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基于LabWindows/CVI的电力系统暂态信号小波分析仪软件开发

作　者: 李小将
导　师: 钱清泉；何正友
学　校: 西南交通大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 虚拟仪器 电力暂态信号 小波分析 行波测距 LabWindows/CVI
分类号: TM769
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 274次
引　用: 1次
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内容摘要


电力暂态信号分析是电力系统故障诊断和暂态保护的基础与依据,在及时处理电力系统故障、预防电力系统灾变、电能质量分析、故障测距与定位、设备状态监测、暂态稳定性分析等诸多领域得到了广泛应用。小波分析是电力系统暂态信号分析的一种新兴工具,用来实现电力系统暂态信号的检测与分类;将模极大值提取、统计处理方法、神经网络分类、熵计算方法、能量分布分析等与小波分析相结合,构成小波后处理方法,更有效的应用到故障定位与测距、继电保护及电力系统在线检测等实际中。本文根据小波理论及小波后处理方法在电力暂态信号分析中的应用,开发一套独具特色的电力暂态信号小波分析虚拟仪器软件。论文采用UML建模语言进行软件的概要设计,明确小波分析仪软件的功能需求;使用NI公司的LabWindows/CVI集成开发环境,基于PCI-6143数据采集板卡、硬件配置助手、硬件驱动函数和内置的测量库完成多线程数据采集功能;使用其强大丰富的函数库如数学函数、函数数据运算函数、高级信号分析库等库函数和理解各种信号处理算法基础上完成如FFT、STFT、连续小波变换、离散小波分析、小波包变换等信号处理功能模块;并利用小波变换结果完成了小波熵等小波后处理计算模块;完成基于模极大值的行波故障测距模块;完成基于TCP/IP网络函数库和自扩展Modbus/TCP工业协议的网络通信模块,实现分布式应用;最后,软件经过严格的单元测试及功能测试,软件可独立、稳定、可靠运行,各项功能计算结果准确无误,有望将小波分析仪应用到电网运行工程实践中,同时成为探讨新的继电保护原理和实现新的继电保护装置的实验平台,实现电力系统故障诊断及在线检测、故障测距和继电保护等应用。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章 绪论  11-15
  1.1 课题研究的意义  11-12
  1.2 课题的国内外研究现状  12-13
  1.3 本论文的主要工作  13-15
第二章 小波分析仪软件概要设计  15-21
  2.1 基于UML用案技术的系统需求分析  15-17
    2.1.1 统一建模语言UML简介  15-16
    2.1.2 基于USE CASE的小波分析仪软件需求分析  16-17
  2.2 基于模块化编程思想的软件模块设计  17-18
  2.3 小波分析仪器人机界面布局  18-19
  2.4 虚拟仪器开发环境LabWindows/CVI的选择  19-20
  2.5 本章小结  20-21
第三章 数据采集模块的实现  21-33
  3.1 数据采集基本原理  21
  3.2 高速数据采集系统的关键问题  21-23
  3.3 小波分析仪器数据采集模块设计与实现  23-31
    3.3.1 小波分析数据采集系统结构  23-25
    3.3.2 数据采集卡的安装与设置  25-26
    3.3.3 多线程数据采集模块的设计与实现  26-31
  3.4 数据采集功能模块测试  31-32
  3.5 本章小结  32-33
第四章 小波分析仪中主要功能模块的实现  33-69
  4.1 信号预处理及经典信号分析模块  33-39
    4.1.1 信号预处理功能  33-34
    4.1.2 经典信号处理模块  34-39
  4.2 小波分析及其后处理模块的实现  39-60
    4.2.1 小波变换的定义  39
    4.2.2 正交小波函数在软件中的构造  39-45
    4.2.3 连续小波变换模块  45-47
    4.2.4 离散小波变换模块  47-51
    4.2.5 小波包变换模块  51-56
    4.2.6 小波去噪模块  56-59
    4.2.7 小波后处理及其应用模块  59-60
  4.3 基于模极大值的行波故障测距  60-65
    4.3.1 单端A型测距方法  61
    4.3.2 双端D型测距方法  61-62
    4.3.3 故障测距模块的实现  62-65
  4.4 基于分布式应用的通信模块  65-67
    4.4.1 自扩展Modbus/TCP通信协议  65-66
    4.4.2 网络通信模块  66-67
  4.5 本章小结  67-69
第五章 小波分析仪软件测试  69-77
  5.1 小波分析仪软件测试方法及过程  69-70
  5.2 小波分析仪软件模块单元测试  70-71
  5.3 小波分析仪软件功能测试  71-76
  5.4 本章小结  76-77
结论  77-78
致谢  78-79
参考文献  79-83
攻读硕士学位期间发表的论文  83

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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 > 电子计算机在电力系统中的应用
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