基于虚拟仪器的电压暂降在线监测系统的研究

摘要

随着我国现代科技的进步和国民经济的快速发展，电能质量问题越来越受到供电部门和用户的普遍关注，其中以电压暂降问题造成的危害最为严重，其导致的经济损失也相当巨大。因此，本文利用LabVIEW平台研究开发了基于虚拟仪器的电压暂降在线监测系统，为进一步改善系统电能质量提供依据。 论文首先介绍了电压暂降和虚拟仪器的基本概念，分析了国内外电压暂降监测的研究现状。其次，对现有各种电压暂降检测算法进行了比较分析，结合工程应用设计了一种适合于本文所述系统的算法程序，并且在LabVIEW下对该检测算法进行了仿真实验，验证了这种电压暂降检测算法的准确性和实时性。然后，本文结合虚拟仪器技术、网络通信技术和数据库管理技术，通过软硬件结合，借助于数据采集卡，开发了基于虚拟仪器的电压暂降在线监测系统，实时采集电网电压并检测，适用于三相电压在线监测，实现了长期自动运行、实时测量分析和历史数据管理等功能。文中阐述了系统的硬件构成方案和软件编程方法，对系统前置机和上位机的设计方案进行了详细介绍，描述了系统所要实现的主要功能，并给出了系统主要功能模块的设计流程及其关键技术措施。 最后，利用虚拟仪器扩展灵活的优点，实现了系统故障录波功能的扩展。把电压暂降在线监测和故障录波相结合，从而解决了中低压电网中没有专门的故障录波装置的问题。 与传统监测仪器相比，本系统不仅具有开发周期短、操作简单、处理能力强和扩展灵活等优点，而且可在采集速度、采集精度和记录容量等方面满足现代电网研究的需要。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1电能质量概述

1.2电压暂降的定义、起因和危害

1.2.1电压暂降的定义

1.2.2电压暂降的起因

1.2.3电压暂降的危害

1.3虚拟仪器技术及其在电力系统中的应用

1.3.1虚拟仪器概述

1.3.2 LabVIEW概述

1.3.3虚拟仪器在电力系统中的应用

1.4国内外研究现状

1.5本文的主要工作

第二章电压暂降检测算法的研究

2.1现有检测算法概述

2.1.1均方根值算法

2.1.2峰值电压法

2.1.3基波分量法

2.1.4单相电压变换平均值法

2.1.5瞬时电压dq分解法

2.1.6基于瞬时无功功率理论的dqO变换方法

2.1.7 αβ坐标变换检测法

2.1.8改进的dq算法

2.2系统检测算法在LabVIEW下的实现

2.3小结

第三章系统前置机及上位机的方案设计

3.1系统总体方案

3.1.1前置机方案设计

3.1.2上位机方案设计

3.1.3系统功能模块的划分

3.2前置机的设计方案

3.2.1前置机的硬件结构

3.2.2前置机的软件设计

3.2.3前端数据库的设计

3.2.4前置机监测界面

3.3上位机的设计方案

3.3.1上位机的软件设计

3.3.2服务器数据库的设计

3.3.3上位机监测界面

3.3.4上位机统计分析报表

3.4小结

第四章通讯系统方案设计及数据库访问的实现方法

4.1 LabVIEW中的网络通信及数据库访问技术

4.1.1 DataSocket技术

4.1.2 LabVIEW SQL Toolkit

4.2通讯系统的设计

4.2.1系统的通讯方式简介

4.2.2通讯系统的工作模式

4.2.3 DataSocket Server数据缓冲区的设定

4.2.4前置机通讯程序设计

4.2.5上位机通讯程序设计

4.2.6在Web上发布程序

4.3系统数据库访问技术的实现方法

4.3.1 SQL语言简介

4.3.2 LabVIEW SQL Toolkit常用数据库操作函数介绍

4.3.3数据库表和数据库链接的建立

4.3.4数据库访问中需注意的问题

4.4系统通讯测试

4.4.1测试环境

4.4.2测试方法

4.4.3测试结果

4.5小结

第五章系统故障录波功能的扩展

5.1系统实现故障录波功能的硬件设计

5.2系统实现故障录波功能的软件设计

5.3小结

第六章结束语

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表(录用)的学术论文