基于虚拟仪器单相电能质量监测系统的研究 (1)

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1、基于虚拟仪器的单相电能质量监测系统的研究摘要在科学技术飞速发展和工业规模不断扩大的今天，伴随着电气化程度的不断提高，电能质量问题也日益受到重视。因此，很有必要采取技术手段对电网建立和实施有效的监测措施以确保电能质量。传统的电能质量监测分析设备以硬件为主且功能较少，已经不能满足目前实时性强、功能多、智能化程度高等复杂的监测要求。利用先进的虚拟仪器技术、计算机技术、嵌入式技术，本论文设计开发了基于虚拟仪器的电能质量监测系统，该系统将基于STM32微控制器的下位机和基于LabvIEW的上位机有机的结合

2、起来，可以对电压、电流、功率、频率、谐波含量等电能质量参数进行实时测量，并能实现仿真测试和数据库管理的功能，具有功能丰富，界面友好，扩展性强，移植性好，成本低的优点。论文首先研究了电能质量及其标准和电能质量基本参数的测量模型，重点研究了电网谐波和谐波的测量原理，分析评述了现有的几种主要的谐波测量方法及其优缺点。论述了两种新的谐波分析方法；其中，详细阐述了基于支持向量机的谐波分析方法；同时提出了基于改进人口迁移算法和TLSESPRJT算法的谐波分析方法。并通过仿真算例证明了两种谐波分析方法的有效性

3、和实用性。论文重点阐述了基于虚拟仪器的电能质量监测系统的开发工作。提出了系统总体设计方案，采用意法半导体公司研制的STM32系列微处理器，完成了基于STM32的下位机系统硬件电路和软件程序的设计和制作；采用虚拟仪器开发平台LabVIEW设计上位机软件，编写完成了实时测量分析、仿真分析、数据库管理等模块化程序，设计了友好的人机界面。还对电能质量监测系统进行整体调试，并通过对系统各部分的实验测试，查找并纠正系统工作中出现的故障，提高了系统的可靠性和实用性。最后，对电能质量监测系统的研究开发和调试过程

4、作出了总结，指出了其中存在的不足之处，并对课题需要进一步研究完善的地方作了展望。关键词：电能质量；虚拟仪器；支持向量机；人口迁移算法；数据采集ABSTRACTT0dav，淅thmerapiddevelopmentofscienceandtecllllologyandthec叽stantexpanslonofindustrialscale，electri丘cationdegreeenhancesunceasin91yandpowerquali够problemsarealsovaluedseriou

5、sly．Therefore，itisnecessaUtotaketecllnologymeansestablisllingaJldimplementingmepowerqualit)rmonitoringtoensurepowerqualit)，．ThemainpartofthetraditionalpowerqualitymonitoringsystemwhichhasnotmanyfUnctionsishardware，soitcan’tmeetlotsofincreasinglycompl

6、exrequirementssuchasreal一time，multi—f．unctionandintelligentmonitoring．TheuseoftheadvancedVirtualinstmmentteclulology，computertechn0109yandtheembeddedtechnology，thispaperdesignanddeVelopmenttheelectncpowerqualitymonitoringsystembasedonVirtualinstrumem

7、．ThesystemcombinestheslaVemachinew11ichbasedontheSTM32microcontrollerandthemaStermachinewhichbasedonLabVIEW．Itcannotonlymeasurevoltage，current，power，f}equency，hamonlccontentandotherpowerqualityparameters，alsorealizethesimulationtestanddatabasemanagem

8、entfullctionandhasmanVadvantagessuchasrichfhnction，friendlyimerface，extensible，ponabilit)，and10wcost．Thispapernrststudiedpowerqualitystandardandthemeasurementmodelofpowerqualitvbasicparameter，focusonthehamonicanditsmeasurememprincipleinthepowergrid．I