基于多小波变换的电能计量实验仪设计
本文选题：电能计量 + 畸变信号 ； 参考：《哈尔滨理工大学》2017年硕士论文
【摘要】：随着经济的高速发展,电网中非线性负载不断增加,导致电网信号严重畸变,现有的电能计量方法和仪表都不能准确、合理地计量畸变信号条件下的电能。解决这一问题,不仅需要合理的计量方法还需要相应的硬件电路和软件算法。目前国家并没有畸变信号条件下的电能计量标准,也没有供校对的标准计量仪器,为了验证畸变信号条件下电能计量方法的正确性,设计畸变信号下电能计量实验仪是非常必要的。本文针对目前电能计量存在的问题,建立了畸变信号条件下电网典型畸变信号的数学模型,给出了畸变信号条件下功率信号表达式。根据功率潮流分析结果,研究了畸变信号条件下电能合理计量的方法,在此基础上,提出了基于信息熵评价指标的多小波电能计量算法。选用ARM11芯片为核心处理器,设计了畸变信号条件下电能计量实验仪。在硬件方面,设计了模拟信号发生器、数据采集模块、主控单元模块和人机界面交互模块,并分别阐述了各个模块的设计原理和实现方法。在软件方面,嵌入了Linux系统,完成了数据采集模块和多小波电能计量算法的软件设计,设计了电能计量实验仪的Qt图形界面。在实验仪上对电网中四种典型的畸变信号进行电能计量的实验,实验结果验证了基于信息熵评价指标的多小波电能计量算法的正确性和实时性。这为研究畸变信号条件下电能计量装置提供了一定的理论支持和技术先导。
[Abstract]:With the rapid development of economy, the nonlinear load in the power network is increasing, which leads to the serious distortion of the power signal. The existing methods and instruments of electric energy measurement can not be accurate, and the electric energy under the condition of the distorted signal can be measured reasonably. To solve this problem, we need not only reasonable metrology methods, but also corresponding hardware circuits and software algorithms. At present, the country does not have the standard of electric energy metering under the condition of distorted signal, and there is no standard metering instrument for proofreading. In order to verify the correctness of the method of electric energy metering under the condition of distorted signal, It is very necessary to design the electric energy metering experiment instrument under distorted signal. In this paper, the mathematical model of power grid typical distortion signal under the condition of distorted signal is established, and the expression of power signal under the condition of distorted signal is given. Based on the results of power flow analysis, this paper studies the method of reasonable measurement of electric energy under the condition of distorted signal, and puts forward a multi-wavelet power metering algorithm based on the evaluation index of information entropy. The ARM11 chip is selected as the core processor to design the electric energy metering experiment instrument under the condition of distorted signal. In the aspect of hardware, the analog signal generator, data acquisition module, main control unit module and man-machine interface interaction module are designed, and the design principle and implementation method of each module are described respectively. In the aspect of software, the Linux system is embedded, the software design of data acquisition module and multi-wavelet energy measurement algorithm is completed, and the QT graphic interface of the power metering experiment instrument is designed. The power measurement of four typical distorted signals in the power network is carried out on the experimental instrument. The experimental results verify the correctness and real-time performance of the multi-wavelet power measurement algorithm based on the evaluation index of information entropy. This provides some theoretical support and technical forerunner for studying electric energy metering device under distorted signal condition.
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM933.4
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，本文编号：1961565
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