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基于虚拟仪器的电能质量监测系统的研究

作　者: 张有玉
导　师: 周林
学　校: 重庆大学
专　业: 电气工程
关键词: 电能质量 三相电压不平衡度 间谐波 闪变
分类号: TM933.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 173次
引　用: 3次
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内容摘要


在电力负荷快速增长的同时,各种冲击性和非线性负荷也在不断增长,这些负荷对供电系统造成了严重的污染;另一方面,随着社会的进步和发展,现代工业用电设备对电能质量提出了更高的要求,电能质量问题引起人们的广泛关注。要改善和提高电能质量,首先得对电能质量做出及时的检测和准确的评估,因此电能质量检测方法的研究和测量仪器的研制具有一定理论意义和实用价值。本文分析了国内外电能质量监测装置的现状及发展方向,介绍了电能质量的基本概念、国家标准、五项稳态指标的定义、产生的原因及危害和国标对相应指标的限制情况,简要分析了目前测量电能质量指标相关方法及其优缺点。在计算三相电压不平衡度的算法中,针对国标定义和国际电工委员会定义的方法较繁琐,国标推荐和国际大电网委员会推荐的计算方法无法计算正序分量和负序分量,电气与电子工程师协会定义和美国电气制造商协会的定义计算精度不高的问题,提出一种计算三相电压不平衡度的正序、负序向量图解法。向量图解法只需要三个电压的幅值就可以精确计算出正序分量、负序分量和三相电压不平衡度,可以作为精确计算三相电压不平衡度的算法。随着白炽灯数量的减少、荧光灯和LED灯大规模的使用,IEC闪变仪无法检测由间谐波引起的闪变的缺陷逐渐显现出来。为了弥补这一缺陷,本文详细分析了正弦内插的误差来源,针对正弦内插可能会引起闪变错误评估的问题,提出了基于改进正弦内插的闪变测量新方法。基于改进正弦内插的闪变测量新方法为进一步研究闪变测量法起到了促进作用。本文在LabVIEW开发环境下完成了电能质量五个稳态指标模块的设计,实现了越限指标数值自动存入数据库的功能,用Visual Basic编写了数据库查询软件,初步实现了网络通信功能,针对五个稳态指标测量模块进行了仿真验证和精度试验,并对市电电能质量的进行了实际测量,验证及测量的结果表明,所建模块具有较高的精确度和稳定性,能够为进一步的实验验证提供可靠的支持,测量的数据也能够为用户或供电部门治理电能质量提供参考依据。

全文目录


中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 选题背景及研究意义  8-9
  1.2 国内外监测装置现状和发展方向  9-11
  1.3 关键算法的研究背景  11-12
    1.3.1 三相不平衡度的研究背景  11-12
    1.3.2 电压波动和闪变的研究背景  12
  1.4 本论文的主要工作  12-14
2 电能质量概念及测量方法  14-23
  2.1 电能质量的基本概念  14
  2.2 电能质量国家标准  14-15
  2.3 电能质量指标及测量方法  15-22
    2.3.1 供电电压偏差  15-16
    2.3.2 公用电网谐波  16-17
    2.3.3 三相电压不平衡度  17-18
    2.3.4 电力系统频率偏差  18-19
    2.3.5 电压波动和闪变  19-22
  2.4 小结  22-23
3 关键算法的研究  23-48
  3.1 三相电压不平衡度算法的研究  23-35
    3.1.1 三相电压不平衡度的计算方法  23-24
    3.1.2 算例与分析  24-28
    3.1.3 计算结果分析  28
    3.1.4 三相电压不平衡度计算新方法  28-35
  3.2 电压波动和闪变算法的研究  35-47
    3.2.1 由单个间谐波引起的电压波动  35-38
    3.2.2 IEC 闪变仪缺陷分析  38-39
    3.2.3 基于正弦内插的闪变测量法  39-44
    3.2.4 基于改进正弦内插的闪变测量新方法  44-47
  3.3 小结  47-48
4 监测功能的实现  48-62
  4.1 系统的总体结构设计  48
  4.2 系统软件部分  48-50
    4.2.1 开发环境的选择  48-49
    4.2.2 数据库的选择、访问与查询  49-50
  4.3 数据采集  50-51
    4.3.1 数据采集设备  50-51
    4.3.2 数据采集程序  51
  4.4 数据处理  51-59
    4.4.1 供电电压偏差测量模块  51-52
    4.4.2 公用电网谐波测量模块  52-53
    4.4.3 三相电压不平衡度测量模块  53-54
    4.4.4 电力系统频率偏差测量模块  54
    4.4.5 电压闪变测量模块  54-56
    4.4.6 数据库写入和查询  56-59
  4.5 网络通信  59-61
    4.5.1 DataSocket 构成  59-60
    4.5.2 网络通信实现途径  60-61
  4.6 小结  61-62
5 实验验证及结果分析  62-68
  5.1 仿真验证及精度试验  62-66
  5.2 实际测量  66-67
  5.3 小结  67-68
6 结论与展望  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-76
附录  76

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气测量技术及仪器 > 电数量的测量及仪表 > 电能测量、电度表
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