论文部分内容阅读
供电质量是确保电网安全高效运行的必要条件,电能同其他商业产品一样具有质量属性。在公共耦合点,对电能质量进行实时监测,通过对监测数据的记录与分析,采取相应调控措施,可以避免电力事故,保障电网和电气设备安全经济的运行。
本文对国内外电能质量监测装置进行了比较与分析,在研究了电能质量测量方法和评价指标的基础上,设计了一种基于LabVIEW的电能质量监测系统。对电力参数的六项指标:供电电压偏差,电力系统的频率偏差,电压波动与闪变,三相电压(电流)不平衡度,公共电网谐波,暂时过电压和瞬态过电压进行监测。该设计旨在开发一种便携式、功能齐全的低压配电网电能质量监测通用装置。该装置使用灵活、通用性好、处理能力强、测量参数全面、系统升级简单、人机交互性好、能够保存大量历史数据。
本文利用小波分析的多分辨率特性对信号进行暂稳态分离,将电能质量分为稳态和暂态两部分。其中稳态电能质量以电压波动与闪变和谐波为主要研究对象,暂态电能质量以暂态扰动为主要研究对象。对于电压波动与闪变,主要介绍了闪变仪所使用的平方检测法,由于平方检测法存在忽视波动量中的频移分量、测量精度不高等缺点,提出了抵消基波分量的方法;对检测电网谐波的FFT算法带来的频谱泄露和栅栏效应问题,比较了几种常用的窗函数特性后,采用了FFT加布莱克曼窗双峰修正插值的方法,提高了FFT的运算精度;对于暂态扰动现象,利用小波变换的奇异性检测原理进行识别和分析。
硬件部分主要包括传感器,信号调理电路,数据采集三大模块,研究分析了电能质量监测装置硬件组成,综合比较分析了几种硬件的特性,根据实时电能多参数测试需求,选择HNV-500T型电压传感器和HNC-50LX型电流传感器,数据采集卡选用的是美国NI公司的M系列的PCI-6251型采集卡,该数据采集卡满足测量和分辨率精度要求,并且该采集卡驱动可与LabVIEW良好结合。在传感器和数据采集卡中间设计了信号调理电路和抗混叠滤波电路,共同完成数据采集任务。
数据记录监测采用笔记本计算机,整个装置灵活,功能通用,界面直观,模块移植能力强,在LabVIEW软件仿真平台上对电能质量6项评价指标进行分析,可以完成暂稳态分离,数据存储和读取等模块的建模,利用该系统进行了电能质量参数测量。实验结果表明:该实验系统运行良好,具有一定的使用价值,能够满足电能质量监测的要求。