基于虚拟仪器的电压暂降在线监测系统的研究

论文摘要

随着我国现代科技的进步和国民经济的快速发展,电能质量问题越来越受到供电部门和用户的普遍关注,其中以电压暂降问题造成的危害最为严重,其导致的经济损失也相当巨大。因此,本文利用LabVIEW平台研究开发了基于虚拟仪器的电压暂降在线监测系统,为进一步改善系统电能质量提供依据。论文首先介绍了电压暂降和虚拟仪器的基本概念,分析了国内外电压暂降监测的研究现状。其次,对现有各种电压暂降检测算法进行了比较分析,结合工程应用设计了一种适合于本文所述系统的算法程序,并且在LabVIEW下对该检测算法进行了仿真实验,验证了这种电压暂降检测算法的准确性和实时性。然后,本文结合虚拟仪器技术、网络通信技术和数据库管理技术,通过软硬件结合,借助于数据采集卡,开发了基于虚拟仪器的电压暂降在线监测系统,实时采集电网电压并检测,适用于三相电压在线监测,实现了长期自动运行、实时测量分析和历史数据管理等功能。文中阐述了系统的硬件构成方案和软件编程方法,对系统前置机和上位机的设计方案进行了详细介绍,描述了系统所要实现的主要功能,并给出了系统主要功能模块的设计流程及其关键技术措施。最后,利用虚拟仪器扩展灵活的优点,实现了系统故障录波功能的扩展。把电压暂降在线监测和故障录波相结合,从而解决了中低压电网中没有专门的故障录波装置的问题。与传统监测仪器相比,本系统不仅具有开发周期短、操作简单、处理能力强和扩展灵活等优点,而且可在采集速度、采集精度和记录容量等方面满足现代电网研究的需要。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 电能质量概述
• 1.2 电压暂降的定义、起因和危害
• 1.2.1 电压暂降的定义
• 1.2.2 电压暂降的起因
• 1.2.3 电压暂降的危害
• 1.3 虚拟仪器技术及其在电力系统中的应用
• 1.3.1 虚拟仪器概述
• 1.3.2 LabVIEW概述
• 1.3.3 虚拟仪器在电力系统中的应用
• 1.4 国内外研究现状
• 1.5 本文的主要工作
• 第二章 电压暂降检测算法的研究
• 2.1 现有检测算法概述
• 2.1.1 均方根值算法
• 2.1.2 峰值电压法
• 2.1.3 基波分量法
• 2.1.4 单相电压变换平均值法
• 2.1.5 瞬时电压dq分解法
• 2.1.6 基于瞬时无功功率理论的dq0变换方法
• 2.1.7 αβ坐标变换检测法
• 2.1.8 改进的dq算法
• 2.2 系统检测算法在 LabVIEW下的实现
• 2.3 小结
• 第三章 系统前置机及上位机的方案设计
• 3.1 系统总体方案
• 3.1.1 前置机方案设计
• 3.1.2 上位机方案设计
• 3.1.3 系统功能模块的划分
• 3.2 前置机的设计方案
• 3.2.1 前置机的硬件结构
• 3.2.2 前置机的软件设计
• 3.2.3 前端数据库的设计
• 3.2.4 前置机监测界面
• 3.3 上位机的设计方案
• 3.3.1 上位机的软件设计
• 3.3.2 服务器数据库的设计
• 3.3.3 上位机监测界面
• 3.3.4 上位机统计分析报表
• 3.4 小结
• 第四章 通讯系统方案设计及数据库访问的实现方法
• 4.1 LabVIEW中的网络通信及数据库访问技术
• 4.1.1 DataSocket技术
• 4.1.2 LabVIEW SQL Toolkit
• 4.2 通讯系统的设计
• 4.2.1 系统的通讯方式简介
• 4.2.2 通讯系统的工作模式
• 4.2.3 DataSocket Server数据缓冲区的设定
• 4.2.4 前置机通讯程序设计
• 4.2.5 上位机通讯程序设计
• 4.2.6 在 Web上发布程序
• 4.3 系统数据库访问技术的实现方法
• 4.3.1 SQL语言简介
• 4.3.2 LabVIEW SQL Toolkit常用数据库操作函数介绍
• 4.3.3 数据库表和数据库链接的建立
• 4.3.4 数据库访问中需注意的问题
• 4.4 系统通讯测试
• 4.4.1 测试环境
• 4.4.2 测试方法
• 4.4.3 测试结果
• 4.5 小结
• 第五章 系统故障录波功能的扩展
• 5.1 系统实现故障录波功能的硬件设计
• 5.2 系统实现故障录波功能的软件设计
• 5.3 小结
• 第六章 结束语
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表（录用）的学术论文
• 学位论文评阅及答辩情况表