电能质量监测系统的改进与小波消噪研究

摘要

电能质量的好坏对各种电力设备的正常运行起到非常关键的作用,近年来备受业界的关注.电力行业的迅猛发展也对电能质量提出了越来越高的要求。在“十二五”规划中,国家提出了建设坚强可靠、清洁环保、透明开放、友好互动的坚强智能电网的目标,这对电能质量提出了更高的要求。通过对电网电能质量的监测分析,然后制定有效的解决方案,对于提高电网电能质量具有重要的现实意义。
　　 论文设计了一种基于GPS和GPRS的电能质量监测装置。GPS用来为异地电网监测的同步采集提供精准的时间,GPRS负责监测数据的远程传输,采用DSP作为系统数据处理与控制模块,CPLD用来完成同步设计、地址译码等工作,扩展的FLASH与SRAM可以满足数据存储需求。该装置可以实现异地同步采集,并实现电压频率、三相电压(电流)有效值、各次谐波分量、有功功率、无功功率、功率因数、等参数的检测。论文的主要工作如下:
　　 查阅了电能质量的发展现状与趋势,并介绍了GPS、GPRS在电力中的应用现状,根据系统需求,确定了系统的总体软、硬件设计框架。
　　 介绍了GPS授时原理与GPRS传输协议,详细阐述了同步原理并设计了秒脉冲同步授时电路,设计了GPS、GPRS硬件接口电路,并对GPS同步授时与GPRS DTU透传模式通讯进行软件设计。
　　 针对间谐波的消噪问题进行研究,提出了分频带消噪改进算法,对两种信号分别用不同的消噪算法作了对比仿真,得到了仿真对比图与仿真数据结果,仿真结果表明,改进算法的消噪效果显著。
　　 根据设计的系统原理图,设计了系统PCB板。改进的系统与原有系统相比,异地同步测得的数据具有更高的分析参考价值,同时也提高了系统采样精度,GPRS无线通讯使数据快捷安全地传输到控制中心。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 电能质量研究现状

1.2.1 电能质量检测理论的研究现状

1.2.2 电能质量监测装置的研究现状

1.3 GPS与GPRS的应用现状

1.3.1 GPS的应用现状

1.3.2 GPRS的应用现状

1.4 课题的提出与研究意义

1.5 本文主要工作

第二章 系统总体架构

2.1 原开发系统简介

2.2 系统设计需求

2.3 系统设计框图

2.4 本章小结

第三章 系统硬件设计

3.1 系统硬件原理图

3.2 GPS模块

3.2.1 GPS授时技术

3.2.2 GPS同步授时原理

3.2.3 系统同步采样设计

3.2.4 iTrax300接口电路设计

3.3 GPRS技术原理

3.3.1 GPRS优点及其传输协议

3.3.2 GPRS DTU的核心功能

3.3.3 GF-2008 DTU透传模式原理

3.3.4 GF-2008通讯接口电路设计

3.4 系统PCB板设计

3.5 本章小结

第四章 系统软件设计

4.1 系统软件总体设计框图

4.2.GPS软件程序设计

4.3 GPRS软件程序设计

4.4 本章小结

第五章 小波阈值消噪算法研究

5.1 小波变换的特性与多分辨率分析

5.2 小波阈值消噪原理

5.3 阈值消噪算法改进

5.4 改进算法仿真结果

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文

附录 A 系统电路原理图