn)了一大步。諧波的度量在頻域分析中，以電壓為例，將畸變的周期性電壓分解成傅里葉級(jí)數(shù)U(t)=':/2Unsin(nt:(2)

式中,s為工頻(即基波)的角頻率,rad/s；n為諧波次數(shù)；un為第n次諧波電壓的均方根值,:n為第n次諧波電壓初相角，rad；M為所考慮的諧波最高次數(shù),由波形的畸變程度和分析的準(zhǔn)確度要求來(lái)決定,通常取MK50?；儾ㄐ我蛑C波引起的偏離正弦波形的程度用總諧波畸變率THDS示。100%⑶.'U電壓諧波總的畸變率THDu為THDu100%⑶由于各次諧波的均方根值Ur與其幅度An存在2的比例關(guān)系,所以諧波總的畸變率也可寫為％THD=為％THD=-222100 A2A3 -An⑷Ai式中,A1為基波幅值,An為n次諧波幅值,n為諧波次數(shù)。六基于LabVIEV平臺(tái)的諧波失真分析(一)窗平滑技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行有限時(shí)間內(nèi)的采樣就是就是相當(dāng)于利用矩形窗對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效截?cái)唷５侨绻伴L(zhǎng)和信號(hào)周期的整數(shù)倍不相等，離散頻譜中就會(huì)有泄漏效應(yīng)產(chǎn)生。泄漏的產(chǎn)生主要是矩形窗的邊界的突變特性產(chǎn)生的，它的急劇變化將在頻域內(nèi)引入許多高頻分量，對(duì)應(yīng)到矩形窗譜中的變化就是旁瓣的最大電平較大且衰減速度較小。泄漏使頻譜造成不應(yīng)有的畸變，給分析結(jié)果帶來(lái)誤差。為了抑制泄漏誤差，對(duì)采樣數(shù)據(jù)用窗函數(shù)處理。窗函數(shù)作用于信號(hào)的過程可以用下式表示：丫(t)=x(t) (t)(5)式中x(t)為加窗前的信號(hào)，丫(t)為加窗后的信號(hào)，「⑴為窗函數(shù)。窗函數(shù)的實(shí)質(zhì)是對(duì)信號(hào)進(jìn)行加權(quán)處理。若窗函數(shù)的邊界變化較緩慢而漸進(jìn)于零，則盡管原始信號(hào)采樣時(shí)終端不相同，但與窗函數(shù)相乘后也可使其值相差減小而相同，從而減少頻譜的泄漏。本文推薦選用海寧窗函數(shù)，海寧窗是一種余弦窗，其表達(dá)式為：(n)=0.5-0.5cos( )⑹N海寧窗的旁瓣峰值較小，衰減較快，但總泄漏比矩形窗小的多。由于海寧窗比較容易獲得，因此是經(jīng)常使用的窗函數(shù)。這種窗函數(shù)的特點(diǎn)是：只要選取的觀測(cè)時(shí)間是信號(hào)周期的整數(shù)倍，其頻譜在各次整數(shù)倍諧波頻率處幅值為零，因?yàn)楦鞔沃C波之間不會(huì)發(fā)生相互泄漏。即使信號(hào)頻率作小范圍波動(dòng)，泄漏誤差也較小，而且相比其他窗函數(shù)計(jì)算量較小。同時(shí)本文也選取了其他的窗函數(shù)作了比較。基于LabVIEV的后面板框圖程序設(shè)計(jì)

LabVIEW具有強(qiáng)大的信號(hào)分析與數(shù)學(xué)運(yùn)算功能，它提供豐富的庫(kù)函數(shù)和子程序能為我們很好的完成計(jì)算任務(wù)。在利用LabVIEW進(jìn)行編程時(shí)，編程的面板被稱為程序的后面板，是程序的圖形化源代碼。它包括函數(shù)、結(jié)構(gòu)、代表前面板上的控制對(duì)象和顯示對(duì)象的端子連線等。當(dāng)在后面板上用圖表和連線寫程序的時(shí)候，虛擬儀器的用戶界面同時(shí)在另一份面板上生成。這面板被稱為虛擬儀器的前面板，用于人機(jī)交互的程序圖形用戶接口（GUI），集成了旋鈕、開關(guān)等用戶輸入（控制）對(duì)象。通過用戶界面，使用者就可以很方便的操作虛擬儀器，而不用管這臺(tái)儀器的內(nèi)部程序是如何運(yùn)作的?？驁D程序如圖2所示。本系統(tǒng)使用Sinepattern.vi 產(chǎn)生三個(gè)初相角為0°的正弦波,然后將三個(gè)正弦波疊加在一起。然后對(duì)疊加后的信號(hào)進(jìn)行加窗處理，這里首先選用海寧窗，另外本文還選擇了不同的窗函數(shù)。用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析前的預(yù)處理 ，以減少譜泄漏?？捎每焖俑道锶~變換（FFT）求出時(shí)域信號(hào)的頻譜。將轉(zhuǎn)換后的頻域信號(hào)進(jìn)行分析，它將以數(shù)組形式輸出各個(gè)諧波的幅值和頻率。然后按式（4）計(jì)算總諧波畸變率%THD將結(jié)果輸出。這里分別計(jì)算了加窗前后加窗后的總諧波畸變率％THDn.函n.函043；尋加窗前的信號(hào)加窗后的信號(hào)|2001_復(fù)合運(yùn)茸Eha0加輛THEA2『斷*F2*加窗后的信號(hào)|2001_復(fù)合運(yùn)茸Eha0加輛THEA2『斷*F2*加窗后THDk圖2后面板框圖程序h—曲遏0HlHaiuLin395V1E-16tH廚后HID■3.2238SE-5oBS5bn?曲遏0HlHaiuLin395V1E-16tH廚后HID■3.2238SE-5oBS5bn?啟的倍號(hào)櫬駆：諧宓術(shù)作晉：葫健時(shí)間:2011-^S月2Q日?qǐng)D3前面板演示窗口（三）實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析如圖3所示輸入三個(gè)頻率不同的正弦波，采樣頻率均為128。運(yùn)行程序后，可以得到圖3所示顯示結(jié)果，在波形圖上分別顯示出加窗前和加窗后的時(shí)域信號(hào)圖，從圖上可以看出兩信號(hào)疊加后的信號(hào)波形圖不再是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，已經(jīng)發(fā)生嚴(yán)重的畸變，但是仍然具有一定的周期性。在頻譜圖上可以很直觀的看出輸出信號(hào)中所包含的各個(gè)諧波頻率和對(duì)應(yīng)諧波幅值。由表1中得到加窗前與加窗后的諧波總的畸變率％TH的測(cè)量結(jié)果,并在表2中給出了兩種測(cè)量方法的誤差比較。表1THD?量結(jié)果所含諧波次數(shù)理論%THD實(shí)際測(cè)量%THD加海寧窗測(cè)量%THD1000125.000000000000000004.999999999999997335.000000000000000891236.148754619013456736.148754619013461216.14875461901346032表2兩種方法的誤差比較實(shí)際測(cè)量％TH誤差加海寧窗實(shí)際測(cè)量％TH誤差000.000000000000002670.000000000000000890.000000000000004480.000000000000003590.000000000000000140.00000000000000006誤差分析：由表2可以看出，加了窗函數(shù)實(shí)際測(cè)量％TH的誤差比沒有加窗函數(shù)測(cè)量％TH的誤差小的多。分析諧波失真：沒加窗實(shí)測(cè)誤差的原因主要是非整周期采樣引起的頻譜泄漏。由于采樣頻率并非被測(cè)信號(hào)頻率的整數(shù)倍。引起對(duì)周期信號(hào)的非整周期采樣 ，導(dǎo)致頻譜泄漏，即影響各次諧波在頻譜上的分布，從而在諧波失真度測(cè)量中引入誤差。加窗函數(shù)之后，頻譜泄漏的情況得到了改善。諧波精度大大提高。結(jié)論：基于LabVIEW勺諧波失真分析功能已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然還有待進(jìn)一步完善。 LabVIEW是一種功能強(qiáng)大的易學(xué)易用的操作簡(jiǎn)單的測(cè)試編程軟件，可以通過本身自帶的諧波分析子程序?qū)χC波失真進(jìn)行測(cè)量研究，能對(duì)受試設(shè)備及電壓、電流的基波及各次諧波的幅值、相位、諧波總畸變率等進(jìn)行連續(xù)和定時(shí)測(cè)量，統(tǒng)計(jì)諧波和觀察變化趨勢(shì)。用虛擬儀器開發(fā)的諧波分析儀與傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器相比，在開發(fā)周期、智能化程度、性能價(jià)格比、可靠性、可操作性、可維護(hù)性等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，可以省去購(gòu)買硬件的費(fèi)用，給系統(tǒng)集成和開發(fā)呆來(lái)極大的益處。隨著虛擬儀器地方發(fā)展，其再電力系統(tǒng)中的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。參考文獻(xiàn)：周求湛，錢志鴻，等?虛擬儀器與LabVIEWTMExpress程序設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2004.黃純,江亞群，孫梓華.基于虛擬儀器技術(shù)的電力諧波測(cè)試儀 [J].電力自動(dòng)化設(shè)備，