电网电磁环境监测系统的设计与实现

摘要

为了对电网的运行状况进行全面及时的了解和分析，降低电能质量问题对电力系统本身和电网中用户的危害，本文设计并实现了电网电磁环境监测系统。
　　电网监测系统实现了电网数据的采集、处理、存储及传输，满足了电网监测对实时性和数据精确性的要求。通过搭建在监测系统上的HTTP服务，管理人员可以随时通过Internet监控电网运行状况。系统将分析后的数据存入MySQL数据库，监测人员可以随时从数据库中完成数据的存储、查询和下载。系统数据采集通过采集频率为100K的采集卡完成原始数据的获得，采集卡通过USB接口和系统相连，在系统内由软件实现电网参数的分析，并将结果存入数据库，同时，管理人员可以通过Internet实时获得分析之后的结果。整个系统的核心部分是数据处理，数据处理的主要任务是进行谐波分析，要达到较高的精度要求。
　　谐波分析方法经过很多年的发展，形成了很多成熟的方法，在实际工程中，快速傅里叶变换算法（FFT）的理论最为成熟，应用也最为广泛。但是由于非同步采样会造成快速傅里叶变换出现误差，产生频谱泄漏现象，所以本系统采用了加窗插值算法来修正FFT分析结果，以达到系统的精度要求。最终经过验证，该方法确实大大提高了分析的精确性，完全达到系统需求中设定的精确度。
　　实验测试结果表明：电网电磁环境监测系统可以全面监测电网的各项运行指标，分析结果精确度高；监测人员访问控制设备方式多样，而且访问方便，安全性较高；系统稳定性高，可以连续工作较长时间而没有故障出现。完全达到项目需求中的各项要求。

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缩略语

1绪论

1.1课题背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文研究方向

1.4本文内容与组织

2电网监测理论基础

2.1谐波定义及产生原因

2.2谐波测量方法比较

2.3基于傅里叶变换的谐波分析算法

2.4用FFT进行谐波分析存在的问题及解决方法

2.5本章小结

3监测系统数据处理分析功能的设计与实现

3.1系统需求

3.2系统设计思想

3.3模块架构

3.4数据处理分析模块设计与实现

3.5基于加窗的FFT非同步谐波测量

3.6本章小结

4监测系统数据存储传输功能的设计与实现

4.1主要流程

4.2 HTTP服务器功能实现

4.3本章小结

5测试结果及分析

5.1系统测试环境

5.2测试流程与测试结果

5.3测试结果分析

6总结与展望

6.1本文总结

6.2工作展望

致谢

参考文献