本文關(guān)鍵詞：基于LabVIEW的遠(yuǎn)程電能質(zhì)量監(jiān)測軟件系統(tǒng)研制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：理想狀態(tài)下,向用電用戶提供的電能應(yīng)該是電壓和頻率恒定、三相幅值大小相等相位兩兩之間相差120°的正弦波,然而由于電力系統(tǒng)中各種非線性、沖擊性或不對稱負(fù)荷的存在,加之對電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)控的缺陷、故障和干擾等因素,產(chǎn)生的諧波電流、負(fù)序電流注入電網(wǎng)之后,上述所謂的理想狀態(tài)實際并不存在,這就帶來了電能質(zhì)量問題。電能質(zhì)量問題關(guān)乎著國民經(jīng)濟(jì)的健康長遠(yuǎn)發(fā)展、社會和人民的正常生產(chǎn)生活,是當(dāng)前面臨的一個非常重要且值得研究的課題。而新一輪電改的實施,要求建立電力市場,放開售電側(cè),更好地引入市場競爭,無一不表明,在未來,電能將回歸其商品屬性,以商品的形式在市場上流通。作為一種商品,其基本市場特征是優(yōu)質(zhì)、安全、低價,其中優(yōu)質(zhì)即電能質(zhì)量是關(guān)鍵。如果其質(zhì)量無法保證,終將被市場所淘汰,因此對電能在質(zhì)量方面提出了更高的要求,同時也給電能質(zhì)量的監(jiān)測帶來了一定的挑戰(zhàn)。近年來儀器設(shè)備的發(fā)展十分迅速,遠(yuǎn)程化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化的程度越來越高,促使研發(fā)者利用盡可能簡單的硬件設(shè)備加上功能結(jié)構(gòu)完整的軟件組成一套完整的儀器設(shè)備,將復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算嵌入到軟件中,由強(qiáng)大的計算機(jī)而不是由硬件來完成,同時實現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸,減小硬件設(shè)備的規(guī)模和人力成本,實現(xiàn)全自動無人值守,達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益的最大化,符合信息時代對儀器設(shè)備的要求。本文所研究的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)也秉承著這一思想,現(xiàn)場硬件設(shè)備主要由電壓電流傳感器、調(diào)理放大電路、采集卡和工業(yè)平板電腦組成,電路簡單,沒有用于復(fù)雜運(yùn)算的微處理器等,不作為本文研究的主要內(nèi)容,而本文所要研究的主要內(nèi)容則是電能質(zhì)量監(jiān)測軟件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)基于Lab VIEW平臺編寫而成,總體結(jié)構(gòu)采用C/S模式,秉承模塊化編程思想,實現(xiàn)一對多TCP通訊,即一個服務(wù)器對應(yīng)多個現(xiàn)場節(jié)點設(shè)備。該系統(tǒng)主要由兩大主體軟件構(gòu)成,即位于工業(yè)平板電腦內(nèi)的現(xiàn)場端監(jiān)測軟件和位于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理中心的服務(wù)器端監(jiān)測軟件�，F(xiàn)場端監(jiān)測軟件主要負(fù)責(zé)對每隔5min的數(shù)據(jù)采集文件進(jìn)行讀取、電能質(zhì)量參數(shù)計算、現(xiàn)場顯示監(jiān)控以及通過4G或WIFI網(wǎng)絡(luò)將計算后的數(shù)據(jù)傳送給遠(yuǎn)程服務(wù)器。參數(shù)計算部分采用生產(chǎn)者/消費(fèi)者模式和隊列技術(shù),實現(xiàn)各個參數(shù)計算模塊的多線程并行執(zhí)行,提高運(yùn)算效率。服務(wù)器端監(jiān)測軟件主要負(fù)責(zé)有序接收多個現(xiàn)場節(jié)點設(shè)備同時傳過來的計算數(shù)據(jù)并存入數(shù)據(jù)庫、遠(yuǎn)程實時顯示監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫查詢以及原始數(shù)據(jù)回放。本文對電能質(zhì)量相關(guān)參數(shù)的測量方法進(jìn)行了深入的研究,包括電壓偏差、頻率偏差、公用電網(wǎng)諧波、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、電壓暫降與短時中斷等。重點研究了閃變的測量方法并且建立了閃變的Simulink模型進(jìn)行了仿真論證,證明了該模型以及測量方法的正確性與可行性,為軟件系統(tǒng)中閃變計算模塊的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。最后,對電能質(zhì)量監(jiān)測軟件系統(tǒng)進(jìn)行了仿真與實測。利用仿真輸入信號,重點仿真了各個參數(shù)計算模塊,絕大部分誤差在±0.01%以內(nèi),誤差較小,證明了各個參數(shù)計算模塊的正確性;在實驗室中進(jìn)行了實測,對單相和三相工頻電壓進(jìn)行了采集并計算其電能質(zhì)量參數(shù);測試了數(shù)據(jù)庫容量,滿足365天連續(xù)不間斷監(jiān)測的需求,證明了其可行性;詳細(xì)測試了軟件系統(tǒng)的實際運(yùn)行以及各個功能實現(xiàn)情況,整個電能質(zhì)量監(jiān)測軟件系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,所需功能包括采集數(shù)據(jù)計算處理、實時顯示監(jiān)控、一對多網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)庫存儲、數(shù)據(jù)庫查詢、原始數(shù)據(jù)回放等均實現(xiàn),能夠有效地對電能質(zhì)量進(jìn)行遠(yuǎn)程實時在線監(jiān)測。
【關(guān)鍵詞】：遠(yuǎn)程電能質(zhì)量監(jiān)測 軟件系統(tǒng) 一對多TCP通訊 現(xiàn)場節(jié)點 多線程
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM76;TP311.52
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 研究背景及意義12-14
• 1.2 研究和發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15-16
• 1.4 本文研究內(nèi)容的特點16-17
• 第2章 電能質(zhì)量參數(shù)測量方法研究17-33
• 2.1 電能質(zhì)量基本概念17
• 2.2 電壓偏差17-18
• 2.3 頻率偏差18
• 2.4 公用電網(wǎng)諧波18-19
• 2.5 三相電壓不平衡19-20
• 2.6 電壓波動和閃變20-30
• 2.6.1 電壓波動的概念和測量方法20-21
• 2.6.2 閃變的概念和測量方法21-27
• 2.6.3 閃變模型的建立和仿真27-30
• 2.7 電壓暫降與短時中斷30
• 2.8 其它參數(shù)30-32
• 2.9 本章小結(jié)32-33
• 第3章 軟件系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)33-60
• 3.1 遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)33-34
• 3.2 前端數(shù)據(jù)采集模塊簡介34-35
• 3.3 軟件設(shè)計思想35-44
• 3.3.1 C/S模式35-36
• 3.3.2 一對多TCP通訊模式36-39
• 3.3.3 生產(chǎn)者/消費(fèi)者模式與隊列技術(shù)39-40
• 3.3.4 模塊化編程40
• 3.3.5 軟件運(yùn)行流程解析40-44
• 3.4 現(xiàn)場端監(jiān)測軟件的設(shè)計與實現(xiàn)44-51
• 3.4.1 現(xiàn)場端監(jiān)測軟件總體介紹44-45
• 3.4.2 基本量計算模塊45-47
• 3.4.3 電網(wǎng)諧波計算模塊47-48
• 3.4.4 三相不平衡度計算模塊48-49
• 3.4.5 電壓波動和閃變計算模塊49-50
• 3.4.6 電壓暫降與短時中斷計算模塊50-51
• 3.5 服務(wù)器端監(jiān)測軟件的設(shè)計與實現(xiàn)51-59
• 3.5.1 服務(wù)器端監(jiān)測軟件總體介紹51-53
• 3.5.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計53-56
• 3.5.3 實時監(jiān)控模塊56
• 3.5.4 數(shù)據(jù)庫存儲模塊56-57
• 3.5.5 數(shù)據(jù)庫查詢模塊57-58
• 3.5.6 原始數(shù)據(jù)回放模塊58-59
• 3.6 本章小結(jié)59-60
• 第4章 軟件系統(tǒng)仿真與實測60-73
• 4.1 軟件系統(tǒng)參數(shù)計算模塊仿真60-67
• 4.1.1 基本量計算模塊仿真60-61
• 4.1.2 電網(wǎng)諧波計算模塊仿真61-63
• 4.1.3 三相不平衡度計算模塊仿真63
• 4.1.4 電壓波動和閃變計算模塊仿真63-66
• 4.1.5 電壓暫降與短時中斷計算模塊仿真66-67
• 4.2 實驗室測試67-72
• 4.2.1 單相工頻電壓實測67-69
• 4.2.2 三相工頻電壓實測69-70
• 4.2.3 數(shù)據(jù)庫容量測試70
• 4.2.4 軟件系統(tǒng)實際運(yùn)行測試70-72
• 4.3 本章小結(jié)72-73
• 第5章 全文總結(jié)73-75
• 5.1 本文主要工作及成果73-74
• 5.2 進(jìn)一步研究建議74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 作者簡介及科研成果78-79
• 致謝79

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  本文關(guān)鍵詞：基于LabVIEW的遠(yuǎn)程電能質(zhì)量監(jiān)測軟件系統(tǒng)研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：262564