電能質量監(jiān)測系統(tǒng)和算法的研究.pdf

1、電能質量技術是一個跨學科的邊沿性課題，隨著科技的進步與電力系統(tǒng)的發(fā)展，電能質量問題日益突出，電能質量監(jiān)測系統(tǒng)的研究越來越受到國內外專家學者和電力工作者的重視。本文基于電能質量監(jiān)測網(wǎng)絡化、微機化的思想，在下位機(基于雙DSP的數(shù)據(jù)采集壓縮通信系統(tǒng))上位機(中心管理主機)上進行電能質量監(jiān)測的設計與研究。主要研究內容如下：
　　 1.研究監(jiān)測電能質量的必要性，介紹電能質量監(jiān)測裝置的研究現(xiàn)狀，以及電能質量的概念和分類。概述電能質量監(jiān)測算

2、法，對比連續(xù)傅里葉變換、離散傅里葉變換和快速傅里葉變換方法。通過對動態(tài)測度的定義和特點進行描述，指出動態(tài)測度能夠依據(jù)結構特點對信號進行分層，從而找到信號畸變點，有利于電能質量暫態(tài)擾動的識別。
　　 2．提出基于以太網(wǎng)的電能質量監(jiān)測系統(tǒng)的構架模式。該系統(tǒng)下位機采用雙DSP作為核心，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集、傳輸和U盤存儲功能。數(shù)據(jù)采集部分中采用抗混疊濾波電路和鎖相倍頻電路的設計，保證采樣數(shù)據(jù)的正確性和完整性；數(shù)據(jù)通信部分采用CAN總線傳輸

3、，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)基于TCP／IP協(xié)議的以太網(wǎng)高速傳輸功能；U盤存儲部分采用數(shù)據(jù)壓縮技術，可完整記錄現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的離線存儲。
　　 該系統(tǒng)的上位機主要完成數(shù)據(jù)接收，對各項電能質量擾動分析，數(shù)據(jù)庫存儲和人機交互界面等工作。
　　 3．編寫電能質量監(jiān)測系統(tǒng)中的監(jiān)測算法。主要包括：在VC++平臺，編寫快速傅里葉變換程序代碼，并對實時電壓信號進行分析，可描繪諧波分量含有率分布圖，完成基于此方法的三相不平衡度計算；編寫Dyn測

4、度算法的程序代碼，并對實時電壓信號進行分析，描繪出Dyn測度圖，完成了基于此方法的電能質量電壓暫降和頻率偏差的程序實現(xiàn)；編寫均方根電壓算法的程序代碼，并對實時電壓信號進行分析，描繪出實時RMS電壓波形圖，以及基于此種算法的電能質量電壓偏差和電壓波動的計算。
　　 4．實現(xiàn)電能質量監(jiān)測系統(tǒng)上位機各功能。編寫上位機通信部分程序，采用網(wǎng)口通信和串口通信的雙通道通信技術，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分類傳輸；設計上位機的數(shù)據(jù)庫并編寫了數(shù)

5、據(jù)庫連接程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的大規(guī)模存儲和分類；設計上位機的人機交互界面，使人員易于對系統(tǒng)進行相關操作和對數(shù)據(jù)的掌握。
　　 5.研究基于極小值點和斜率畸變點的Dyn測度在電能質量擾動分析中的應用。通過定義斜率畸變點并結合Dyn測度，提出基于極小值點和斜率畸變點Dyn測度的電能質量分析新方法，并設計新穎高效的算法，實現(xiàn)對信號的實時分析：構造三個用于電能質量擾動參數(shù)估計的時域特征量A1，A2，A3，并利用這三個特征量分別對電壓暫降，振蕩