配电网电能质量在线监测系统的研究与设计

摘要

随着经济社会的发展，越来越多的复杂电力负荷接入电网，如复杂控制系统等不仅要求保证供电的可靠性，还对电网电能质量有较高的要求。随着电力电子变流装置地广泛应用，电网谐波问题日益凸显。高速铁路建设加快，由牵引线路单相供电带来了电压电流三相不平衡问题。电能质量问题对电力系统的安全运行造成了极大影响，同时带来了重大经济损失，需要供用电双方的重视。对电能质量进行实时监测是研究和治理电能质量问题的前提。由于主要产生电能质量污染的负荷接在配电网，因此需要一种实现配电网电能质量在线监测的系统。 本文首先阐述了研究背景和国内外研究现状，然后阐述了主要监测电能质量指标，以及对这些指标的检测算法的研究。闪变检测算法中提出了一种IEC平方检测算法的改进算法，其具有滤波效果好，准确度高，计算简单的优点。基于本文研究的算法，对监测系统的硬件、软件进行设计，采样电路通过16位高速AD和CPLD，能够实现高采样速率，支持高达50次的谐波分析，核心处理器采用主频高达1.8GHz的英特尔赛扬1037U处理器，该处理器功耗低、能够满足电能质量各项指标的计算以及装置其他功能的实现。在数据存储中引入标准电能质量数据交换格式PQDIF，以实现不同厂家型号设备数据的传输、交换和分析。 本文最后对所设计监测装置的主要性能进行试验，试验结果显示，本装置满足国家标准中的各种复杂环境下的工作要求，对各项电能质量指标的测量精度满足国家标准要求。本系统具有结构简单、成本低、测量精度高、功能丰富、扩展性强的特点，适宜应用于配电网电能质量的在线监测。

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