电能质量检测方法及应用研究

论文摘要

电能质量的准确和实时检测是改善电能质量状况重要的一环,本文根据现代电能质量检测的发展趋势,重点针对间谐波的实时检测方法、电压波动检波方法以及电压闪变的测量方法进行了深入的研究,设计并完成了基于DSP和PCI总线的电能质量实时检测装置样机,主要研究成果和结论如下:1.针对现有间谐波检测方法运算量大,不利于实时测量,提出了使用复调制细化谱分析的方法进行间谐波检测,该方法减少了进行多周期快速傅里叶变换时所需要的运算量,提高了间谐波检测的实时性。2.针对调幅波为方波时平方检波法可能造成频移误差,提出了一种改进的平方检波方法,该方法消除了IEC推荐的平方检波法中高频调制信号映射进入35Hz以内引起的闪变测量误差。3.提出了一种基于频域的闪变检测方法,该方法采用线性调频Z变换求取波动分量的频率和幅值,从而计算得到瞬时闪变视感度。这种检测方法在0.05―35Hz的闪变觉察范围内都具有高的准确度,克服了IEC推荐的闪变检测方法在低频段误差较大的不足。4.设计了基于DSP+PCI+工控机方式的电能质量实时检测装置;完成了带有DSP TMS320C6713高速浮点处理芯片的数据采集卡的设计、制作与调试,该采集卡具有多通道同步采样和PCI桥接功能,对采集后的数据进行实时处理,然后通过PCI总线将结果上传给计算机,将计算机从繁琐的计算中解放出来,充分利用了DSP强大的运算能力和计算机丰富的资源。5.完成了电能质量实时检测装置的底层驱动程序和基于虚拟仪器技术的主程序设计,并完成了整机的调试和试验,试验验证了本文所设计的电能检测装置的实时性和准确性。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 电能质量的分类
• 1.2.2 电能质量标准
• 1.2.3 电能质量常用分析方法
• 1.2.4 电能质量检测装置发展现状
• 1.2.5 目前电能质量检测所存在的问题
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 基于复调制细化谱分析方法的间谐波检测方法研究
• 2.1 复调制细化谱分析方法
• 2.1.1 复调制细化谱分析方法原理
• 2.1.2 复调制细化谱分析方法的改进
• 2.1.3 ZFFT 方法与直接FFT 方法运算量对比
• 2.2 针对电力系统的复调制方法
• 2.3 间谐波检测仿真
• 2.4 小结
• 第三章 电压波动检波方法研究
• 3.1 电压波动的定义
• 3.1.1 常用的电压波动检波方法
• 3.1.2 上面五种方法的比较
• 3.2 平方检波法误差分析
• 3.3 改进的平方检波法
• 3.4 检波方法仿真
• 3.5 小结
• 第四章 基于线性调频Z 变换的闪变测量方法研究
• 4.1 IEC 关于闪变的定义与测量
• 4.2 瞬时闪变视感度的测量
• 4.2.1 IEC 推荐的测量方法
• 4.2.2 本章提出的新的闪变测量方法
• 4.3 线性调频Z 变换
• 4.3.1 算法原理
• 4.3.2 算法的实现
• 4.4 基于线性调频Z 变换的闪变测量方法
• 4.5 闪变测量方法仿真
• 4.5.1 FFT 与线性调频Z 变换对比
• 4.5.2 IEC 闪变测量方法的仿真
• 4.5.3 闪变测量方法的仿真
• 4.6 小结
• 第五章 电能质量检测装置的研制与实验研究
• 5.1 系统的整体结构
• 5.2 数据采集卡的硬件设计
• 5.2.1 数据采集卡的主要元件选择和整体设计
• 5.2.2 锁相环电路
• 5.2.3 电磁兼容问题
• 5.3 系统的软件设计
• 5.3.1 DSP 程序设计
• 5.3.2 底层软件设计
• 5.3.3 上位机应用软件
• 5.4 计算机的选型
• 5.5 试验
• 5.5.1 电磁兼容试验
• 5.5.2 间谐波检测
• 5.5.3 电压波动检波
• 5.5.4 两种闪变测量方法检测结果对比
• 5.5.5 精度试验
• 5.5.6 教一楼实测
• 5.5.7 充电机实测
• 5.6 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间参加的科研工作及学术论文发表