基于labview的电能质量监测系统设计

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1、辽宁工业大学硕士学位论文基于LabVIEW的电能质量监测系统设计专业:电力系统及其自动化研究生:邢峰华指导教师:张艳副教授辽宁工业大学电气工程学院二〇一五年三月MasterThesisDesignofPowerQualityMonitoringSystembasedonLabVIEWSpeciality:PowerSystemanditsAutomationCandidate:XingFeng-huaSupervisor:AssociateProfessorZHANGYanLiaoningUniversityofTechnologyJinzhou,1210

2、01,ChinaMarch2015摘要国民经济的发展及科技的进步推动着电力系统负荷的增加和电力非线性设备的广泛使用，严重降低了电力系统的电能质量；其次，对于电能质量，用户提出的需求日益增多，这让电网把关注的焦点转移到电能质量上来。另外，由于电能质量处于运动状态，只有当电能质量达到动态平衡时，电力设备才能正常有效地工作，因此，对电能质量的监测尤为重要。本文扼要概述了课题研究的背景及意义，总结了电能质量监测装置的国内外研究现状，并提出基于虚拟仪器的电能质量监测系统成为电能质量监测系统发展方向的观点；其次，本文概述了电能质量的国内外标准、五种稳态电能质量指标的定

3、义及产生的危害和暂态电能质量信号的定义及数学模型，并比较分析了各个指标的检测方法。在暂态电能质量信号的分析中，为了有效地滤掉电网中的白噪声和脉冲噪声，本文通过分析比较了由形态学理论构造的三种滤波方法，提出了一种基于LMS的多结构元素自适应权重复合滤波方法。仿真测试表明，在波形方面，它优于单一类结构元素滤波方法的效果；在信噪比方面，它滤波后的信号信噪比是25.4290dB，比其他两类复合滤波方法的信噪比高0.1dB到0.3dB；即它能够有效地滤掉噪声，并且能最大限度地保留信号的有效成分。除此之外，本文应用小波变换的奇异性测量原理对暂态电能质量信号的扰动进行定

4、位检测。仿真测试表明，对各个暂态类指标的定位时间检测的相对误差都小于1.9%，甚至，有些指标还小于0.3%；即这个算法具备良好的定位作用。虚拟仪器顺应时代发展的需求，本文基于NIPCI-6221多功能数据采集卡构建硬件平台，采用LabVIEW2011软件开发了电能质量监测系统。该系统能够实现数据采集、五种稳态电能质量指标的检测、五种暂态电能质量信号检测、数据库存储、报表生成及远程监控等功能。最后，本文采用LabVIEW设计的信号发生器装置，仿真测验系统的各个部分。仿真实验结果显示：在仿真信号的测试条件下，该系统的各个部分均具备较高的精度及良好的稳定性，并且

5、满足电能质量的国家标准。关键字：电能质量，监测系统，数学形态学，小波变换，虚拟仪器IAbstractThedevelopmentofnationaleconomyandtheprogressofsciencepromotetheincreaseofpowersystemloadsandthewideuseofnonlineardevices,thenseverelyreducespowerqualityforpowersystem;what’smore,themoreandmorerequirementtopowerqualityfromusers,whi

6、chmakesthatthefocusofthegridtransferstopowerquality.Inaddition,becausepowerqualityisinthemotionstate,onlywhenpowerqualityreachesthedynamicbalance,powerequipmentscannormallyandeffectivelywork.Therefore,itisimportanttomonitorpowerquality.Thedetectionmethodsofpowerqualityandthestatus

7、qutoofpowerqualitymonitoringequipmentsathomeandaboardarebrieflyintroduced;thispaperputsforwardthatpowerqualitymonitoringsystembasedonvirtualinstrumenthasbecomethedevelopmentdirectionofpowerqualitymonitoringtechnology.Then,thestandardsofpowerqualityathomeandaboardarebrieflyintroduc

8、ed,thedefinitionandharmoffivekind