基于LabVIEW的电能质量分析系统设计Word下载.docx
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中国矿业大学
姓名：
李俊强学号：
********
学院：
应用技术学院
专业：
电气工程及其自动化
设计题目：
基于LabVIEW的电能质量分析系统设计
专题：
指导教师：
王崇林职称：
教授
李国欣职称：
讲师
2008年6月徐州
中国矿业大学毕业设计任务书
学院应用技术学院专业年级电气工程及其自动化学生姓名李俊强
任务下达日期：
2008年3月20日
毕业设计日期：
2008年3月20日至2008年6月10日
毕业设计题目：
毕业设计专题题目：
毕业设计主要内容和要求：
现今社会对电能质量要求日益提高，而电网电能污染却日趋严重，考虑到传统电能质量分析系统存在很多缺陷，本设计研究了采用虚拟仪器思想的电能质量分析系统，具体内容和要求如下：
1.了解国内外电能质量分析的现状及研究本课题的意义，确立研究思路。
2.熟悉各电能质量指标的概念和计算方法；
3.充分认识LabVIEW，掌握其中各函数的功能和用法，练习基本操作；
4.设计系统主题结构，研究系统应实现的功能，分析各电能质量参数的数字化实现方法；
5.构思系统软件部分的整体结构，规划系统软件的前面板和程序框架，详细设计各功能模块；
6.调试系统软件。
院长签字：
指导教师签字：
中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书
指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；
②独立解决实际问题的能力；
③研究内容的理论依据和技术方法；
④取得的主要成果及创新点；
⑤工作态度及工作量；
⑥总体评价及建议成绩；
⑦存在问题；
⑧是否同意答辩等）：
成绩：
指导教师签字：
年月日
中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书
评阅教师评语（①选题的意义；
②基础理论及基本技能的掌握；
③综合运用所学知识解决实际问题的能力；
③工作量的大小；
⑤写作的规范程度；
评阅教师签字：
中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩
答辩情况
提出问题
回答问题
正确
基本
正确
有一般性错误
有原则性错误
没有
回答
答辩委员会评语及建议成绩：
答辩委员会主任签字：
年月日
学院领导小组综合评定成绩：
学院领导小组负责人：
摘要
近年来，计算机技术、通信技术以及测试测量技术的不断发展推动了虚拟仪器（VirtualInstrument，简称VI）技术的不断发展。
虚拟仪器具有丰富的软件功能、简单的硬件结构、高度的智能化等特点。
以虚拟仪器技术为平台建立的电能参数监测分析系统能够克服传统的监测系统功能单一、升级复杂、成本高等缺点。
因此，本论文提出并设计了基于当今测控领域的最新技术——虚拟仪器技术的电能质量参数分析系统，系统能够对电压、电流、功率、相位、频率、三相电压不平衡度、电网谐波等电力参数进行监测，并且具有一定的分析功能。
本论文首先阐述了对电能质量参数监测与分析的必要性以及传统电能质量监测装置的缺陷，分析了利用虚拟仪器技术开发电能质量分析系统的可行性。
然后将电压偏差、频率偏差、电网谐波及三相不平衡作为主要的研究对象，对电能质量指标的数学模型进行了研究和离散化处理。
接着确定了系统总体设计方案，重点论述了利用LabVIEW开发本系统的各个功能模块。
最后，就本系统在研究中存在的不足和需要加强的地方在文中做出了总结，并指出本课题的进一步研究工作展望与设想。
关键词:
电能质量;
电能质量分析系统;
虚拟仪器;
LabVIEW
ABSTRACT
Inrecentyears,thedevelopmentofcommunicationtechnology,Computertechnologyandmeasuringtechniqueimpulsevirtualinstrumenttechnicalprogressivedevelopment.Virtualinstrumentpossessperfectsoftwarefunction,simplehardwareconfigurationaswellashighintelligentetc.Thepowerqualityparametersmonitoringsystemmainlybasedonvirtualinstrumentisbettertraditionalmonitoringandanalysessystem,whichfunctioniscrudeandupdateiscomplicate.
Sothispaperputforwardanddesignthepowerqualityparametersmonitoringandanalyzesystembasedthenewesttechnologyofthefieldofmeasurementandcontrolnow-thevirtualinstrumenttechnical，itcanmonitorelectricpowerparameterincludingvoltage,electricalcurrent,phase,frequency,three-phasevoltageunbalanceandharmonic,andcanalsoprovidethedetailedpowerqualitymonitoringanalysisandresults.
Firstly,theshortcomingoftraditionalpowerparametersmonitoringanalysessystemandthenecessityofmonitoringtopowerparametersareoutlinedinthispaper,besidesthepaperanalyzethefeasibilityforusingthevirtualinstrumenttodevelopthepowerqualitymonitoringsystem.Subsequentlymypapermainlystudythealgorithmofmonitoringvoltagedeviation,frequencydeviation,harmonicsandthree-phasevoltageunbalance,anddisposedispersedlythealgorithmofthematthetime.Then,integrateddesignisascertained,besidesthispaperputemphasesonthedevelopmentofthefunctionalmoduleofpowerparametersmonitoringanalyzesystemusingLabVIEW.
Finally,theconcludingremarkssummariesthedeficienciesandtheimprovementofthesystem,andoutlookthefurtherresearchtoo.
Keywords:
Powerquality;
Powerparametersmonitoringandanalyzesystem;
VirtualInstrument;
LabVIEW
第一章绪论
1.1引言
现代社会中，电能是一种最为广泛使用的能源，其应用程度通常作为一个国家发展水平的主要标志之一。
随着科学技术和国民经济的发展，对电能质量的要求越来越高，电能质量的好坏直接关系到国民经济的总体效益。
因此，建立和实施电能质量的监测与分析是提高电能质量的一个重要技术手段。
传统的电能参数监测系统以硬件为核心，功能单一，已经逐渐无法满足日益复杂的、实时性、多参数测试要求。
近年来，计算机技术、通信技术以及测试测量技术的不断发展推动了虚拟仪器（VirtualInstrument，简称VI）技术的不断发展。
虚拟仪器具有丰富的软件功能、简单的硬件结构、智能化程度高等特点，以虚拟仪器技术为平台建立的电能参数监测系统能够克服传统的测试测量系统功能单一、升级复杂等缺点，并且可以使功能更强、精度更高、速度更快、自动化程度更高、灵活性更强。
目前在开发虚拟仪器的应用程序中，美国NI公司的LabVIEW是应用最为广泛的。
1.2本课题提出的背景和研究意义
对供电质量及可靠性的要求日益提高是和国民经济发展与科学技术进步相联系的。
在电力发展的初期，电力供应比较紧张，人们把关注的焦点放在电力供应的量上，对电能质量的关注程度不多。
从20世纪80年代末以来，随着电力供应的紧张局面逐步缓解以及电力电子技术的蓬勃发展给电力系统自动化带来了很大的变革。
但是，电力电子技术的发展同时也给电力系统带来许多不稳定因素，致使电能质量（PowerQuality）日益恶化，电力系统的污染日趋严重，由此引起了电力部门、工业生产、人们生活多方面的关注。
由于在供电系统中应用了大量的变频器、整流设备、电弧炉等非线性负载，使得电网中的谐波污染情况日趋严重，谐波含量不断增加；
由于个别超高压输电线路不循环换位和电力机车等大容量非对称负载的接入，局部电网的不对称度非常严重；
由于大容量轧钢机等冲击性负载的接入，部分电网的暂态干扰较大，电压闪变的现象时常发生；
此外，由于电网中的自动调压、无功自动补偿装置正确动作率不高等原因，造成用户端电压严重的不稳定，用电高峰时电压过低，而在用电低谷时电压偏高，电网的频率有时也会受到电网负载过重的影响。
以上这些现象都属于电能质量方面的问题，它们对电网的安全、稳定运行极为不利，严重地威胁电力系统的正常运行，甚至还会对电能质量要求较高的电力用户造成严重的经济损失。
为保护电力系统安全和用户的用电安全，更为了减少损耗，提高用电效率，改善电气环境，就必须解决电能质量的问题。
通常通过以下两条措施对电能质量的问题进行治理[5]:
一方面利用现有的技术条件，采用各种可行的技术措施抑制电能质量的恶化或进行负荷调整、电网改造来保证电能质量的正常;
另一方面，我们通常在电力系统的特殊点处装设电能质量参数监测系统来监测电能质量的各种参数。
只有对电能质量的各种参数进行实时地监测，对监测的结果进行统计分析处理，才能够正确评估电能质量的
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