基于互联网+的电能质量实时监测(附件)【字数：11829】
摘 要电能质量是电力工业的一个重要指标，是影响众多电力企业和广大用户的利益的重要因素。论文就通过互联网对电能质量实现在线监测进行详细介绍。首先就课题研究的国内外现状作了介绍，接着说明了研究基于互联网＋的电能质量实时监测的意义，并介绍了课题的研究内容和任务。接着介绍了课题的理论基础和分析，然后详细介绍了课题研究的硬件设计部分，主要讲解了系统的总体设计、实验设备的选型。最后介绍了系统的软件调试部分，主要是根据工艺流程设计程序框图，编写程序，最终完成仿真调试。着重说明了数据传输及网络通讯部分的设计。传统的基于单片机和DSP的电能质量监测装置功能单一且不能进行远程测试和分析，不能满足当代电能质量实时监测的需要。针对这种情况，本论文主要研究了一种基于LABVIEW虚拟仪器平台来完成电能质量的实时监测的系统。该系统操作简单且具有良好的监测分析综合性能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题的提出 1
1.2课题的国内外的发展状况 1
1.3课题的主要研究内容与任务 1
第二章 课题的理论基础及方案的确定 3
2.1课题的理论基础 3
2.1.1电能质量的评价指标 3
2.1.2虚拟仪器技术 5
2.2课题方案的确定 5
2.2.1课题系统的组成 5
2.2.2 DataSocket技术 6
第三章 课题的硬件设计 8
3.1系统主要设备的选型 8
3.1.1数据采集卡的选型 9
3.1.2电压变送器选型 11
3.1.3电流变送器选型 11
3.1.4频率变送器的选型 12
3.2系统工作流程 12
第四章 课题的软件设计 15
4.1软件设计分析 15
4.2数据采集功能设计 16
4.3数据处理功能设计 18
4.4基于互联网的数据传输功能设计 19
4.5电能质量各项指标的测量 22
4.5.1电压偏差测量模块 22
4.5.2电压波动与闪变测量模块 23
4.5.3频率偏差测量 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
模块
25
4.6电能质量各项指标测量数据 27
结束语 29
致 谢 30
参考文献 31
第一章 绪论
1.1课题的提出
电能质量监测是对电网中各项电能质量数据进行采集、分析并且将其转化为有用信息的一个动态过程。电能质量的有效监测为电能质量的改善提供依据，是电能质量进行性能考察、扰动源排除、责任明确、原因查明以及提出合理的解决方案和科学的管理方式的前提和基础。
如何对电能质量实现有效监测？传统的单测点监测方案虽然简单经济且适用性强，但其缺点在于只能进行单点的测量，不能获取整个网络整体性的电能质量信息，不能以整个区域为目标进行各种统计分析、智能诊断以及网络化信息服务等。随着电网的规模越来越大用户越来越多，电网中电能质量监测点也越来越多，单点监测方案已经无法满足现代电力系统的需要。
网络化电能质量监测系统能够对电网中不同的监测点进行多点、连续的在线监测，能够提供全网型的电能质量在线监测、分析、诊断以及统计等功能。网络化电能质量监测系统有利于实现区域电能质量整体性能科学、客观的评价。因此本课题的研究对于提高电能质量以及增强电力系统的预防性维护效率具有重要意义。
1.2课题的国内外的发展状况
调查结果表明，发达国家对基于互联网＋电能质量实时监测的系统的研究比国内提前很多，因此发达国家在此方面的研究以及应用也比国内成熟很多。经过一番调查，我们知道目前国内外就基于互联网＋的电能质量实时监测的研究还是相当重视的。由于社会信息化程度不断地提高，网络化电能质量在线监测系已经成为发展大势，其主要优势在于它能够提供全网型的电能质量连续测量、分析、诊断、统计及Web服务等功能。通信网络技术和嵌入式系统的高速发展为网络化电能质量在线监测系统的研究和应用提供了机遇。但是由于电能质量监测设备和系统复杂繁多，它们的交流和控制方式也多种多样，这就导致了与其他系统的兼容问题。当共享数据时，也会遇到数据交换的问题。目前利用电能质量数据转换格式是此类问题的最好解决方式，它是一种通用的电能质量数据转换格式，使得多种数据具有良好的兼容性，能够较为方便得实现不同的监测系统之间的数据共享，从而可以进一步地使得网络化电能质量监测能够得到更加有效、全面、综合的数据。
1.3课题的主要研究内容与任务
本课题主要以电压、电流、频率为主要研究对象，以上位机为各项电能质量数据监测仪器。通过数据采集、数据处理以及数据传输和网络通讯保证上位机能够得到准确的电能质量各项实时数据，本课题系统还具有故障报警能力。
系统主要任务：完成数据采集、数据处理、数据传输。数据采集部分主要包括电压、电流、频率信号的采集和A/D转换。数据处理部分主要是对采集到的电压、电流、频率信号进行分析计算，并且能够实现将分析的结果实时显示和存储。数据传输部分主要是完成客户端与服务器端以及服务器端与浏览器端之间的数据传递。
综合以上要求，设计的主要内容如下。
第一章：对于基于互联网＋的电能质量在线监测的国内外现状做了简短的介绍，并陈述了本课题的主要研究内容和任务。
第二章：主要阐述了课题的理论基础和分析。
第三章：主要介绍了课题研究的硬件部分的设计方法。首先展示了本课题系统的总体设计框图，接着详细讲述了实验设备的选型原则。
第四章：详细介绍了系统的软件部分设计以及实验结果，主要是数据采集、各项电能指标测量模块以及数据传输部分的设计。
最后对本次设计做了总结和致谢。
第二章 课题的理论基础及方案的确定
2.1课题的理论基础
2.1.1电能质量的评价指标
电能质量是一个比较综合性的概念，它受很多因素影响。我们可以从不同角度理解电能质量的含义：
1、电压质量：指实际上测得的电压与理想电压的偏差程度，是检测各家供电企业给用户提供的电能能否能达到国家规定的标准的重要评价指标。电压质量这个定义涵盖了各个方面的电能质量问题，而由频率变动引起的极大多数电能质量问题却与此无关，此外电压质量也能体现用电设备对电网电能质量的影响和污染。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题的提出 1
1.2课题的国内外的发展状况 1
1.3课题的主要研究内容与任务 1
第二章 课题的理论基础及方案的确定 3
2.1课题的理论基础 3
2.1.1电能质量的评价指标 3
2.1.2虚拟仪器技术 5
2.2课题方案的确定 5
2.2.1课题系统的组成 5
2.2.2 DataSocket技术 6
第三章 课题的硬件设计 8
3.1系统主要设备的选型 8
3.1.1数据采集卡的选型 9
3.1.2电压变送器选型 11
3.1.3电流变送器选型 11
3.1.4频率变送器的选型 12
3.2系统工作流程 12
第四章 课题的软件设计 15
4.1软件设计分析 15
4.2数据采集功能设计 16
4.3数据处理功能设计 18
4.4基于互联网的数据传输功能设计 19
4.5电能质量各项指标的测量 22
4.5.1电压偏差测量模块 22
4.5.2电压波动与闪变测量模块 23
4.5.3频率偏差测量 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
模块
25
4.6电能质量各项指标测量数据 27
结束语 29
致 谢 30
参考文献 31
第一章 绪论
1.1课题的提出
电能质量监测是对电网中各项电能质量数据进行采集、分析并且将其转化为有用信息的一个动态过程。电能质量的有效监测为电能质量的改善提供依据，是电能质量进行性能考察、扰动源排除、责任明确、原因查明以及提出合理的解决方案和科学的管理方式的前提和基础。
如何对电能质量实现有效监测？传统的单测点监测方案虽然简单经济且适用性强，但其缺点在于只能进行单点的测量，不能获取整个网络整体性的电能质量信息，不能以整个区域为目标进行各种统计分析、智能诊断以及网络化信息服务等。随着电网的规模越来越大用户越来越多，电网中电能质量监测点也越来越多，单点监测方案已经无法满足现代电力系统的需要。
网络化电能质量监测系统能够对电网中不同的监测点进行多点、连续的在线监测，能够提供全网型的电能质量在线监测、分析、诊断以及统计等功能。网络化电能质量监测系统有利于实现区域电能质量整体性能科学、客观的评价。因此本课题的研究对于提高电能质量以及增强电力系统的预防性维护效率具有重要意义。
1.2课题的国内外的发展状况
调查结果表明，发达国家对基于互联网＋电能质量实时监测的系统的研究比国内提前很多，因此发达国家在此方面的研究以及应用也比国内成熟很多。经过一番调查，我们知道目前国内外就基于互联网＋的电能质量实时监测的研究还是相当重视的。由于社会信息化程度不断地提高，网络化电能质量在线监测系已经成为发展大势，其主要优势在于它能够提供全网型的电能质量连续测量、分析、诊断、统计及Web服务等功能。通信网络技术和嵌入式系统的高速发展为网络化电能质量在线监测系统的研究和应用提供了机遇。但是由于电能质量监测设备和系统复杂繁多，它们的交流和控制方式也多种多样，这就导致了与其他系统的兼容问题。当共享数据时，也会遇到数据交换的问题。目前利用电能质量数据转换格式是此类问题的最好解决方式，它是一种通用的电能质量数据转换格式，使得多种数据具有良好的兼容性，能够较为方便得实现不同的监测系统之间的数据共享，从而可以进一步地使得网络化电能质量监测能够得到更加有效、全面、综合的数据。
1.3课题的主要研究内容与任务
本课题主要以电压、电流、频率为主要研究对象，以上位机为各项电能质量数据监测仪器。通过数据采集、数据处理以及数据传输和网络通讯保证上位机能够得到准确的电能质量各项实时数据，本课题系统还具有故障报警能力。
系统主要任务：完成数据采集、数据处理、数据传输。数据采集部分主要包括电压、电流、频率信号的采集和A/D转换。数据处理部分主要是对采集到的电压、电流、频率信号进行分析计算，并且能够实现将分析的结果实时显示和存储。数据传输部分主要是完成客户端与服务器端以及服务器端与浏览器端之间的数据传递。
综合以上要求，设计的主要内容如下。
第一章：对于基于互联网＋的电能质量在线监测的国内外现状做了简短的介绍，并陈述了本课题的主要研究内容和任务。
第二章：主要阐述了课题的理论基础和分析。
第三章：主要介绍了课题研究的硬件部分的设计方法。首先展示了本课题系统的总体设计框图，接着详细讲述了实验设备的选型原则。
第四章：详细介绍了系统的软件部分设计以及实验结果，主要是数据采集、各项电能指标测量模块以及数据传输部分的设计。
最后对本次设计做了总结和致谢。
第二章 课题的理论基础及方案的确定
2.1课题的理论基础
2.1.1电能质量的评价指标
电能质量是一个比较综合性的概念，它受很多因素影响。我们可以从不同角度理解电能质量的含义：
1、电压质量：指实际上测得的电压与理想电压的偏差程度，是检测各家供电企业给用户提供的电能能否能达到国家规定的标准的重要评价指标。电压质量这个定义涵盖了各个方面的电能质量问题，而由频率变动引起的极大多数电能质量问题却与此无关，此外电压质量也能体现用电设备对电网电能质量的影响和污染。
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