基于LabVIEW电能质量在线监测系统设计

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1、2009年第7期东北电力技术基于LabVIEW电能质量在线监测系统设计TheDesigningofOn—lineMonitoringSystemforEnergyQualityBasedonLabVIEW戴成梅，戴成建，周启龙(1．周口师范学院，河南周口466001；2．沈阳飞机设计研究所，辽宁沈阳110035；3．沈阳农业大学，辽宁沈阳110161)摘要：基于LabVIEW图形语言开发了一套电能质量实时监测系统。该系统综合虚拟仪器技术和网络通信技术，通过软、硬件结合，实时监测电能质量5项稳态指标。这些数据不仅能被实时显

2、示和存储在监测机屏幕上，还能通过DataSocket技术被传送到远程服务器，以利于电力调度部门更好地管理电力系统。与传统的电能质量分析仪相比，系统具有操作简单、监测参数多、所需硬件少、处理能力强、扩展灵活等优点。关键词：电能质量；在线监测；虚拟仪器；LabVIEW；DataSocket[中图分类号]TM933；TM935；TM764[文献标识码]B[文章编号]1004—7913(2o09)07—0029—04近年来，随着我国工业规模的扩大和科学技术供电系统总负荷或其部分负荷正常改变，引起的发展，越来越多的用户引用了性能好

3、、效率高但供电电压变动，通常称为电压偏差。其计算式为对电源特性变化敏感的先进设备。许多新型的电气电压偏差=(实际电压一标称电压)／标称电设备在运行中会向电力系统注入各种电磁干扰，对压)×100％(1)电力系统的安全运行和用户设备正常工作造成的危衡量电压质量的另一指标是电压合格率，其计害与影响也在不断增加，使电力系统遭受的电能质算式为量污染日趋严重。电能质量直接关系到国民经济的电压合格率=I1一鼍蓑霈筹离-×00％c2总体效益。因此，对电能质量进行深人研究有着非1．2电压波动常重要的现实意义。电压波动是指工频电压包络线的一

4、系列变动或我国目前使用的电能质量检测方法存在许多问周期性变化。电压波动的取值为一系列电压均方根题：实时性差、监测指标少、工作量大、效率低值变化中的相邻两个极值之差与标称值的相对百分等。而实际电网参数不断变化，传统的监测方法不数：能及时准确地检测电网参数，将直接影响电力系统d=((一Ui)／U)×100％(3)相关部门的统计分析、调度控制等。本文以虚拟仪1．3频率偏差器技术和网络通信技术为基础，基于NI(National电力系统负荷不断变动，电源出力及其调节系Instruments)公司的LabVIEW(Laborator

5、yViaual统跟随负荷变化又有一定惯性，使系统频率总是处InstrumentsEngineeringWorkbench)软件开发平台于变动的状态中。频率偏差是指电力系统频率的实和相关硬件，开发出一套电能质量实时监测系统，际值和标称值之差。分析和监测电能质量指标，监测电网运行状况，并1．4三相电压不平衡度能实现电能质量远程监控功能，使电力系统相关部三相电压不平衡度是指三相系统中三相电压的门能够实时掌握电能质量情况，及时提出电网管理不平衡程度(主要由三相负荷不平衡引起)。通常的最佳方案。利用对称分量法分解出正序和负序分量后

6、，三相电1电能质量测量原理J压不平衡度就可求出。计算三相电压不平衡度可用简化式求得：电能质量主要包括：电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡度、谐波及其引起的波形畸变等。0，，：一／f一×100％(、4-r)，1．1电压偏差1+~／3—6xL2009年第7期东北电力技术31电压波动测量方法有整流检测法、有效值检测法和在忽略零序分量的三相系统中，只要知道3个同步检测法。本系统选用同步检测法。该方法将电线电压有效值，就可以算出三相电压的不平衡度。压波动看成以工频电压为载渡，其电压的均方根值在程序框图设计中，通过一个公式节点虚拟控

7、件测或峰值受到以电压波动分量作为调幅波的调制。对量三相电压不平衡度。公式节点是一种程序结构，于任何波形的调幅波均可看作是由非基波分量的合可以实现复杂的数学运算。其程序流程如图5所示成。根据同步检测法的测量原理，本系统电压波动(图中a，b，c为线电压有效值)。的测量流程如图2所示。e．信号传输在本系统中，通过虚拟控件Database实现客户n—．{至至垂)_．{至茬銮蔷嘉羹小}_-{out机与服务器机之间的数据传输。图2电压波动测量流程图3试验结果本设计是将待测信号中连续几个周期里的峰值试验电源选用自设的仿真三相电源(含有

8、基提取，将这些峰值生成新的信号(称为调幅波)。波信号、谐波信号和均匀白噪声信号)。测量结果新生成的调幅波的最大值和最小值之差能够反映待如图6所示。测信号的电压波动情况。电压合格率的测量是利用自设的2个计数器来实现。在测量期间，其中一个用来统计不合格电压信号个数，另一个统计合格电压信号个数。在本设计中，合格电压范围为2