1、ANHUI UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY本科畢業設計講明書配電網電能質量的在線檢測與治理措置的研究DISTRIBUTION NETWORK POWER QUALITY DETECTIONAND TREATMENT RENEW ONLINE RESEARCH學院（部）:電氣與信息工程學院專業班級：_學生姓名： _指導教師： _I / 51配電網電能質量的在線檢測與治理措置的研究摘要隨著電力電子技術、 自動化技術、 計算機技術等先進技術的進一步進展， 大功率非 線性、沖擊性和波動性負荷不斷增加，比如大功率的變頻設備及拖動裝置、電氣化鐵路、 電化工業的

2、整流設備、電弧爐等，這些負荷造成了電網發生波形畸變（諧波）、電壓波動、閃變、三相不平衡、非對稱性，使得電網電能質量的嚴峻降低。同時，基于計算機,微處理器操縱的周密電子儀器在國民經濟企業中大量使用，對供電質量的敏感程度越來越高，對電能質量提出了更高的要求，從而使電能質量問題及其解決措施逐漸成為研究 的熱點。要對電網的電能質量進行改善，首先要對電能質量做出精確的檢測和分析，測 量電網的電能質量水平，并分析和推斷造成各種電能質量問題的緣故，為電能質量的改 善提供依據。電能質量問題日益突出，電能質量的監測方式要緊為在線監測，對電能質 量的全天候、全方位準確的實時監測。在準確、快速地檢測和分析電能質量的

3、基礎上， 提出了合理有效的治理措施，對有效提高供電可靠性，改善供電電能質量，確保電力設 備發揮正常性能水平等，對電網的安全、經濟運行，保障工業產品質量和科學實驗的正 常運行以及降低能耗等均具有特不重要的研究意義。關鍵詞：配電網，電能質量，在線監測II / 51DISTRIBUTION NETWORK POWER QUALITY DETECTIONAND TREATMENT RENEW ONLINE RESEARCHABSTRACTWith the power electro nics tech no logy, automati on tech no logy, computertech no

4、 logy and other adva need tech no logy, further developme nt, high-powernonlinear load impact and increasing volatility and drag equipment, electricrailway, electricity and chemical industries rectifier equipment, induction furn ace,electric arc furn ace, etc, which caused the power grid load wavefo

5、rm distortion(harmonic), voltage fluctuations, flicker, three-phase balanee, asymmetry, makingthe serious degradati on of power quality. Mean while, computer-based,microprocessor-c on trolled precisi on electro nic in strume nt used extensively inthe national enterprise, the power supply is becoming

6、 more sen sitive to thequality of the power quality put forward higher requireme nts, so that the powerquality problems and their solutions measures to gradually become a researchhotspot. To improve the quality of grid power, we must first make an accuratepower quality testing and analysis, measurem

7、ent grid power quality, and toanalyze and determine the cause of a variety of power quality problem is toprovide a basis to improve power quality. Power quality issues have becomeincreasingly prominent, the main mode of power quality monitoring for the onlinemonitoring of power quality all-weather,

8、all-round and accurate real-timemonitoring. In the accurate and rapid detection and analysis of power qualitybased on reas on able and effective gover nance proposed measures, effectivelyimprove power supply reliability, improve power quality power supply, ensure thatthe power to play a normal level

9、 of performance equipment, etc. on the power gridsafety, economic operation to protect the quality of in dustrial products and the normal operati on of scie ntific experime nts and reduce en ergy con sumpti on etc. isvery importa nt sig ni fica nce.KEYWARDS:distribution network, power quality, onlin

10、e monitoringIII / 51名目摘要. IABSTRACT. II1 緒論. 11.1 研究電能質量的背景和意義 . 11.2 國內外研究現狀. 11.2.1電能質量監測系統. 11.2.2電能質量治理措施. 21.3 本文的要緊工作. 32 電能質量理論. 52.1 電能質量概述. 52.1.1電能質量的定義. 52.1.2電能質量的分類. 52.2 電能質量指標和國家標準 . 62.2.1電壓偏差. 62.2.2 頻率偏差. 62.2.3諧波. 62.2.4電壓波動和閃變 . 72.2.5 三相不平衡. 82.2.6臨時過電壓和瞬態過電壓 . 92.3 本章小結 . 93 電能

11、質量檢測分析算法. 103.1 基于瞬時無功功率理論的諧波檢測方法 . 103.1.1ip-iq運算方式. 103.1.2 基于倍頻旋轉變換的諧波測量 . 113.2 基于小波分析的諧波檢測方法 . 113.3 基于神經網絡的諧波檢測方法 . 123.4 基于傅里葉變換的諧波檢測方法 . 123.4.1 傅里葉級數. 123.4.2 離散傅里葉變化（DFT）. 133.4.3 快速傅里葉變換（FFT）. 143.4.4 改進型復序列快速傅里葉變換（FFT）. 15IV / 513.4.5 其它電能質量參數的計算 . 173.3 本章小結. 174 配電網電能質量在線監測系統的研究 . 184.

12、1 系統硬件設計 . 184.1.2 信號調理電路. 194.1.3 過零檢測電路 . 224.2DSP 處理模塊 . 234.2.1 DSP 芯片選型及其詳細介紹 . 234.2.2 電源. 264.3 串口通信模塊. 274.4 鍵盤及液晶顯示模塊 . 274.4.1 鍵盤電路. 284.4.2 液晶顯示電路. 294.5 本章小結.305 系統的軟件設計. 305.1主程序設計. 305.2 米樣中斷程序設計. 305.3 測頻中斷服務子程序. 315.4 FFT 及參數計算子程序. 315.5 液晶按鍵子程序 . 325.6RS485 通信子程序. 325.7 本章小結. 336 電能質量治理措施研究. 346.1 靜止無功補償裝置(SVC). 346.2 靜止同步補償器(STATCOM). 35