电网电能质量监控系统软件设计(附件)
社会和科学技术的不断发展促进了电力系统相关技术的发展，但与此同时，也带来了很多不好的影响，比如说危害着电网的安全运行，还使得生产效率低下，经济运行效率也随之下降。这两方面的综合影响就引发了电能质量问题的提出。而自80年代以来,电能质量的研究就成为各个电力部门和很多电力用户广泛讨论的话题了。本文主要介绍基于LabVIEW的电网电能质量监测的软件设计。首先阐述一下本课题的研究背景，对研究电能质量的方法与技术有一个大概的认识，尤其是国内外的研究现状。其次，对电能质量的概念和内容作了简要的解释，并详细的介绍了电能质量衡量标准的五个指标在国标中的规定以及计算方法。然后，对虚拟仪器的概念、优势以及发展方向作简单地介绍，其中介绍了LabVIEW软件的概念，以及TCP通讯VI。本文的第三部分介绍了此次的软件设计，并展示了设计的程序图。此外，还展示了本次的仿真结果。最后，对本文的整体做了一个总结，讨论了本文的不足之处。关键词 电能质量，LabVIEW,电能质量监测目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 主要工作 3
2 电能质量和虚拟仪器的介绍 3
2.1 电能质量简介 3
2.2 电能质量标准 3
2.3 虚拟仪器简介 9
2.4 LabVIEW软件 10
3 系统软件研究设计 12
3.1 电能质量监测系统总体结构 12
3.2 数据传输模块 13
3.3 数据分析模块 15
3.4 主控模块设计 23
4 结果展示 24
4.1 电压偏差模块 24
4.2 频率偏差模块 25
4.3 电压谐波模块 26
4.4 三相不平衡度模块 26
4.5 电压波动与闪变模块 26
4.6 功率模块 27
4.7 主控模块 28
结 论 29
致 谢 30
参 考 文 献 31
1 绪论
1.1 研究背景
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
25
4.3 电压谐波模块 26
4.4 三相不平衡度模块 26
4.5 电压波动与闪变模块 26
4.6 功率模块 27
4.7 主控模块 28
结 论 29
致 谢 30
参 考 文 献 31
1 绪论
1.1 研究背景
社会和科学技术的不断发展促进了电力系统相关技术的发展，但与此同时，也带来了很多不良的影响。比如说危害着电网的安全运行，还使得生产效率低下，经济运行效率也随之下降。这些问题引发了人们的广泛关注，为研究电力的研究人员提供了很大的研究空间。这两方面的综合影响就引发了电能质量问题的提出。而自80年代以来，电能质量的研究就成为各个电力部门和很多电力用户广泛讨论的话题了。
最近几年以来，关于电能质量的技术应用到很多的领域，例如，工业和大量的家用电器，随之而来的，也有大量的难以解决的电能质量难题。电能质量的各种问题引起电力部门、工业生产部门和人类生活多方面的关注。目前，在电网中出现了很多问题，其中包括电能的供需不平衡、电网中的自动调压装置以及无功补偿设备误动作等。这些问题造成了严重的后果：用户的电压不稳定。用户端的电压忽高忽低，在需用电时，电压很低；然而在用电用户少的时候，电压又会很高。在用户大量用电的时候，会造成负荷过重，对公共电网的影响很大。这些问题已经严重的影响到我们的日常生产生活，还会蔓延到农业。使我们在各个领域的效率都很低下，严重影响到我们的生活品质。不仅如此，电能质量问题还会造成一些设备的烧毁、损坏，对我们的安全也是一种威胁。因此，我们不得不重视电能质量问题。这些问题大概可以包含以下5个方面：
(1) 电力研究人员不断地研究新的科技来改善用电设备，来提高电网的运行效率，以及提高生产效率。例如，我们采用高效率的电动机，使用并列电容补偿器来提高效率。但是这些设施也会引起电能质量问题，也会导致电网谐波。这些可能会造成一些设施的损坏，影响到正常的生产工作。所以，我们要保证正常供电和保证设备完好并驾齐驱。
(2) 终端电能用户在不断地提高对电能质量的认识与了解。我们不断地学习与了解有关电网电能质量，比如，电能质量的衡量指标，滤波等等。在终端用户对电网电能质量不满意时，可以向电力部门提出要求，要求他们改善当前的状况，以提高生产效益，改善生活质量。
(3) 与传统设备对于电能质量的优劣相比，现代用电设备要高的多。传统的仪器，由于体积大，很占用空间，而且转移起来，不是很方便，升级成本也很高。但是现代的设备，体积小，携带方便，价格也很廉价。所以，我们不断地淘汰一些设备，不断研发更加先进的产品。
(4) 随着电力市场的不断发展，我们对电能质量的要求也逐渐严格起来。电能作为一种特殊的商品走入市场竞争，因此电能质量问题自然就成为人们关心的话题了，作为其经济价格的一种尺度，而相关电力商家也不断的提高电能质量来应对市场的竞争，适应竞争机制。
(5) 改善电能质量在很大程度上可以提高国民经济总体效益。随着各种科学技术的研究，很多的设备已改善。电网的谐波、三相不平衡度等状况也逐渐有所好转，这也提高了生产效率，同时也就提高了国民经济效益。
1.2 国内外研究现状
电能质量问题的日益严峻，使得很多的电能质量监测产品也逐渐充斥着市场。我们最终就是要以最高的效率，最低的成本来解决所出现在我们生产生活中的电能质量问题，并分析成因以应对以后问题的出现。目前，在国内外，电能质量监测装置可以分为两大类：在线监测装置和离线监测装置。在线监测装置也被称为连续监测装置，它可以实现实时的对电能质量各项指标的监测，并作出分析。然而离线装置却不能实现实时的监测，这一点，远远的落后于在线监测设备。在线监测装置以及逐渐的替代了离线装置，因为在线的监测设备不仅可以实现实时的采集与分析电能质量的各种衡量指标，而且还具有联网、统计数据并分析的功能，离线装置不管是在经济方面，还是在工作效率方面以及不能和在线装置相提并论了。
不论国外还是在国内，我们一般采用智能仪器对电能质量进行监测与分析。这种智能仪器是采用数字技术和硬件设备结合来完成各种功能的。智能仪器的体积很大，很占用空间，而且容易受到外界的影响，造成测量结果的误差很大。然而，这种仪器还有一个最大的缺点，那就是在我们必须要不断的更换硬件部分来完成所需要的要求。然而，现代的测量仪器却只需要改变相应的软件部分就可以完成不同的需求。在这方面克服了智能仪器的缺点，大大地节约了空间，也大大地节省了成本。此外，传统的仪器还不能实时的监测数据，也不能大量的保存数据。虽然，我国在这方面的发展落后于其他国家，但是我们也在不断地致力于解决各种问题，实现各种突破。传统的仪器有以下缺点：
(1) 功能比较单一；
(2) 生产的调试率比较低下；
(3) 开发周期长；
(4) 开发费用高。
虚拟仪器凭借其基于计算机的特性和网络性克服了传统测量仪器的缺点，几乎取代了传统的测量仪器。
1.3 主要工作
本次课题主要是研究电网电能质量，并设计软件部分，我选择的是LabVIEW2012软件来实现我这次毕业设计任务。LabVIEW2012是一种虚拟仪器，它能够实现电能质量的监测与分析。测量到各种衡量指标后，然后利用公式进行进算，以图
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 主要工作 3
2 电能质量和虚拟仪器的介绍 3
2.1 电能质量简介 3
2.2 电能质量标准 3
2.3 虚拟仪器简介 9
2.4 LabVIEW软件 10
3 系统软件研究设计 12
3.1 电能质量监测系统总体结构 12
3.2 数据传输模块 13
3.3 数据分析模块 15
3.4 主控模块设计 23
4 结果展示 24
4.1 电压偏差模块 24
4.2 频率偏差模块 25
4.3 电压谐波模块 26
4.4 三相不平衡度模块 26
4.5 电压波动与闪变模块 26
4.6 功率模块 27
4.7 主控模块 28
结 论 29
致 谢 30
参 考 文 献 31
1 绪论
1.1 研究背景
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
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4.3 电压谐波模块 26
4.4 三相不平衡度模块 26
4.5 电压波动与闪变模块 26
4.6 功率模块 27
4.7 主控模块 28
结 论 29
致 谢 30
参 考 文 献 31
1 绪论
1.1 研究背景
社会和科学技术的不断发展促进了电力系统相关技术的发展，但与此同时，也带来了很多不良的影响。比如说危害着电网的安全运行，还使得生产效率低下，经济运行效率也随之下降。这些问题引发了人们的广泛关注，为研究电力的研究人员提供了很大的研究空间。这两方面的综合影响就引发了电能质量问题的提出。而自80年代以来，电能质量的研究就成为各个电力部门和很多电力用户广泛讨论的话题了。
最近几年以来，关于电能质量的技术应用到很多的领域，例如，工业和大量的家用电器，随之而来的，也有大量的难以解决的电能质量难题。电能质量的各种问题引起电力部门、工业生产部门和人类生活多方面的关注。目前，在电网中出现了很多问题，其中包括电能的供需不平衡、电网中的自动调压装置以及无功补偿设备误动作等。这些问题造成了严重的后果：用户的电压不稳定。用户端的电压忽高忽低，在需用电时，电压很低；然而在用电用户少的时候，电压又会很高。在用户大量用电的时候，会造成负荷过重，对公共电网的影响很大。这些问题已经严重的影响到我们的日常生产生活，还会蔓延到农业。使我们在各个领域的效率都很低下，严重影响到我们的生活品质。不仅如此，电能质量问题还会造成一些设备的烧毁、损坏，对我们的安全也是一种威胁。因此，我们不得不重视电能质量问题。这些问题大概可以包含以下5个方面：
(1) 电力研究人员不断地研究新的科技来改善用电设备，来提高电网的运行效率，以及提高生产效率。例如，我们采用高效率的电动机，使用并列电容补偿器来提高效率。但是这些设施也会引起电能质量问题，也会导致电网谐波。这些可能会造成一些设施的损坏，影响到正常的生产工作。所以，我们要保证正常供电和保证设备完好并驾齐驱。
(2) 终端电能用户在不断地提高对电能质量的认识与了解。我们不断地学习与了解有关电网电能质量，比如，电能质量的衡量指标，滤波等等。在终端用户对电网电能质量不满意时，可以向电力部门提出要求，要求他们改善当前的状况，以提高生产效益，改善生活质量。
(3) 与传统设备对于电能质量的优劣相比，现代用电设备要高的多。传统的仪器，由于体积大，很占用空间，而且转移起来，不是很方便，升级成本也很高。但是现代的设备，体积小，携带方便，价格也很廉价。所以，我们不断地淘汰一些设备，不断研发更加先进的产品。
(4) 随着电力市场的不断发展，我们对电能质量的要求也逐渐严格起来。电能作为一种特殊的商品走入市场竞争，因此电能质量问题自然就成为人们关心的话题了，作为其经济价格的一种尺度，而相关电力商家也不断的提高电能质量来应对市场的竞争，适应竞争机制。
(5) 改善电能质量在很大程度上可以提高国民经济总体效益。随着各种科学技术的研究，很多的设备已改善。电网的谐波、三相不平衡度等状况也逐渐有所好转，这也提高了生产效率，同时也就提高了国民经济效益。
1.2 国内外研究现状
电能质量问题的日益严峻，使得很多的电能质量监测产品也逐渐充斥着市场。我们最终就是要以最高的效率，最低的成本来解决所出现在我们生产生活中的电能质量问题，并分析成因以应对以后问题的出现。目前，在国内外，电能质量监测装置可以分为两大类：在线监测装置和离线监测装置。在线监测装置也被称为连续监测装置，它可以实现实时的对电能质量各项指标的监测，并作出分析。然而离线装置却不能实现实时的监测，这一点，远远的落后于在线监测设备。在线监测装置以及逐渐的替代了离线装置，因为在线的监测设备不仅可以实现实时的采集与分析电能质量的各种衡量指标，而且还具有联网、统计数据并分析的功能，离线装置不管是在经济方面，还是在工作效率方面以及不能和在线装置相提并论了。
不论国外还是在国内，我们一般采用智能仪器对电能质量进行监测与分析。这种智能仪器是采用数字技术和硬件设备结合来完成各种功能的。智能仪器的体积很大，很占用空间，而且容易受到外界的影响，造成测量结果的误差很大。然而，这种仪器还有一个最大的缺点，那就是在我们必须要不断的更换硬件部分来完成所需要的要求。然而，现代的测量仪器却只需要改变相应的软件部分就可以完成不同的需求。在这方面克服了智能仪器的缺点，大大地节约了空间，也大大地节省了成本。此外，传统的仪器还不能实时的监测数据，也不能大量的保存数据。虽然，我国在这方面的发展落后于其他国家，但是我们也在不断地致力于解决各种问题，实现各种突破。传统的仪器有以下缺点：
(1) 功能比较单一；
(2) 生产的调试率比较低下；
(3) 开发周期长；
(4) 开发费用高。
虚拟仪器凭借其基于计算机的特性和网络性克服了传统测量仪器的缺点，几乎取代了传统的测量仪器。
1.3 主要工作
本次课题主要是研究电网电能质量，并设计软件部分，我选择的是LabVIEW2012软件来实现我这次毕业设计任务。LabVIEW2012是一种虚拟仪器，它能够实现电能质量的监测与分析。测量到各种衡量指标后，然后利用公式进行进算，以图
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