强健[1]2018年在《复杂电网谐波时频分析与谐波溯源技术研究》文中研究说明在当今电力系统中,各类非线性设备日渐增多,负荷谐波电流大量注入电网,电网损耗增大、电能质量低下。由于电网的广泛互联性和用户用电特征的时变性,电网谐波在多用户之间相互影响,导致谐波源头不明、谐波污染责任不清。为此,本文考虑到谐波的时间变化特性,按照不同的谐波次数,主要研究了电网中各次谐波源的追溯方法以及谐波污染责任的评估方法。首先研究了谐波含量的检测和谐波功率的计算方法。采用离散傅里叶变换实现了谐波电压和电流含量的同步检测分析,采用谐波同步旋转坐标变换方法和瞬时功率理论实现了瞬时谐波功率的快速检测计算。建立了复杂配电网下的谐波分析等值电路模型,以单一用户与供电系统的公共连接点为界,分析了不同背景谐波和负荷性质下穿越公共连接点的谐波功率与谐波污染源之间的关系,获取了非线性负荷与线性负荷的谐波功率特征,提出了基于谐波功率方向的谐波源辨识方法和基于各次谐波能量累积效应的谐波污染责任评估方法,通过仿真验证了所提谐波污染溯源及其污染责任评估方法的正确有效性。设计开发了一套具有远程网络通信功能的谐波监测溯源系统,由多个安装于不同用户的分布式谐波监测溯源终端和一套数据中心监管软件组成。谐波监测溯源终端实时检测19次以内的谐波电压电流并计算各次谐波的瞬时功率和分次谐波能量,数据中心软件则记录分析各类谐波数据,给出复杂电网中的谐波源荷分布及其谐波污染责任。分别在实验室与某地区实际电网中对谐波监测溯源系统进行了实验测试和现场应用,通过对大量测试和监测所得谐波数据的总结分析,验证了谐波监测溯源系统的正确有效性和实际应用可靠性。
高月红[2]2007年在《基于虚拟仪器技术的电能质量参数监测系统的设计与研究》文中指出随着我国经济的发展，各种工业生产对电能质量的要求越来越高，电能质量越来越受到重视，及时准确地得到电能质量参数，对于工业生产有重要的指导意义。论文首先简要介绍了电能质量国家标准，据此给出了部分监测指标的算法，阐述了对电能质量参数监测的必要性以及传统电能质量参数监测装置的缺陷，分析了利用虚拟仪器技术开发电能质量参数监测系统的可行性。然后分析了系统的软硬件设计，硬件设计方面对传感器、信号调理电路以及采集电路作详细介绍；软件设计重点讨论了利用图形化编程语言LabVIEW开发系统的功能模块：数据采集模块、频率测量模块、有效值测量模块、叁相不平衡度测量模块、功率测量模块、谐波分析模块、闪变测量模块、数据存储模块等，以实现对电力参数实时监测。最后，对监测系统进行了初步的测试，结果说明，本系统能够满足电能质量参数监测系统的基本设计要求。
闫立东[3]2015年在《无功补偿监测技术研究与网络化系统开发》文中进行了进一步梳理随着我国经济的飞速增长，用电负荷的不断增加，用户对电能质量要求的日益提高，配电网无功优化补偿的重要性愈发凸显。随着人民生活水平的进步，工厂设备机械化、自动化的升级，大量用电负荷的使用，导致无功功率的调节控制难度也愈发提高。电力系统内部无功功率的合理分布与平衡，是提高电力系统功率因数和降低电力系统功率损耗的前提条件，是确保电力系统电压稳定的物质基础，因此电力系统无功功率的调节控制是保证电力系统稳定运行的核心工作之一。近些年来，电力系统中用电设备的增加，导致对系统无功功率和电压的调节、控制能力要求越来越高，难度也随之逐渐增大。针对风力发电中存在的无功功率不足和变电站存在的电压偏差等一系列电能质量问题，在研究无功补偿与电能质量之间重要关系的基础上，本着监测动态无功补偿装置性能的想法，本文提出并研发了一种基于虚拟仪器技术的无功补偿监测系统。系统结构以信号调理电子电路为硬件基础，USB数据采集模块为传输工具，以LabVIEW软件技术为开发工具，以无功补偿装置评价为目的。以电网的叁相电压电流信号为输入，通过高低压转换单元、信号调理单元、数据采集单元和计算机处理单元，建立无功补偿监测系统。本文分析了虚拟仪器网络化功能实现的组件模式，对实现虚拟仪器网络化传输的开发工具LabVIEW、MyEclipse等进行了研究。根据系统监测需求，设计了相关的软件处理程序，提出了网络化传输功能的实现方案。无功补偿监测系统具有图像显示、数据读取、状态判断、数据存储、数据回放等功能，可以监测无功补偿装置补偿时间、补偿容量等一系列性能参数，实现了对无功功率补偿装置功能的全面系统在线监测。系统还可进行网络化数据传输，实现了远程监测与控制的功能。
张少儒[4]2018年在《基于物联网的电能质量监测系统及评估方法的研究》文中研究表明随着工业技术的发展,电力系统中整流型、冲击型等非线性负载逐渐增多,这些非线性负载对电网造成了严重的污染,对电力系统的安全运行和用电设备的正常工作造成的影响不断增加。同时,各种复杂的、精密的、敏感的高新用电设备不断普及,电力用户对电能质量的要求不断提高。因此,迫切需要对电网用户电能质量进行监测及综合评估。本文以物联网无线传感技术、无线通信技术和软件开发技术为支撑,提出了一种基于物联网的电能质量监测系统,并对电能质量综合评估进行了研究。论文的主要工作如下:(1)构建了电能质量数据采集平台,采用新型物联网LoRa扩频传输技术实现了电能质量数据的多点采集,采用TCP/IP无线通信技术和中间件技术实现了电能质量信息的可靠传输和高效处理。(2)以Cortex-M3微处理芯片以及专用计量芯片RN7302为硬件核心,采用μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统,设计并开发了电能质量监测节点软硬件,制定了微处理器与计量芯片及各模块之间的通信协议,实现了电能监测数据的精确采集与稳定传输。(3)为了提高评估方法的准确度,通过对比不同综合评估方法的优缺点,建立指标测度评估矩阵,确定电能质量评估指标综合权重,克服单一赋权法的片面性,使评估结果更加科学、准确。(4)根据监测系统的需求,开发了监测系统应用程序,设计了登录管理、网络管理、数据显示、节点管理、操作管理及故障报警等模块,实现了电能质量联网监测,提高了系统的可扩展性和可维护性。通过功率校表法对电能质量监测节点进行校准,对叁相四线制电能质量数据进行了采样和分析。系统测试验证表明,本文提出的监测系统在一定误差范围内能较精确地采集电能质量数据,达到了设计要求。所开发的应用程序功能完善,使用便捷,实现了电能质量的自动化监测和电能信息的智能化管理,具有一定的实际应用价值。
杨军胜[5]2008年在《沧州电网电能质量谐波监测系统的研究》文中研究表明沧州电网处于河北南网的末端,系统相对较小,承受干扰性负荷的能力较差。本文首先研究了沧州电网对电能质量的要求,并分析了谐波与负序对沧州电网的影响。第二,建立输电线、变压器、并联补偿电容器等电力系统元件在不对称情况下的谐波模型,可以计算电力系统元件在不同频率时的等值电路参数。在上述基础上,系统地、定量地对沧州地区电网上的谐波分量进行分析、计算,为电网谐波治理提供准确可靠数据。根据计算结果,对沧州电网电能质量谐波监测系统进行研究,分析了运行中对电网产生的作用,为沧州电网进行谐波全面治理打下了基础。
黄国雄, 陈超, 刘四方, 郭宏强[6]2012年在《测量船电网谐波监测系统的设计与实现》文中研究指明对电网谐波的周期性特点进行了研究,讨论了基于快速傅立叶变换(FFT)的电网谐波监测方法。设计了一款双CPU控制的远程电网谐波监测系统,对系统软硬件、上位机软件设计进行了详细的说明。利用数字信号处理器(DSP)进行测量数据的采集和FFT变换运算,得到的测量结果传给微控制器(MCU)实现数据的存储、显示和上报,上位机通过远程通信接口实现远程监测。上机测试表明,工作稳定、监测效果良好。
张华[7]2006年在《油田电网电能质量监测系统研究》文中指出随着现代科学技术和国民经济的飞速发展，电能质量恶化日益严重，已造成了巨大的经济损失。当今，如何监测和改善电能质量，已成为国内外广泛关注的焦点之一。本文介绍了电能质量五项指标的基本概念、标准以及电能质量的分析方法，同时，对电能质量有关指标的计算和检测方法进行了阐述。本文结合生产实际，对胜利油田电网电能质量监测网络进行了研究和开发。构建了油田电网电能质量监测网络系统；研究了监测网络的系统组成和硬件设置；开发了后台监控软件系统，重点研究了软件的数据处理部分。该网络的前台系统可对变电站各段母线的各相电压和各条出线的各相电流进行高速采集、处理分析，实时检测并计算出电能质量的各项参数，并将检测结果传送至远程管理工控机。后台应用软件能够对传来的数据信息进行进一步分析和处理，定期保存，并可将监测记录传送给远程的调度部门。
柴建中[8]2007年在《基于LABVIEW的电能质量分析及监测装置的设计与应用》文中研究表明在电力市场运行机制下，电能作为商品，用户必然对商品质量提出越来越高的要求。目前我国电能质量国家标准主要规定了五个指标：频率、谐波、电压偏差、叁相不平衡及电压波动与闪变。本文采用虚拟仪器技术研制与设计了实时监测上述五项电能质量指标的数字式装置，该装置开发维护费用低，技术更新快，能很好进行远程测量和监控，并能对监测结果进行深入分析，从而可为电力部门提供较为详细的电能质量监测分析结果。虚拟仪器是现代计算机软硬件技术飞速发展的产物，它正逐步取代传统的电子仪器，是现代电工电子测量仪器的发展方向。虚拟仪器主要应用于测量、控制和仿真，将虚拟仪器技术引入到电力系统中具有极其广阔的应用前景。在虚拟仪器开发工具方面，美国国家仪器公司的LabVIEW开发平台是目前虚拟仪器研制开发的杰出代表。本文研究的电能质量在线监测技术的核心部分就是采用LabVIEw及其数据采集卡开发的。“软件就是仪器”是虚拟仪器技术的主要特点，本文采用LabVIEW图形化软件实现了原来用硬件实现的FFT变换、防频谱泄漏和抗混迭等一系列功能。硬件方面采用基于PCI总线的工控机和一个信号调理器。工控机自带有液晶、硬盘、面模键盘、网卡、调制解调器等，可以在监测点就地显示监测波形和数据，而且可以通过局域网、公共电话网远传到监测中心进行进一步的分析研究。谐波是电能质量问题的重要方面，在谐波存在的情况下，目前仍然大量使用的感应式电能表计量精度受到影响，本文除了研究电能质量在线监测技术外，还深入分析了谐波对电能计量的影响，提出并实现了将谐波电能和基波电能分开进行计量，为电力部门提供谐波电能及其影响的定量数据。
王叶坤[9]2008年在《一种新型分布式氧化锌避雷器在线监测系统的研究》文中研究说明本文分析了金属氧化物避雷器的电气特性,介绍了在线监测的工作原理以及几种测量方法。现场在线监测MOA时,由于受到电网谐波电压和相间干扰等因素的影响,监测泄漏电流并用快速傅里叶变换频谱分析法得到阻性基波电流,可以较好地排除干扰,可靠地反映MOA的特性。本课题采用投影法作为监测方法,提出了一种基于CAN总线的新型分布式氧化锌避雷器在线监测系统,并对系统的硬件电路及软件部分设计做了简要说明。本系统以TI公司的TMS320F2812型DSP为本地测量单元的控制核心,系统的硬件部分包括稳压电源、信号采集和调理部分、数据处理和传送等部分。系统使用C语言程序实现了A/D转换、数据处理、通信等功能。本系统在硬件电路和软件编程方面均采取了一些抗干扰措施,整个系统的抗干扰性能好、测量精度高。实验效果达到了设计要求。
吴达[10]2016年在《基于LabVIEW的远程电能质量监测软件系统研制》文中进行了进一步梳理理想状态下,向用电用户提供的电能应该是电压和频率恒定、叁相幅值大小相等相位两两之间相差120°的正弦波,然而由于电力系统中各种非线性、冲击性或不对称负荷的存在,加之对电网运行调控的缺陷、故障和干扰等因素,产生的谐波电流、负序电流注入电网之后,上述所谓的理想状态实际并不存在,这就带来了电能质量问题。电能质量问题关乎着国民经济的健康长远发展、社会和人民的正常生产生活,是当前面临的一个非常重要且值得研究的课题。而新一轮电改的实施,要求建立电力市场,放开售电侧,更好地引入市场竞争,无一不表明,在未来,电能将回归其商品属性,以商品的形式在市场上流通。作为一种商品,其基本市场特征是优质、安全、低价,其中优质即电能质量是关键。如果其质量无法保证,终将被市场所淘汰,因此对电能在质量方面提出了更高的要求,同时也给电能质量的监测带来了一定的挑战。近年来仪器设备的发展十分迅速,远程化、网络化、虚拟化、智能化的程度越来越高,促使研发者利用尽可能简单的硬件设备加上功能结构完整的软件组成一套完整的仪器设备,将复杂的数学运算嵌入到软件中,由强大的计算机而不是由硬件来完成,同时实现远程网络传输,减小硬件设备的规模和人力成本,实现全自动无人值守,达到经济效益的最大化,符合信息时代对仪器设备的要求。本文所研究的电能质量监测系统也秉承着这一思想,现场硬件设备主要由电压电流传感器、调理放大电路、采集卡和工业平板电脑组成,电路简单,没有用于复杂运算的微处理器等,不作为本文研究的主要内容,而本文所要研究的主要内容则是电能质量监测软件系统。软件系统基于Lab VIEW平台编写而成,总体结构采用C/S模式,秉承模块化编程思想,实现一对多TCP通讯,即一个服务器对应多个现场节点设备。该系统主要由两大主体软件构成,即位于工业平板电脑内的现场端监测软件和位于远程数据管理中心的服务器端监测软件。现场端监测软件主要负责对每隔5min的数据采集文件进行读取、电能质量参数计算、现场显示监控以及通过4G或WIFI网络将计算后的数据传送给远程服务器。参数计算部分采用生产者/消费者模式和队列技术,实现各个参数计算模块的多线程并行执行,提高运算效率。服务器端监测软件主要负责有序接收多个现场节点设备同时传过来的计算数据并存入数据库、远程实时显示监控、数据库查询以及原始数据回放。本文对电能质量相关参数的测量方法进行了深入的研究,包括电压偏差、频率偏差、公用电网谐波、叁相电压不平衡、电压波动和闪变、电压暂降与短时中断等。重点研究了闪变的测量方法并且建立了闪变的Simulink模型进行了仿真论证,证明了该模型以及测量方法的正确性与可行性,为软件系统中闪变计算模块的实现奠定了基础。最后,对电能质量监测软件系统进行了仿真与实测。利用仿真输入信号,重点仿真了各个参数计算模块,绝大部分误差在±0.01%以内,误差较小,证明了各个参数计算模块的正确性;在实验室中进行了实测,对单相和叁相工频电压进行了采集并计算其电能质量参数;测试了数据库容量,满足365天连续不间断监测的需求,证明了其可行性;详细测试了软件系统的实际运行以及各个功能实现情况,整个电能质量监测软件系统运行稳定可靠,所需功能包括采集数据计算处理、实时显示监控、一对多网络通讯、数据库存储、数据库查询、原始数据回放等均实现,能够有效地对电能质量进行远程实时在线监测。
参考文献：
[1]. 复杂电网谐波时频分析与谐波溯源技术研究[D]. 强健. 西安理工大学. 2018
[2]. 基于虚拟仪器技术的电能质量参数监测系统的设计与研究[D]. 高月红. 南京理工大学. 2007
[3]. 无功补偿监测技术研究与网络化系统开发[D]. 闫立东. 吉林大学. 2015
[4]. 基于物联网的电能质量监测系统及评估方法的研究[D]. 张少儒. 华东理工大学. 2018
[5]. 沧州电网电能质量谐波监测系统的研究[D]. 杨军胜. 华北电力大学（河北）. 2008
[6]. 测量船电网谐波监测系统的设计与实现[J]. 黄国雄, 陈超, 刘四方, 郭宏强. 电气自动化. 2012
[7]. 油田电网电能质量监测系统研究[D]. 张华. 浙江大学. 2006
[8]. 基于LABVIEW的电能质量分析及监测装置的设计与应用[D]. 柴建中. 太原理工大学. 2007
[9]. 一种新型分布式氧化锌避雷器在线监测系统的研究[D]. 王叶坤. 广西大学. 2008
[10]. 基于LabVIEW的远程电能质量监测软件系统研制[D]. 吴达. 吉林大学. 2016
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