电能质量数据存储与综合评估方法研究

发布时间：2020-05-25 16:15

【摘要】：随着大功率电力电子器件等敏感设备投入到电网,大量非线性时变负荷产生的扰动使电能质量受到了一定程度的影响。随着电力市场的不断发展,在对电能质量数据进行有效采集的基础上,对电能质量数据的存储与评估已经成为目前电能质量监测领域主要的研究方向。本文针对目前电能质量监测与评估方面的不足,研究了电能质量数据采集、存储、评估的方法。首先,为解决电能质量数据存储的兼容性问题,采用IEEE1159.3/Draft9规定的PQDIF(Power Quality Data Interchange Format,电能质量数据交换格式)文件进行电能质量数据的存储。分析PQDIF文件在电能质量监测系统中的应用形式;总结PQDIF文件的物理结构和逻辑结构;对比多种PQDIF文件的生成方式并选取直接编码法进行PQDIF文件生成的算法设计;分析PQDIF数据源记录和观察值记录的设置方式,对PQDIF的记录进行填充,实现PQDIF文件的转换。然后,对PQDIF文件记录的数据进行分类与处理,根据其记录数据类型建立电能质量评估指标体系,提出一种主客观权重相结合的电能质量综合评估方法;分析主观赋权法和客观赋权法各自的优势与不足;研究层次分析法的基本原理,分析其判断矩阵的一致性,给出完全一致性判断矩阵的推导方法并计算出主观权重;研究熵权法的基本原理,分析熵权法存在的熵权分配不合理的问题,给出基于最优调节因数的熵权法公式,通过仿真得出最优调节因数并计算出客观权重;为了便于对数据的操作,对电网实测数据进行归一化处理并形成目标决策矩阵;利用目标决策矩阵进行电能质量综合评估,完成对评估结果的分析,验证所提出电能质量综合评估方法的合理性与有效性。最后,为了在硬件终端上实现电能质量数据的采集与存储,首先根据PQDIF所需记录的数据类型,对电能质量数据采集终端的功能需求与测量精度需求进行分析;以DSP/ARM双核处理器OMAP-L138为平台进行电能质量数据采集终端的设计,选用AD7606作为采样芯片,完成电能质量数据采集终端的硬件设计;在DSP端完成电能信号采集与计算的算法设计,并对装置的功能进行实验验证;在ARM端完成基于嵌入式Linux系统的人机交互界面设计;使用SYSLINK双核开发组件完成DSP与ARM之间的通信软件设计,进而完成电能质量数据采集终端的整体软件设计。
【图文】：

时间序列,文件,观察值,数据源

a）时间序列值 b）电压采样值图 2-8 PQDIF 文件截图2.5 本章小结本章首先研究 PQDIF 在电能质量监测系统中分布与应用。通过对 PQDIF内部层次结构的分析，采用直接编码法对 PQDIF 内部记录依次进行生成。通过对PQDIF数据源记录和观察值记录的结构分析得出数据源记录中的定义与观察值记录中的实例是一一对应的关系，基于此对记录内标签值进行设置，完成PQDIF 的转换。

示意图,网络连接,上位机,电能质量

法进行分别说明。（1）通信模块由于电能质量数据的传输量较大，并且对于实时性和可靠性有着较高的要求，考虑到在 OMAP-L138 平台上实现电能质量数据传输的可行性，采用基于C/S（客户端/服务器）模式的 TCP 协议进行电能质量数据与文件的传输，其中电能质量数据采集终端作为客户端，上位机作为服务器。通过在上位机建立对电能质量数据的监听端口，并与电能质量数据采集终端建立 TCP 连接，用于接收来自电能质量数据采集终端的数据与文件[45]。本文中，使用网络调试软件 NetDebugTool 在计算机中建立 TCP 客户端，如图 4-8 所示。端口号设置为 6666，将电能质量数据采集终端与计算机分别用网线连接到同一交换机上，从而保证保证计算机与装置工作在同一网段内，在装置运行程序后，开始与 TCP 客户端建立连接，并自动获取该网段内部的 I地址为 192.168.119.118，，TCP 服务器收到了电能质量数据采集终端发送的连接成功信息，证明了上位机与装置之间成功建立了网络连接，之后便可以对电能质量数据与文件进行传输。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM711

【参考文献】