文档介绍：电能质量监测系统基于LabVIEW的电能质量参数监测系统的研究李瑶瑶1,彭晓1,2,许志伟1,2湖南工程学院电气信息学院,湘潭411101;,湘潭411101)摘要:针对传统硬件为基础的电能质量参数监测系统进行改进,设计了一套以LabVIEW为核心平台的电能质量监测系统。通过软硬件结合,利用数据采集卡实时采集电能质量参数信号,实现了长期高效自主运行,实时测算,用户分权限管理等功能。与传统分析仪相比,使用成本低,数据处理能力强,产品升级迭代快等优点。关键词:电能质量;虚拟仪器;数据采集;实时测算中图分类号:TM91文献标识码:A文章编号:目前,伴随着社会高速发展,对电能需求与日俱增的同时,电能质量的要求也愈加严格[1]。电能质量的优劣不仅仅关系到电网企业的安全运营,而且会对用户的正常用电活动产生不利影响[2]。伴随新能源的大力开发与利用,大量分布式电源接入电网对电网造成了前所未有的污染。因此,对电能质量进行实时的监测,对于全面系统的掌握电能质量状况是尤为必要的[3]。虚拟仪器是20世纪90年代在美国兴起的一款测控软件,其特点就是通过软件编程,结合外置的模/数转换器在一台计算机上实现各种仪器的功能[4]。本文阐述了一种基于Labview的电能质量参数监测系统的开发思想。以电动汽车充电桩为对象,对充电桩输入端的电能质量进行实时监测。硬件设计基于LabVIEW的电能质量参数监测系统硬件结构由传感器、信号调理电路、数据采集卡以及计算机组成,如图1所示。图1监测系统硬件组成传感器输出的电信号有时候不适合数据采集卡直接采集。因此,需要信号调理电路对传感器输出的原始信号进行处理,比如去偏执电压,等比例放大,滤波等等。本监测系统采用NI公司的信号调理器。数据采集卡采用NI公司的NI6009多功能(A\D)数据采集卡。单端8通道、差分4通道的模拟输入,分辨率14Bits;最大电压范围±10V,,最小电压范围±1V,。单通道采样率200ks/s。原始电压信号在经过传感器后理论变为幅值±9V适合信号采集的电压信号,利用数据采集卡内部信号调理电路对采集信号进行预处理。本监测系统结合实际场站需要设计了6路信号通道,对电动汽车充电桩的输入端三相电压、电流进行数据采集。0、1、2通道完成对三相电压的采样,3、4、5通道完成对三相电流信号的测量。,该环境包括:程序前面板、程序框图和图表连接端口三个部分。程序前面板主要由控制(输入)控件与显示(输出)控件组成;框图程序是指前面板对应的程序,LabVIEW程序采用图形编程语言编写,相当于一般程序的源代码用线连接;LabVIEW中的图表连接端口有控制端口、指示端口以及节点端口三个类别。本监测系统从电压偏差波动、频率偏差、有功,无功功率、频谱分析和谐波监测五个模块入手衡量电能质量参数。:、,每个周期内采样点数为,则电压、电流有效值计算公式如下(1)(2)(3),本监测系统采用此工具包完成视在功率、无功功率以及功率因数的测算。,软件中对过零法的应用原理是检测基波信号的相邻零点,假设其时刻为t1、t2,则周期,在实际采样中,只需要通过计算此相邻两点间的采样数,即可得出电网频率。在使用软件测量电网频率时要考虑零点漂移带来的误差影响,由于温度影响,本系统所采用的NI6009数据采集卡有温漂保护电路,保证了正常实验环境下数据的可靠性。被测信号通过Matlab的小波去噪模块后,利用SINAD(信纳比)分析中完成对信号基频以及频偏的计算。,通过公式(4):(4)计算各次谐波的幅值和相位,其中N是采样点数采用谐波失真分析根据总谐波畸变率计算公式:(5)得出总谐波畸变率(THD)。为了尽可能的还原真实信号,削弱频谱失真对测量结果的影响。本监测系统采用边缘变化平缓的海宁(Hanning)窗函数代替一般矩形窗,削弱了由于采用一般矩形窗带来的泄漏误差,减小了旁瓣效应。,本监测系统设置用户登录模块并通过条件选择对用户组分为管理账号和一般账号。一般用户可实现简单的充电功能,管理者可实现数据存储处理、历史信息查询、故障处理紧急停机等功能。如图4、5