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电网电磁环境监测系统的设计与实现

作 者: 刘云星
导 师: 王玉明
学 校: 华中科技大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: 电网监测 谐波分析 傅里叶变换 Web服务器
分类号: TM76
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 14次
引 用: 0次
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内容摘要


为了对电网的运行状况进行全面及时的了解和分析,降低电能质量问题对电力系统本身和电网中用户的危害,本文设计并实现了电网电磁环境监测系统。电网监测系统实现了电网数据的采集、处理、存储及传输,满足了电网监测对实时性和数据精确性的要求。通过搭建在监测系统上的HTTP服务,管理人员可以随时通过Internet监控电网运行状况。系统将分析后的数据存入MySQL数据库,监测人员可以随时从数据库中完成数据的存储、查询和下载。系统数据采集通过采集频率为100K的采集卡完成原始数据的获得,采集卡通过USB接口和系统相连,在系统内由软件实现电网参数的分析,并将结果存入数据库,同时,管理人员可以通过Internet实时获得分析之后的结果。整个系统的核心部分是数据处理,数据处理的主要任务是进行谐波分析,要达到较高的精度要求。谐波分析方法经过很多年的发展,形成了很多成熟的方法,在实际工程中,快速傅里叶变换算法(FFT)的理论最为成熟,应用也最为广泛。但是由于非同步采样会造成快速傅里叶变换出现误差,产生频谱泄漏现象,所以本系统采用了加窗插值算法来修正FFT分析结果,以达到系统的精度要求。最终经过验证,该方法确实大大提高了分析的精确性,完全达到系统需求中设定的精确度。实验测试结果表明:电网电磁环境监测系统可以全面监测电网的各项运行指标,分析结果精确度高;监测人员访问控制设备方式多样,而且访问方便,安全性较高;系统稳定性高,可以连续工作较长时间而没有故障出现。完全达到项目需求中的各项要求。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
插图目录  8-9
表格目录  9-10
缩略语  10-11
1 绪论  11-14
  1.1 课题背景及意义  11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 本文研究方向  12-13
  1.4 本文内容与组织  13-14
2 电网监测理论基础  14-21
  2.1 谐波定义及产生原因  14-15
  2.2 谐波测量方法比较  15-16
  2.3 基于傅里叶变换谐波分析算法  16-19
  2.4 用FFT 进行谐波分析存在的问题及解决方法  19-20
  2.5 本章小结  20-21
3 监测系统数据处理分析功能的设计与实现  21-34
  3.1 系统需求  21-22
  3.2 系统设计思想  22-23
  3.3 模块架构  23-24
  3.4 数据处理分析模块设计与实现  24-28
  3.5 基于加窗的 FFT 非同步谐波测量  28-33
  3.6 本章小结  33-34
4 监测系统数据存储传输功能的设计与实现  34-43
  4.1 主要流程  34-35
  4.2 HTTP 服务器功能实现  35-42
  4.3 本章小结  42-43
5 测试结果及分析  43-49
  5.1 系统测试环境  43-44
  5.2 测试流程与测试结果  44-48
  5.3 测试结果分析  48-49
6 总结与展望  49-50
  6.1 本文总结  49
  6.2 工作展望  49-50
致谢  50-51
参考文献  51-53

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化
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