虚拟仪器技术在电能质量测试系统中的应用研究

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1、天津理工大学硕士学位论文虚拟仪器技术在电能质量测试系统中的应用研究姓名：丰美丽申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：周雪松20081201摘要传统的电能质量参数测量系统以硬件为核心，功能单一、成本高，已经无法满足日益复杂的、多参数的测试要求。近年来，随着电子技术和计算机技术的飞速发展及其在测量技术和仪器上的应用，新的测试理论和方法、新的仪器结构不断出现，测量仪器的功能和使用发生了质的变化，其中最显著的一点就是虚拟仪器(VirtualInstrument，简称VI)的出现与发展。虚拟仪器是计算机技术与测试测量仪器技术相结合的产物，具有硬件结构简单、可自定义仪器功能、数据处

2、理和分析功能强大的优点，同时可以实现历史数据管理和图形化显示等功能，在电力系统测量和控制方面具有极其广阔的应用前景。因此，本论文通过分析国内外电能质量测试装置的发展现状，针对目前电能质量测试过程中所遇到的问题，研究开发出一种基于虚拟仪器的电能质量测试系统。该系统能够准确检测电网电压、电流、频率、三相不平衡度、电压波动、电网谐波等电力参数，并对其进行实时分析，将分析结果存储到LabVIEWSQL数据库中，以备之后的查询和再分析。在虚拟仪器开发工具方面，本文选用的是具有代表性的美国国家仪器(NationalInstrument，简称NI)公司的LabVIEW(Laboratoryvirt

3、ualinstrumentengineeringworkbench)开发软件及其高精度16位PCI一6220采集板卡；在算法上，本论文提出了同步检测与小波变换相结合的电压波动测量方法，测试结果表明此方法对于电压波动信号的检测和分析具有非常好的效果。论文首先简要地介绍了虚拟仪器的概念及构成，针对虚拟仪器和电能质量检测的研究现状，论述了将虚拟仪器技术应用于电能质量测试的必要性，介绍了系统的测试原理及总体结构。其次，论文对测试系统的设计及测试作了详细的阐述。主要从以下三方面展开：硬件设计、软件实现和结果测试。硬件设计部分，简要介绍了所选数据采集卡的参数、特性及安装配置，并在其基础上完成了信

4、号调理电路的设计。软件实现方面，首先对虚拟仪器开发平台LabVIEW及其编程语言作了简要介绍，然后详细论述了软件总体结构和工作流程，并对数据采集、电能质量基本参数测量、数据分析和数据存储四大模块的实现作了详细的说明。在结果测试部分，对所采集信号进行测量，并对测试结果进行了分析。该测试系统具有扩展性和复用性强的特点，可以显著提高电能质量测试的自动化程度。因此，使用虚拟仪器进行研究、设计、测试将成为电力系统测试领域的一种趋势。最后，就本系统在研究中存在的不足和需要完善的地方做了总结，指出课题的进一步研究工作。关键词：虚拟仪器LabVIEW数据采集信号调理小波变换数据库电能质量Abstra

5、ctThetraditionalPowerparametersmeasuringsystemmainlybasedonhardwareissingle--functionandhigh··budget,SOitisunsuitablegraduallyforcomplicatedandmultiparametertest．Recentyears，withrapidprogressofelectronictechnologyandcomputertechnology,newtestingtheoryandmethod，newinstrumentstructureisappearing．

6、Functionandapplicationofmeasuringinstrumentshaschangedalot．OnemarkedcharacteristicisappearanceanddevelopmentofVirtualInstrumentwiththeadvantageofsimplehardwarestructure，user-defined，powerfuldataprocessingandanalysisfunction．Besides，VirtualInstrumentcanachievethefunctionofhistorydatamanagementan

7、dgraphicalrepresentation．Therefore，byanalyzingthestatusofpowequalitytestingsethomeandabroad，inconnectionwiththeproblemsbeingfailedacrossduringtestingofpowerquality,apowerqualitytestingsystembasedonVirtualInstrumentisstudyedandexpl