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基于Modbus的电能质量监测系统软件平台研究与开发

作　者: 李媚秋
导　师: 戴瑜兴
学　校: 湖南大学
专　业: 电路与系统
关键词: 电能质量 监测系统 Modbus 软件平台 数据共享
分类号: TM769
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 58次
引　用: 1次
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内容摘要


各种电能质量问题已引起各国电力工作者的高度重视,如何提高电能质量和对电能质量进行监测已成为近年来电力系统、电子仪器行业中新的研究热点。本文正是针对电能质量的监测问题,设计开发电能质量监测系统软件平台,并对电能质量监测系统数据共享进行探索和实践。首先论述了各种电能质量问题产生的原因及危害,研究分析了电能质量相关标准、测量规范及分析算法。其二,总结了电能质量监测特点,介绍了电能质量监测系统组成。根据电能质量监测目的进行需求分析,提出软件平台的总体设计方案。开发过程中采用模块化设计思想,将整个软件分为串口通信、数据处理、数据库管理、用户界面、网络通信五个模块;开发工具采用Visual C++ 6.0,给出了各个功能模块的实现方法和相应的流程图、程序代码及运行结果。其三,采用Modbus通信协议,利用Windows串口通信技术,实现监测主机对下位机的数据传输和控制。采用多线程技术提高系统的运行速度,采用面向对象方法进行程序设计并根据电能质量监测要求设计打印报表。最后,为解决电能质量监测系统开放性问题,实现监测系统数据的共享,研究了电能质量数据交换格式PQDIF,将XML技术应用于PQDIF文件,给出了电能质量数据交换模型和实例。本课题设计开发了基于Modbus的电能质量监测系统软件平台,实现了电能质量主要性能指标的图形显示、数据统计分析及报表打印。研究给出了不同开发平台、监测仪器、分析软件之间共享电能质量数据的方法,为电能质量监测系统网络化、信息化和标准化提供一种途径。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-13
  1.1 课题背景  9-11
    1.1.1 电能质量问题及其监测的主要指标  9-10
    1.1.2 电能质量监测技术国内外研究现状  10-11
  1.2 课题来源及其研究的意义  11-12
  1.3 本文主要研究内容  12-13
第2章 电能质量标准与分析方法  13-19
  2.1 电能质量标准  13-15
  2.2 电能质量分析方法  15-19
    2.2.1 时域仿真方法  16
    2.2.2 频域分析方法  16
    2.2.3 基于变换的方法  16-19
第3章 电能质量监测系统软件平台总体设计  19-30
  3.1 电能质量监测的特点与目的  19-20
  3.2 电能质量监测系统组成  20-21
  3.3 电能质量监测系统软件平台总体设计  21-26
    3.3.1 总体设计要求  21-23
    3.3.2 软件设计环境  23-24
    3.3.3 软件功能分析及模块设计  24-26
  3.4 通信协议  26-30
    3.4.1 Modbus 通信格式  26-27
    3.4.2 Modbus 通信过程  27-28
    3.4.3 错误检测方法  28-30
第4章 电能质量监测系统软件平台设计与实现  30-52
  4.1 技术基础  30-35
  4.2 串口通信模块的设计与实现  35-40
    4.2.1 自定义通信类——CSerialPort 类  35-37
    4.2.2 Modbus 协议在系统中的实现  37-40
  4.3 数据处理模块的设计与实现  40-44
    4.3.1 软件总体流程  40-41
    4.3.2 谐波数据的处理  41-43
    4.3.3 扰动信号的实时检测  43-44
  4.4 数据库管理模块的设计与实现  44-48
    4.4.1 数据流程及数据库表结构  44-45
    4.4.2 数据库程序设计  45-46
    4.4.3 统计报表的设计与实现  46-48
  4.5 用户界面模块的设计与实现  48-50
  4.6 网络通信模块的设计  50-52
第5章 电能质量监测系统的数据共享  52-62
  5.1 问题的提出  52
  5.2 PQDIF 电能质量数据交换格式  52-55
    5.2.1 PQDIF 物理层  53-54
    5.2.2 PQDIF 逻辑层  54-55
  5.3 XML 技术  55-57
  5.4 电能质量数据共享的实现  57-62
    5.4.1 PQDIF 文件的生成  57-58
    5.4.2 用XML 描述PQDIF 文件  58-59
    5.4.3 电能质量数据交换模型  59-62
总结与展望  62-64
参考文献  64-67
附录 A (攻读学位期间所发表的学术论文目录)  67-68
附录 B（攻读学位期间参加的科研项目）  68-69
附录 C（部分程序源代码）  69-73
致谢  73

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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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