电能质量检测系统的设计与实现

论文摘要

随着科学技术和国民经济的快速发展,各种工业生产对电力系统电能质量的要求越来越高。然而,现代电力电子设备和非线性负载的大量使用又造成电能污染日趋严重,电能质量成为电力部门及其用户日益关注的问题。本文首先分析了电能质量问题的产生以及日益引起关注的原因,以及有关电能质量的定义、分类、范围和术语的标准化问题。电能质量主要有五项基本指标:电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动和闪变、三相电压不平衡。本文简要介绍了这五项标准的基本概念和我国关于电能质量的标准,并给出了部分监测指标的算法。其次本文提出了分布式电能质量实时监测与分析系统的思路和总体方案,并在该方案的前提下设计实现了变电所客户端电能质量检测系统。本文接着介绍了系统的软硬件设计。硬件设计方面对工控机系统、电子转换电路以及数据采集卡做了详细介绍;软件设计重点讨论了在Visual C++6.0平台下用c语言开发的系统功能模块:参数设置模块、数据采集模块、频率测量模块、有效值测量模块、谐波测量模块、三相不平衡度测量模块、闪变测量模块、数据存储模块以及实时显示模块,以实现对电力参数的实时监测。最后,对检测系统进行了初步的测试。结果说明,本系统能够满足电能质量参数检测系统的基本设计要求,为分布式电能质量实时监测与分析系统的实现奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题
• 1.3 本文的主要工作及创新之处
• 第二章 电能质量相关理论
• 2.1 电能质量问题概述
• 2.2 电能质量各项指标及测量方法
• 2.2.1 供电电压允许偏差
• 2.2.2 电力系统频率允许偏差
• 2.2.3 三相不平衡度
• 2.2.4 公用电网谐波
• 2.2.5 电压波动和闪变
• 第三章 系统设计
• 3.1 系统总体设计
• 3.1.1 系统总体设计方案
• 3.1.2 系统性能需求分析
• 3.2 客户端电能质量检测系统的硬件设计
• 3.2.1 工控机系统
• 3.2.2 数据采集卡MIC-3714
• 3.2.3 电平转换电路
• 第四章 客户端电能质量检测系统软件设计
• 4.1 本系统的软件开发平台
• 4.2 软件的总体设计方案
• 4.3 参数设置模块
• 4.3.1 数据采集卡参数设置
• 4.3.2 电能质量指标参数设置
• 4.4 数据采集模块
• 4.5 频率测量模块
• 4.5.1 过零检测的原理
• 4.5.2 频率测量模块流程
• 4.6 有效值测量模块
• 4.6.1 有效值的计算方法
• 4.6.2 有效值测量模块流程
• 4.7 谐波测量模块
• 4.7.1 谐波测量模块中各参数的计算方法
• 4.7.2 谐波测量模块流程
• 4.8 三相不平衡度测量模块
• 4.9 闪变测量模块
• 4.9.1 闪变测量模块的计算方法
• 4.9.2 闪变测量模块流程
• 4.10 数据存储模块
• 4.10.1 文件存储模块
• 4.10.2 数据库存储模块
• 4.11 实时显示模块
• 第五章 测试结果及分析
• 5.1 客户端精度测试
• 5.2 系统实际运行测试
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢