基于虚拟仪器LabWindows/CVI的电能质量分析系统

摘要

系统中的发电机、变压器、线路和用电设备的非线性或不对称，加之控制手段不完善以及外界干扰和各种故障是造成系统电压不平衡及电压正弦波畸变的主要原因，所以产生电能质量问题。针对传统电能质量分析仪存在的存储容量小，显示功能单调，非正弦电参量测量误差大，数据分析处理能力欠缺等问题，本文提出了基于Labwindows/CVI虚拟技术平台的电能质量分析系统的设计方案。 首先介绍了电能质量分析系统的研究现状和电能质量的分析方法。然后，对电能质量的现象(包括定义、产生原因、危害)做的详细的分析；其次，介绍了电能质量的数学分析方法，主要是傅立叶变换，窗函数，频谱混叠和泄露效应的数学分析方法。再次，详细说明了本文设计的电能质量分析系统的硬件搭建和软件实现。硬件方面，本文选用了基于PXI总线的仪器系统完成硬件搭建。软件方面，以Labwindows/CVI为开发平台完成了电能质量基本指标的分析和处理，包括信号采集，信号分析和测试数据存储等功能。利用过零检测方法进行频率检测和测量；利用快速傅立叶变换求出基波和谐波幅值、相位；利用相关方法求信号的相位差及利用比较方法求电压波动。最后，对实验测试数据中的误差进行了分析并提出了改善措施，并对本系统中的不足做了描述，对电能质量分析装置的发展趋势也进行了必要的展望。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1电能质量的提出

1.2电能质量监测技术的概况

1.3电能质量对电力系统的影响

1.4虚拟仪器技术

1.5本篇论文的主要工作

2电能质量分析及测量

2.1基本概念和定义

2.2电能质量标准

2.3供电电压偏差

2.4频率偏差

2.5三相不平衡度

2.6电压波动

2.7闪变

2.8波形畸变与电力谐波

2.9电能质量的测量方法

2.10本章小结

3电能质量的数学分析方法

3.1傅立叶变化

3.2连续傅立叶变化

3.3离散傅立叶变换

3.4快速傅立叶变换

3.5傅立叶变换的特点及应用

3.6窗函数

3.7奈魁斯特定理和频谱混叠现象

3.8本章小结

4电能质量分析的系统设计

4.1基于虚拟仪器LabWindows/CVI的开发平台

4.2虚拟电能质量分析系统硬件设计

4.3虚拟电能质量分析系统的软件设计

4.4本章小结

5误差分析

5.1实验数据测试

5.2误差分析与改善

5.3本章小结

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

7参考文献

8附录

9硕士在读期间的科研成果

10申明

11致谢