基于LabVIEW的电能质量分析软件设计

发布时间：2017-08-17 15:07

  本文关键词：基于LabVIEW的电能质量分析软件设计

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【摘要】：近年来,电网负荷构成及特性发生了重大变化,大量非线性、冲击性负荷在生产、生活中得到广泛应用,造成电压波动、三相不平衡、电压波形畸变等一系列电能质量问题,引发电力部门和电力用户的普遍关注。为了满足用户快速增长的用电需求,同时保证良好的用电质量,开发并研制一款功能完备、成本低、精度高、使用简便的电能质量监测与分析装置意义重大。首先,本文分析了国内外电能质量监测与分析的研究发展情况以及我国相关电能质量国家标准,研析了电能质量稳态、暂态指标的测量、分析方法,为电能质量分析软件的开发提供了理论基础。通过多方面对比虚拟仪器和传统仪器,将虚拟仪器技术引入电能质量参数的监测和分析领域,采用北京阿尔泰公司的USB2831数据卡采集电压电流信号,在Lab VIEW(虚拟仪器软件开发平台)环境下,设计了一套智能化、模块化的电能质量分析软件。基于Lab VIEW的电能质量分析软件的相关功能模块包括:密码登陆模块、数据采集模块、波形回放模块、电压偏差模块、电压暂降模块、过电流模块、谐波分析模块、电流有效值与不平衡度模块、电流电压序分量与不平衡度模块、越限数据提取及存储模块。其中重点论述了数据采集模块、电压暂降模块。数据采集模块部分详细介绍了USB2831卡的主要参数、USB设备专用函数及Lab VIEW环境下连续数据采集功能的实现。电压暂降模块部分主要讨论了电压暂降的检测问题,明确阐述了本文采用的短时傅里叶变换算法原理及其如何应用于电压暂降问题。最后,实验测试验证了软件设计方案的合理性,软件的各项功能和指标达到了相关国家标准。
【关键词】：电能质量 虚拟仪器 数据采集 短时傅里叶变换 电压暂降
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM711;TP311.52
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 电能质量问题综述10-13
• 1.1.1 电能质量基本概念10
• 1.1.2 电能质量问题的分类10-11
• 1.1.3 电能质量问题产生的原因11-12
• 1.1.4 电能质量的国家标准12-13
• 1.2 电能质量分析的研究现状和发展趋势13-14
• 1.2.1 电能质量分析的国内研究现状13
• 1.2.2 电能质量分析的国外研究现状13-14
• 1.2.3 电能质量分析的发展趋势14
• 1.3 本课题研究的意义14-15
• 1.4 本文主要工作15-17
• 2 电能质量的分析和测量方法17-33
• 2.1 电能质量的分析方法17-18
• 2.2 基本交流电参数的测量18-20
• 2.3 稳态电能质量指标及其测量20-28
• 2.3.1 供电电压偏差20-21
• 2.3.2 电力系统频率偏差21
• 2.3.3 电压波动和闪变21-24
• 2.3.4 公用电网谐波24-26
• 2.3.5 公用电网间谐波26-27
• 2.3.6 三相不平衡度27-28
• 2.4 暂态电能质量指标的测量28-32
• 2.4.1 暂时过电压和瞬态过电压28-29
• 2.4.2 电压暂降与短时中断29-32
• 2.5 本章小结32-33
• 3 虚拟仪器技术概述33-42
• 3.1 虚拟仪器的构成33
• 3.2 虚拟仪器与传统仪器的比较33-34
• 3.3 LabVIEW虚拟仪器开发平台34-41
• 3.3.1 LabVIEW概述34-35
• 3.3.2 LabVIEW程序设计步骤35-36
• 3.3.3 LabVIEW中常用对象介绍36-41
• 3.4 本章小结41-42
• 4 电能质量分析软件程序设计42-57
• 4.1 软件主程序设计42-44
• 4.2 密码登陆模块设计44-45
• 4.3 数据采集模块设计45-48
• 4.3.1 USB2831 数据采集卡45
• 4.3.2 USB设备专用函数45-46
• 4.3.3 LabVIEW数据采集程序设计46-48
• 4.4 波形回放模块设计48-49
• 4.5 电压偏差模块设计49-50
• 4.6 电压暂降模块设计50-52
• 4.6.1 STFT的原理50-51
• 4.6.2 STFT电压暂降模块设计51-52
• 4.7 过电流模块设计52-53
• 4.8 谐波分析模块设计53-54
• 4.9 电流有效值与不平衡度模块设计54
• 4.10 电流电压序分量与不平衡度模块设计54-55
• 4.11 越限数据提取及存储模块设计55-56
• 4.12 本章小结56-57
• 5 软件测试及结果分析57-67
• 5.1 测试条件及方式57
• 5.2 测试结果及分析57-66
• 5.2.1 电压偏差测试57-58
• 5.2.2 电压暂降测试58-62
• 5.2.3 过电流测试62-63
• 5.2.4 谐波分析测试63-64
• 5.2.5 序分量与不平衡度测试64-65
• 5.2.6 越限数据提取及存储测试65-66
• 5.3 本章小结66-67
• 6 结论和展望67-69
• 6.1 结论67
• 6.2 展望67-69
• 参考文献69-72
• 致谢72-73
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果73

【参考文献】

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本文编号：689641