基于labview的远程电能质量监测软件系统研制

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1、分类号：TM933.4单位代码：10183研究生学号：2013552056密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）基于LabVIEW的远程电能质量监测软件系统研制DevelopmentofRemotePowerQualityMonitoringSoftwareSystemBasedonLabVIEW作者姓名：吴达专业：电工理论与新技术研究方向：电磁测量与计算机控制指导教师：段清明教授培养单位：仪器科学与电气工程学院2016年6月基于LabVIEW的远程电能质量监测软件系统研制DevelopmentofRemotePowerQuality

2、MonitoringSoftwareSystemBasedonLabVIEW作者姓名：吴达专业名称：电工理论与新技术指导教师：段清明教授学位类别：工学硕士答辩日期：2016年6月2日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕±学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立

3、进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容夕。ｈ，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担明。学位论文作者签名：＾日期；如乂年矣月日摘要摘要基于LabVIEW的远程电能质量监测软件系统研制理想状态下，向用电用户提供的电能应该是电压和频率恒定、三相幅值大小相等相位两两之间相差120°的正弦波，然而由于电力系统中各种非线性、冲击性或不对称负荷的存在，加之对电网运行调控的缺陷、故障和干扰等因素，产生

4、的谐波电流、负序电流注入电网之后，上述所谓的理想状态实际并不存在，这就带来了电能质量问题。电能质量问题关乎着国民经济的健康长远发展、社会和人民的正常生产生活，是当前面临的一个非常重要且值得研究的课题。而新一轮电改的实施，要求建立电力市场，放开售电侧，更好地引入市场竞争，无一不表明，在未来，电能将回归其商品属性，以商品的形式在市场上流通。作为一种商品，其基本市场特征是优质、安全、低价，其中优质即电能质量是关键。如果其质量无法保证，终将被市场所淘汰，因此对电能在质量方面提出了更高的要求，同时也给电能质量的监测带来了一定的挑战。近年来仪器设备的

5、发展十分迅速，远程化、网络化、虚拟化、智能化的程度越来越高，促使研发者利用尽可能简单的硬件设备加上功能结构完整的软件组成一套完整的仪器设备，将复杂的数学运算嵌入到软件中，由强大的计算机而不是由硬件来完成，同时实现远程网络传输，减小硬件设备的规模和人力成本，实现全自动无人值守，达到经济效益的最大化，符合信息时代对仪器设备的要求。本文所研究的电能质量监测系统也秉承着这一思想，现场硬件设备主要由电压电流传感器、调理放大电路、采集卡和工业平板电脑组成，电路简单，没有用于复杂运算的微处理器等，不作为本文研究的主要内容，而本文所要研究的主要内容则是电

6、能质量监测软件系统。软件系统基于LabVIEW平台编写而成，总体结构采用C/S模式，秉承模块化编程思想，实现一对多TCP通讯，即一个服务器对应多个现场节点设备。该系统主要由两大主体软件构成，即位于工业平板电脑内的现场端监测软件和位于远程数据管理中心的服务器端监测软件。现场端监测软件主要负责对每隔5min的数据采集文件进行读取、电能质量参数计算、现场显示监控以及通过4G或WIFI网络将计算后的数据传送给远程服务器。参数计算部分采用生产者/消费者I摘要模式和队列技术，实现各个参数计算模块的多线程并行执行，提高运算效率。服务器端监测软件主要负责

7、有序接收多个现场节点设备同时传过来的计算数据并存入数据库、远程实时显示监控、数据库查询以及原始数据回放。本文对电能质量相关参数的测量方法进行了深入的研究，包括电压偏差、频率偏差、公用电网谐波、三相电压不平衡、电压波动和闪变、电压暂降与短时中断等。重点研究了闪变的测量方法并且建立了闪变的Simulink模型进行了仿真论证，证明了该模型以及测量方法的正确性与可行性，为软件系统中闪变计算模块的实现奠定了基础。最后，对电能质量监测软件系统进行了仿真与实测。利用仿真输入信号，重点仿真了各个参数计算模块，绝大部分误差在±0.01%以内，误差较小，证明

8、了各个参数计算模块的正确性；在实验室中进行了实测，对单相和三相工频电压进行了采集并计算其电能质量参数；测试了数据库容量，满足365天连续不间断监测的需求，证明了其可行性；详细测试了软件系统的实