文档介绍：河北工业大学
硕士学位论文
基于虚拟仪器的电能质量监测与分析系统
姓名:常青
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:沈西挺;陈九江
2010-12
河北工业大学工程硕士学位论文

基于虚拟仪器的电能质量监测与分析系统

摘要

优质的电能质量对国民经济发展和生产生活具有重要的意义,而目前日益恶化的电能
质量问题已经成为电力部门和电力用户广泛关注的问题。因此,需要对电能质量参数进行
实时的监测和分析,以评估电能质量的优劣,找出引起电能质量恶化的原因,为电力部门
研究有效改善电能质量的措施提供基本支持。
传统电能质量监测仪器功能单一、结构复杂、成本高,目前的监测方法和形式又存在
诸多问题,已经不再适应目前对电能质量监测的日益复杂的要求。随着计算机技术、通信
技术和测控技术的不断进步,于 1986 年问世的虚拟仪器技术逐渐发展成熟起来。LabVIE
W 图形化开发软件具有性能高、扩展性强、开发时间短、所需硬件结构简单等优点,广泛
用于工程行业测控领域,极大缩短了产品开发周期,提高了生产效率。
因此本文提出了利用虚拟仪器技术的优势开发电能质量监测和分析系统。该系统能够
对电网主要参数包括电压、电流、频率、相位、功率、电网谐波、三相电压不平衡度等进
行监测,并且具有一定的分析功能。它的特点是硬件结构简单、成本低、功能丰富,极大
程度弥补了传统监测仪器和监测方法的不足。
本文首先对电能质量监测的基本问题进行了研究,包括对电能质量参数进行监测的必
要性,传统的电能质量监测理论和方法的缺点,利用虚拟仪器对电能质量进行监测的优势
和可行性。然后对电能质量的主要指标,电压偏差、频率偏差、三相不平衡,重点是电网
谐波等参数指标的数学模型及其数字化处理进行了深入研究,谐波分析采用了快速傅里叶
变换法。制定了系统的软硬件设计方案,利用 LabVIEW 软件开发系统的各个功能模块,并
对该系统进行了测试。
最后对系统所做的研究和不足之处进行了总结,并对未来电能质量监测的发展方向做
出了展望。

关键词:电能质量,监测与分析系统,虚拟仪器,LabVIEW

ⅰ
基于虚拟仪器的电能质量监测与分析系统
POWER QUALITY MONITORING AND ANALYSIS SYSTEM
BASED ON VERTRUAL INSTRUMENT

ABSTRACT

High quality of electric energy has the vital significance for national economic dev
elopment and production and life, the worsening power quality problem has already bec
ome the power sector and power users widely concerned problems. Therefore, we need
to monitor and analyze power quality parameters at real-time, assess the quality of pow
er quality and find out the cause of power quality deterioration, provide basic support o
n researching effective measures to improve the quality of power for the power sector.
Traditional power quality monitoring instrument has single function, complicated str
ucture, and high cost, current monitoring methods and form has many problems, already
no longer adapt to the current plex requirements of power quality mon
itoring. With the steady progress puter technology, communication, measuring and
control technique, virtual instrument technical w