电能质量分析(实时监测)

分类：开题报告    更新时间：09-03    来源：网络

 一、课题综述及研究意义

自第二次工业革命以来，电能已经成为现代人类社会中不可或缺的重要能源之一。电能是一种清洁方便、经济实用且易于传输、控制和转换的能源形式，作为一种特殊的商品，随着我国国民经济和工业技术的快速发展，各行各业对电力系统供电质量的要求越来越高，一方面由于用电负荷日趋复杂化和多样化，特别是干扰性负荷，如各种电力整流设备，电弧炉，大容量调速电机，电气化铁道，无功补偿等电力电子装置和非线性设备的不断涌入，使电力系统的电能质量受到严重影响和威胁；另一方面，随着高新技术的迅猛发展，许多设备的装置都带有基于计算机的控制器和功率电子器件，与传统设备不同，设备和装置对电能质量的变化非常敏感，电能质量的瞬间变化就可能造成巨大的经济损失。

1、电能质量实时监测系统国内研究现状：

国内对于电能质量研究起步较晚，上世纪80年代有科研院所开始谐波的研究工作，随后有一些公司开始致力于电能质量检测装置的开发和研究工作，并取得了一定的成果。目前国内致力于电能质量检测装置开发的公司还不多，比较有代表性的为上海宝钢安大电能质量有限公司、安徽振兴科技股份有限公司、台湾泰仕电子工业股份有限公司等，这些产品大多数以检测稳态参数为主，也具有测量某些瞬态参数的功能，具有一定的数据存储和通信功能，但总体而言与国外的差距比较大，主要体现在：测量精度距离国际先进水平还有较大差距；检测指标单一，不能进行全面的测量；配套软件功能简陋，不能对数据进行丰富可靠的分析；欠缺友好的界面和良好的操作体验；产品缺乏相应国家标准或工业标准的规范。

2、电能质量实时监测系统的国外研究现状：

国外对于电能质量研究起步较早，加之对电能质量检测设备的开发研究非常重视，因此在电能质量检测设备方面占有很大的技术优势，国外的电能质量检测设备不但技术水平高，而且种类多样，典型如日本日置（Hioki）开发的PW3198系列电能质量分析仪，美国福禄克公司的Fluke430系列电能质量分析仪、1760系列三相电能质量记录仪，瑞典LEM公司的TOPAS1000系列电能网络分析仪和PQFIX电能质量远程监测装置，瑞典联合电力公司的UP-2210在线式电能质量分析仪和U900F便携式电能质量分析仪等，这些产品代表了当今世界电能质量分析的最高水平，具有检测指标丰富，测试精度高等特点，其中美国福禄克公司Fluke430系列电能质量分析仪具有便携、高精度、高稳定性特点，能够对三相电压电流各参数、电压和频率偏差等基本参数测量，还涵盖了闪变分析和间谐波测量、事件记录分析的功能，而且配备了专业的分析软件能够对数据进行图形化分析和报表显示。 

 本课题提出了利用虚拟仪器技术、传感器技术对衡量电能质量的5个主要技术指标：电压偏差、频率偏差、谐波、电压波动和闪变、三相不平衡度实现本地监测、信息提取与分析。基于LabVIEW开发平台，设计系统上位机管理软件平台。

二、课题拟采取的研究方法和技术路线

研究方法：

先分析影响电能质量的5个主要因素：电压偏差、频率偏差、谐波、电压波动和闪变、三相不平衡度。然后将传感器技术、虚拟仪器技术相结合，从硬件方面和软件方面对电能质量监测系统进行设计。

技术路线：

硬件方面包括传感器，信号调理电路，数据采集卡和计算机（PC）。将三相电信号通过传感器，形成适宜于模数转换器处理的电压信号，经过抗混叠低通滤波器，滤去高频的干扰噪声，再经过A/D数据采集卡，将信息传输到计算机中，实现数据的监测显示。

软件方面应用LabVIEW软件开发平台进行虚拟仪器控制软件的设计与实现，分为数据采集模块，频率测量模块，三项不平衡测量模块，功率测量模块，谐波测量模块，电压测量模块。通过应用程序来完成电能质量的监测系统软件设计。

三、主要参考文献

[1] 张重雄，张思维.虚拟仪器技术分析与设计.电子工业出版社，2012.5.

[2] 史健芳.智能仪器设计基础。电子工业出版社，2012.9.

[3] 麦洪，刘晓华.电能质量监测数据分析思路探索.电力电气，2009.7

[4] 郭上华，黄纯，王磊.电压波动与闪变的检测与控制方法.湖南大学,2003.4

[5]伍星华，王旭.国内虚拟仪器技术的应用研究现状及展望.重庆大学，2011.8

[6]李加升. 基于LABVIEW8.5的电能质量三相不平衡度检测与分析.益阳职业技术学院，2009.10

[7] 崔姗.基于LABVIEW的电能质量动态检测仪的设计.郑州大学，2014.5

[8] 高玺亮.基于LABVIEW的电能质量分析系统的设计.哈尔滨理工大学，2012.3

[9] 郭尚坤，李喜莲.基于LABVIEW的电能质量实时综合检测系统.山东省冶金科学研究院,2008.8

[10] 王吉元.基于小波分析的电能质量三相不平衡度虚拟仪.黑龙江科技学院，2012.1

[11]孙晓明.基于虚拟仪器的电能质量综合监测系统的设计与研究.山东大学，2015.5

[12]林海雪.<<新国家标准电能质量，电压波动和闪变介绍>>中国电力科学研究院，2001.12

[13]赵琳，杨耐琪. 虚拟仪器在三相不平衡度的测量中的应用研究.西南交通大学.2014.4

[14] 叶佳辉. 虚拟仪器技术在传感器智能检测系统中的应用与研究.东华大学,2012.

[15]张希.基于LABVIEW的电能质量监测系统.西安科技大学,2009.4

 

二、毕业设计（论文）工作实施计划WWW.eEelW.cOM

（一）毕业设计（论文）的理论分析与软硬件要求及其应达到的水平与结果

理论分析设计：

1、系统设计方案的分析论证；

2、传感器，各硬件模块的工作原理设计；

3、上位机管理平台的基本功能设计；

硬件设计要求：确定要选择的器件及其类型，使之符合课题要求。

软件设计要求：配合硬件设计实现最优化设计，绘制程序流程框图。

（二）毕业设计（论文）工作进度与安排

起讫日期 工作内容和要求 备注

3月23日-3月29日 查阅25篇相关文献，修改开题报告

3月30日-4月5日 查阅资料，制定系统初步设计方案

4月6日-4月12日 确定系统总体设计方案，选择确定传感器的型号

4月13日-4月19日 修改完善硬件结构设计方案

4月20日-5月26日 完成硬件模块原理图的设计与绘制

4月27日-5月3日 设计各节点程序，绘制程序流程图

5月4日-5月10日 设计上位机管理平台

5月11日-5月17日 整理材料，撰写论文初稿

5月18日-5月24日 修改论文，撰写初稿

5月25日-5月29日 完成论文PPT，准备答辩