在线式电能质量监测系统的研究

随着国民经济的蓬勃发展和科学技术的不断创新，一些具有非线性、冲击性、谐波丰富的应用设备涌入电力系统，由此引起的电能质量问题受到企业和用户的关注程度越来越高，对电能质量的要求也越来越高。因此，为了实现电力系统中对电能质量进行长期、实时在线监测，需要研发一套采集速度快、分析指标多、监测精度高、计算处理能力强的电能质量监测系统。 本文的电能质量监测系统由数据采集模块、数据传输模块和上位机LabVIEW数据处理部分组成，其中数据采集模块和数据传输模块属于监测系统的硬件设计部分。硬件部分由传感器、A/D转换芯片、FPGA的EP3C25主控芯片以及抗高压的光纤收发器为核心，实现了电能质量三相电压、电流数据的采集以及数字信号5B6B编译码后的上传功能。软件部分是以LabVIEW为平台设计的，采用多路数据并行处理方法，完成了电能质量基本参量、稳态参量和暂态参量的数据处理。 高压供电系统中，需要实现高压主回路与控制、测量系统之间的信号隔离传输，采用光纤隔离传输不但在电气上可满足高压绝缘要求，且具有较强的抗电磁干扰能力。就光纤自身的特点本文采用5B6B编解码方法解决数字信号在光纤中的传输问题。软件计算部分首先根据基本参量的测量原理计算出信号相电压、线电流、功率等参量；其次依据稳态参量的要求对电压偏差、频率偏差、三相不平衡度、电压波动和闪变进行分析处理，并通过FFT实现了电压谐波的分析和监测；为了能够消除噪声干扰，实现对扰动信号起止时刻的准确定位，通过小波尺度空间相关算法对信号进行消噪处理，并利用小波模极大值原理对消噪后的信号进行扰动定位。 本系统能够对电网中的电能质量问题进行实时监测，并具有处理速度快、监测精度高的特点，为改善电能质量问题提供了科学准确的数据支持，具有良好的实际应用前景。