基于虚拟仪器的电能质量检测系统的研究

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1、内容摘要随着社会的进步和科技的发展，智能电网的建设是未来电网发展的必然趋势。相对于传统电网，现代电网中含有大量的分布式电源、电力电子设备等非线性负荷元件，从而引发了大量的电能质量问题，治理和改善电能质量是当前我国建设坚强智能电网的重要内容，对电力系统的经济安全运行和人们生活的稳定均有着极其重要的意义。解决电能质量问题的关键就是要做好对电网电能质量的管理和对电能质量指标参数的监测，目前我国在电能质量各项指标的监测方面还远远落后于发达国家，国内的大多数电能质量检测仪器的测量精度不高、种类单一、使用不方便、不能实现实时

2、在线检测和远程监控等。针对以上问题，本课题研究的是基于虚拟仪器的电能质量检测系统。虚拟仪器将计算机接口技术和软件技术、数字信号处理技术、网络技术与仪器仪表技术相结合，在性能、易用性、用户可定制性和经济性等方面具有很突出的优势，在电力系统中具有极其广阔的应用前景。基于虚拟仪器的电能质量检测系统能够实现对电能质量指标参数的高精度、多功能和远程实时在线检测，从而为电能质量问题的治理和改善提供依据。本文首先探讨了电能质量检测的研究背景和意义，总结了国内外的研究现状和发展趋势，介绍了各种电能质量指标的基本概念和相应的国家标

3、准。针对电压偏差、频率偏差、电压波动与闪变、电压暂降、谐波和三相不平衡，分别讨论了它们的检测分析方法，比较分析后归纳了各种方法的优缺点和适用范围。针对电压波动与闪变、电压暂降的现有检测方法的缺陷采用了改进的算法，针对不平稳的谐波引入Hilbert-Huang变换算法，所采用的算法在检测速度和精度方面均具有很大的优势。在理论研究的基础上设计了基于PCI-6024e数据采集卡的电能质量检测的虚拟仪器系统，对系统参数、信号调理和数据采集进行了设计。然后以虚拟仪器开发环境LabVIEW8.2为平台，将上述六种指标相应的检

4、测算法用虚拟仪器软件实现，并实现了实时数据传输和远程监控功能。最后通过实验对系统进行测试，并与已有的电能质量检测仪的实验结果对比，结果表明基于虚拟仪器的电能质量检测系统具有数据处理能力强、检测精度高、人机交互性好、能够实时检测和远程监控等优点，具有很好的使用价值和应用前景。关键词：智能电网电能质量检测虚拟仪器LabVIEWHilbert-Huang变换数据采集IAbstractWiththeprogressofsocietyandthedevelopmentofsciencetechnology,construc

5、tingsmartgridistheinevitabledevelopmenttrendofthefuturegrid.Relativetothetraditionalgrid,therearelotsofdistributedpowersourcesandnonlinearloadssuchaspowerelectronicdevices,thesedevicescausesmuchpowerqualityproblemsinthenewgrid.Soimprovespowerqualityistheimpor

6、tantpartofconstructingstrongsmartgridinChina,itissignificantfortheeconomicalandsafeoperationofpowersystemandthestablelivingofpeople.Thekeytosolvepowerqualityisthatcontrolspowerqualityandmonitorstheperformanceparametersofpowerquality.Atpresentcompareswithdevel

7、opedcountries,themonitoringofpowerqualityparametersinourcountryhasmuchofdisadvantages,mostpowerqualitymeasuredevicesinChinahavemanyshortcomings,suchaslowdetectionprecision,fewdetectionparameters,inconvenienceusing,can’tbeusedforreal-timeonlinedetectionandlong

8、-distancemonitoring.Inviewoftheabovequestions,thispaperresearchesonpowerqualitymeasuresystemwhichbasedonvirtualinstrument.Virtualinstrumentcombineswiththecomputerinterfacetechnologyandsof