摘要：在电力系统的节能技术中，功率因数是极其重要的一个导出参数。特别是在电力系统中，功率因数是重要的指标，有着非常重要的技术经济意义。实际用电过程中，提高负载的功率因数是提高电力资源利用率的最有效、最快速的方式。本论文提出并研究了一个测量电力系统功率因数的方案，包含硬件部分和软件部分，其中硬件部分是基于PIC单片机的数据采集，软件部分是利用FFT算法得到有功功率，再结合视在功率算出功率因数的大小。同时本文分析了产生测量误差的原因及提出了解决方法，对工程技术人员实际工作中测量功率因数有一定的理论指导意义。

关键词: 功率因数； FFT算法；功率测量； 误差分析

目录

摘要

Abstract

第一章 绪 论-1

1.1电力系统功率因数的研究背景及意义-1

1.2 本论文的主要研究内容-1

第二章 测量原理与FFT算法-3

2.1电力系统功率因数的定义-3

2.2测量原理-4

2.3快速傅里叶变换FFT的原理-4

第三章 系统设计-5

3.1硬件设计-5

3.1.1数据采集-5

3.1.2放大电路-5

3.1.3 A/D转换-6

3.1.4单片机的选择-6

3.2软件设计-9

第四章 测量仿真与误差分析-10

4.1 测量仿真-10

4.1.1单相测量-10

4.1.2三相三线制测量-12

4.1.3三相四线制测量-15

4.2误差分析-19

4.2.1电压和电流的采样时间不一致引起测量误差及解决方法-19

4.2.2谐波引起测量误差及解决方法-19

4.2.3采样时间t不精确引起测量误差及解决方法-21

总 结-22

参考文献-23

致 谢-24

附录1 单相MATLAB仿真程序-25

附录2 三相三线制MATLAB仿真程序-27

附录3 三相四线制MATLAB仿真程序-31

附录4 单相C语言程序-36

附录5 三相三线制C语言程序-40

附录6 三相四线制C语言程序-45