基于LabVIEW的电能质量分析系统设计

编号：（）字号本科生毕业设计题目：姓名：学号：班级：二〇〇八年六月基于LabVIEW的电能质量分析系统设计李俊强21040316电气工程及其自动化2004-1班中国矿业大学本科生毕业设计姓名：李俊强学号：21040316学院：应用技术学院专业：电气工程及其自动化设计题目：基于LabVIEW的电能质量分析系统设计专题：指导教师：王崇林职称：教授指导教师：李国欣职称：讲师2008年6月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院应用技术学院专业年级电气工程及其自动化学生姓名李俊强任务下达日期：2008年3月20日毕业设计日期：2008年3月20日至2008年6月10日毕业设计题目：基于LabVIEW的电能质量分析系统设计毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：现今社会对电能质量要求日益提高，而电网电能污染却日趋严重，考虑到传统电能质量分析系统存在很多缺陷，本设计研究了采用虚拟仪器思想的电能质量分析系统，具体内容和要求如下：1.了解国内外电能质量分析的现状及研究本课题的意义，确立研究思路。2.熟悉各电能质量指标的概念和计算方法；3.充分认识LabVIEW，掌握其中各函数的功能和用法，练习基本操作；4.设计系统主题结构，研究系统应实现的功能，分析各电能质量参数的数字化实现方法；5.构思系统软件部分的整体结构，规划系统软件的前面板和程序框架，详细设计各功能模块；6.调试系统软件。院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日摘要近年来，计算机技术、通信技术以及测试测量技术的不断发展推动了虚拟仪器(VirtualInstrument，简称VI)技术的不断发展。虚拟仪器具有丰富的软件功能、简单的硬件结构、高度的智能化等特点。以虚拟仪器技术为平台建立的电能参数监测分析系统能够克服传统的监测系统功能单一、升级复杂、成本高等缺点。因此，本论文提出并设计了基于当今测控领域的最新技术——虚拟仪器技术的电能质量参数分析系统，系统能够对电压、电流、功率、相位、频率、三相电压不平衡度、电网谐波等电力参数进行监测，并且具有一定的分析功能。本论文首先阐述了对电能质量参数监测与分析的必要性以及传统电能质量监测装置的缺陷，分析了利用虚拟仪器技术开发电能质量分析系统的可行性。然后将电压偏差、频率偏差、电网谐波及三相不平衡作为主要的研究对象，对电能质量指标的数学模型进行了研究和离散化处理。接着确定了系统总体设计方案，重点论述了利用LabVIEW开发本系统的各个功能模块。最后，就本系统在研究中存在的不足和需要加强的地方在文中做出了总结，并指出本课题的进一步研究工作展望与设想。关键词:电能质量;电能质量分析系统;虚拟仪器;LabVIEWABSTRACTInrecentyears,thedevelopmentofcommunicationtechnology,Computertechnologyandmeasuringtechniqueimpulsevirtualinstrumenttechnicalprogressivedevelopment.Virtualinstrumentpossessperfectsoftwarefunction,simplehardwareconfigurationaswellashighintelligentetc.Thepowerqualityparametersmonitoringsystemmainlybasedonvirtualinstrumentisbettertraditionalmonitoringandanalysessystem,whichfunctioniscrudeandupdateiscomplicate.Sothispaperputforwardanddesignthepowerqualityparametersmonitoringandanalyzesystembasedthenewesttechnologyofthefieldofmeasurementandcontrolnow-thevirtualinstrumenttechnical，itcanmonitorelectricpowerparameterincludingvoltage,electricalcurrent,phase,frequency,three-phasevoltageunbalanceandharmonic,andcanalsoprovidethedetailedpowerqualitymonitoringanalysisandresults.Firstly,theshortcomingoftraditionalpowerparametersmonitoringanalysessystemandthenecessityofmonitoringtopowerparametersareoutlinedinthispaper,besidesthepaperanalyzethefeasibilityforusingthevirtualinstrumenttodevelopthepowerqualitymonitoringsystem.Subsequentlymypapermainlystudythealgorithmofmonitoringvoltagedeviation,frequencydeviation,harmonicsandthree-phasevoltageunbalance,anddisposedispersedlythealgorithmofthematthetime.Then,integrateddesignisascertained,besidesthispaperputemphasesonthedevelopmentofthefunctionalmoduleofpowerparametersmonitoringanalyzesystemusingLabVIEW.Finally,theconcludingremarkssummariesthedeficienciesandtheimprovementofthesystem,andoutlookthefurtherresearchtoo.Keywords:Powerquality;Powerparametersmonitoringandanalyzesystem;VirtualInstrument;LabVIEW目录摘要第一章绪论------------------------------------------------------------------------------------------11.1引言---------------------------------------------------------------------------------------------11.2本课题提出的背景和研究意义------------------------------------------------------------11.3电能质量参数分析方法---------------------------------------------------------------------21.3.1国内外衡量电能质量的指标--------------------------------------------------------------------------21.3.2电能质量参数的分析方法-----------------------------------------------------------------------------31.4论文的研究思路和主要内容---------------------------------------------------------------4第二章电能质量指标综述------------------------------------------------------------------------52.1供电电压允许偏差---------------------------------------------------------------------------52.1.1概念---------------------------------------------------------------------------------------------------------52.1.2电压偏差产生的原因和对电力系统的危害-------------------------------------------------------52.1.3电压偏差标准---------------------------------------------------------------------------------------------62.2电力系统的频率偏差------------------------------------------------------------------------62.3三相电压不平衡度---------------------------------------------------------------------------62.3.1含有零序分量的的三相系统-----------------------------------------------------------------------------72.3.2没有零序分量的三相系统-----------------------------------------------------------------------------72.3.3三相电压不平衡度的限值-----------------------------------------------------------------------------82.4电网谐波分析---------------------------------------------------------------------------------82.4.1谐波的含义和性质--------------------------------------------------------------------------------------82.4.2谐波产生的原因和影响--------------------------------------------------------------------------------82.