基于以太网的电能质量监测系统的研究
发布时间：2023-04-23 11:44
随着越来越多的非线性电力设备的使用，现代电力系统中的电能质量面临着严重的威胁。为了应对这种威胁，人们提出了建立高性能的智能电网这一有效的途径。而建立智能电网的一个关键性的问题就是建立高性能的电能质量监测系统。一个高性能的电能质量监测系统不但对测量的准确性有着很高的要求，同时也对通信的可靠性和实时性有很高的要求。 本文在详细的研究国内外研究现状的基础上，对电能质量监测系统要监测的基本电力参数和电能质量的各项标准进行了介绍。给出了包括：频率、有效值、功率参数和电能参数在内基本电力参数的计算方法；在给出了电压偏差、频率偏差、三相不平衡度和谐波畸变度的计算方法的基础上重点对电压闪变检测方法进行了理论分析和研究。在对平方检波法、全波整流检波法、有效值检波法、小波变换同步检波法、Hilbert变换检波法进行了详细分析基础上，对基于能量算子算法的电压闪变边检测方法进行了深入研究和改进，并利用MATLAB仿真工具对在含有单一频率调幅波和含有多频率调幅波信号两种情况下对平方检波法、Hilbert变换法和能量算子算法进行了仿真。验证了算法的合理性和准确性后，在分析IEC推荐的闪变仪闪变值的计算方法的基础上...
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状研究
1.2.1 电能质量监测系统通信技术的研究现状
1.2.2 电能质量监测算法的研究现状
1.3 电能质量监测系统的发展趋势
1.4 课题的来源及研究内容
第2章 电能质量监测系统的算法研究
2.1 引言
2.2 基本电力参数计算
2.2.1 频率
2.2.2 有效值
2.2.3 功率参数
2.2.4 电能参数
2.3 电能质量的各项标准
2.3.1 电压偏差
2.3.2 频率偏差
2.3.3 电网谐波
2.3.4 三相不平衡
2.3.5 暂时过电压和瞬态过电压
2.3.6 电压的波动与闪变
2.4 常用的电压闪变检测方法的分析
2.4.1 平方检测法
2.4.2 有效值检测法
2.4.3 全波整流检测法
2.4.4 基于小波分解和同步检测的检测法
2.4.5 Hilbert 检测法
2.4.6 五种检测方法的比较
2.5 基于能量算子的电压闪变检测方法
2.5.1 能量算子算法的原理
2.5.2 基于能量算子的电压闪变检测方法
2.6 算法的仿真
2.6.1 能量算子算法的仿真和验证
2.6.2 三种不同方法的仿真对比
2.7 基于 FIR 滤波和能量算子算法的电压闪变检测方法
2.8 闪变值的计算方法
2.8.1 IEC 推荐的闪变值计算方法
2.8.2 基于 FFT 的离散化闪变值计算方法的研究
2.9 本章小结
第3章 电能质量监测系统的硬件设计
3.1 引言
3.2 下位机硬件的结构设计
3.3 微控制器模块电路设计
3.3.1 DSP 及其外围电路
3.3.2 复位电路
3.3.3 时钟电路
3.3.4 JTAG 仿真接口电路
3.4 电力信号采集模块
3.4.1 信号调理电路
3.4.2 A/D 转换电路
3.5 存储器模块
3.6 以太网通信模块
3.7 电源模块
3.8 本章小结
第4章 电能质量监测系统的软件设计
4.1 引言
4.2 软件的总体介绍
4.3 初始化模块
4.3.1 DSP 初始化模块
4.3.2 通信初始化模块
4.4 数据采样模块
4.5 计算模块
4.5.1 电力参数计算模块
4.5.2 电压闪变检测模块
4.5.3 需量计算模块
4.6 记录模块
4.6.1 统计记录模块
4.6.2 故障录波模块
4.6.3 事件记录模块
4.7 网络通信模块
4.7.1 数据链路层的实现
4.7.2 网络层及传输层的实现
4.7.3 应用层的实现
4.8 本章小结
第5章 上位机软件设计及实验测试
5.1 引言
5.2 人机界面的设计
5.3 实验测试
5.3.1 数据通信功能的试验及分析
5.3.2 测量功能的实验及分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢
本文编号：3799648
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状研究
1.2.1 电能质量监测系统通信技术的研究现状
1.2.2 电能质量监测算法的研究现状
1.3 电能质量监测系统的发展趋势
1.4 课题的来源及研究内容
第2章 电能质量监测系统的算法研究
2.1 引言
2.2 基本电力参数计算
2.2.1 频率
2.2.2 有效值
2.2.3 功率参数
2.2.4 电能参数
2.3 电能质量的各项标准
2.3.1 电压偏差
2.3.2 频率偏差
2.3.3 电网谐波
2.3.4 三相不平衡
2.3.5 暂时过电压和瞬态过电压
2.3.6 电压的波动与闪变
2.4 常用的电压闪变检测方法的分析
2.4.1 平方检测法
2.4.2 有效值检测法
2.4.3 全波整流检测法
2.4.4 基于小波分解和同步检测的检测法
2.4.5 Hilbert 检测法
2.4.6 五种检测方法的比较
2.5 基于能量算子的电压闪变检测方法
2.5.1 能量算子算法的原理
2.5.2 基于能量算子的电压闪变检测方法
2.6 算法的仿真
2.6.1 能量算子算法的仿真和验证
2.6.2 三种不同方法的仿真对比
2.7 基于 FIR 滤波和能量算子算法的电压闪变检测方法
2.8 闪变值的计算方法
2.8.1 IEC 推荐的闪变值计算方法
2.8.2 基于 FFT 的离散化闪变值计算方法的研究
2.9 本章小结
第3章 电能质量监测系统的硬件设计
3.1 引言
3.2 下位机硬件的结构设计
3.3 微控制器模块电路设计
3.3.1 DSP 及其外围电路
3.3.2 复位电路
3.3.3 时钟电路
3.3.4 JTAG 仿真接口电路
3.4 电力信号采集模块
3.4.1 信号调理电路
3.4.2 A/D 转换电路
3.5 存储器模块
3.6 以太网通信模块
3.7 电源模块
3.8 本章小结
第4章 电能质量监测系统的软件设计
4.1 引言
4.2 软件的总体介绍
4.3 初始化模块
4.3.1 DSP 初始化模块
4.3.2 通信初始化模块
4.4 数据采样模块
4.5 计算模块
4.5.1 电力参数计算模块
4.5.2 电压闪变检测模块
4.5.3 需量计算模块
4.6 记录模块
4.6.1 统计记录模块
4.6.2 故障录波模块
4.6.3 事件记录模块
4.7 网络通信模块
4.7.1 数据链路层的实现
4.7.2 网络层及传输层的实现
4.7.3 应用层的实现
4.8 本章小结
第5章 上位机软件设计及实验测试
5.1 引言
5.2 人机界面的设计
5.3 实验测试
5.3.1 数据通信功能的试验及分析
5.3.2 测量功能的实验及分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢
本文编号：3799648
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