数采与监测匿亘垂雯塾鳗疆遁囊凋曼！！！！！！！！！！鼍慰黑燃燃燃嬲嫩嬲嬲嬲曼苎笪蔓！！！鼍鼍！！！曼曼量曼曼曼曼皇曼！！！！！！鼍曼曼曼曼量皇量皇鼍鼍攀ＩｌｌｌｌｌｌＩＩＳｉｌｌ［黑嬲嬲黑懋黑黑蔓寰罡曼皇皇岂苎曼！曼曼置皇！曼皇暑文章编＂号：１００８－０５７０（２００９）０７一ｌ＿００７７罐２基于ＬａｂＶＩＥＷ的农网电能质量监测系统ＴｈｅＰｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍｏｆＲｕｒａｌＰｏｗｅｒＮｅｔｗｏｒｋｏｎＬａｂＶｌＥＷ（沈阳农韭大学）陈春玲许童孺杨勇王晓锋ＣＨＥＮＣｈｕｎ－ｌｉｎｇＸＵＴｏｎｇ－ｙｕＹＡＮＧＹＯｎｇＷＡＮＧＸｉａｏ－ｆｅｎｇ摘要：针对影响农村电网电能质赞的关键问题。提出了基于虚拟仪器技术的电能质量监测系统的总体设计方案．探讨了谐波分析、电压偏差计算、蒜相不平衡计算的典型算法。基于ＬａｂＶＩＥＷ完成了电能质量梭测系统的软件设计，包括监测分析算法的可视化设计、计算岛分析结果的图形化显示以及数据结果的导出。仿真算例结果表明＇本平台测试结果准确、界面友好、性能稳定，有实用性。关键词：电能质量；ＬａｂＶＩＥＷ；谐波分析：电压偏差；三相不平衡中图分类号：Ｓ１２６文献标识码：Ａｄｅｓｉｇｎｏｆｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｗｈｉｃｈａｉｍｓａｔｔｈｅｋｅｙｉｓｓｕｅｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｒｕｒａｌｐｏｗｅｒｇｒｉｄｓ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｔｙｐｉｃａｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｈａｒｍｏｎｉｃａｎａｌｙｓｉｓ，ｖｏｌｔａｇｅｄｅｖｉａｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａ－Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｉｏｎａｎｄｕｎｂａｌａｎｃｅｉｎｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．ＣｏｍｐｌｅｔｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｏｆｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＬａｂＶＩＥＷ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｉｎｇｖｉｓｕａｌｄｅｓｉｇｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ，ｇｒａｐｈｉｃａｌｄｉｓｐｌａｙｏｆｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｅｘｐｏｒｔｄａｔａ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓａｒｅａｃｃｕｒａｔｅ，ｆｒｉｅｎｄｌｙｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ｓｔａｂｌｅｐｅｒｆｏｒ－ａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｏｗｅｒｑｕ馥ｌｉｔｙ；ＬａｂＶｌＥＷ；Ｈａｒｍｏｎｉｃａｎａｌｙｓｉｓ；Ｖｏｌｔａｇｅｄｅｖｉａｔｉｏｎ；Ｕｎｂａｌａｎｃｅｉｎｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ近年来随羞农孝孝经济黪发震穰邕家产盘结毒鸯懿调整，乡镇金翌不瞬增多穰大囊王矿念照麸溅裹转移委了农聪建区。农辩毫瓣孛戆菲线链、毒≥对称缎襁渡动缝瑟憝严重，毫零｜发苓步电税骁攒、毫毙诗爨误差大、燮簇器避热、电容器不能正常投运、继电保护程自魂装甏误魂跳麓等事故，对农两和广大用户的电式叛卡的译缨渡疆如下：外部偿警糗入—争信号连接璇手＿信号簧感器ｊ信号调理（镕器羧火。溅察）＿采集。蠹了达蘩建好鹩测繁效暴翻霉效的鬏《塞猿震，传感器输凄懿信号在进入鹫数据采集卡之辩必须经过调理。信号调理逶常气设备和各种家用电器造成丫严重危害。为保证农村供电系统和广大用户的电气设舔穰锫种家用电器的安全经济运行，有必要对电能质量的备项指橼进行篮测和分析，为工程建设和事故分析提供准确的历史数据和基础数据。包括信号放大、滤波、电气隔怒朔多嚣美技术。滤波器爝来防止逶带外的噪声秘予拢产生的混盛，以党服频谱混叠雨产生的失真。数据采集卡（ＤＡＱ）怒硬件电路的关键设备，ＤＡＱ的精度和转换速度对系统的实时蚀、精确度其有重要影响。本系统选用凌华ＤＡＱ２０１０，基于ＰＣＩ总线结构的内插式数据采集卡，主要技术特性为：１４位Ａ／Ｄ分辨帛，４通道同步模拟输入，采样频率最高可达２ＭＨｚ。根据采样定理，抽样率至少应等于或大于信号中所含有最高频率的两倍，本系统的数据采集卡足以满足５０次谐波的分析要求。１．２系统软件设计１谐波监测平台设计农网电能质量监测系统的功能实现采用基于虚拟仪器技术的思路，在最少爨的硬件模块支持下，用软件编程来完成原本应由硬件电路完成的数据处理、计算、分析、结果显示的功能，实现了将硬件软件化。祭统的总体架构图，包括软、硬件系统结构。其中软件部分包括电熊质量分析、显示功能，硬件部分主要由传感器、信号调理和数据采集卡三部分组成，系统结构如图１。电本系统采用的ＬａｂＶＩＥＷ魁荧豳国家仪器公司（ＮａｔｉｏｎａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，ＮＩ）推出的一种撼予图形编程语言的开发环境。ｈｂｖＩＥＷ采用流程图式的编稷方式，编程简单有效，非常舂观形象，而且ＬａｂＶｌＥＷ具有丰富的黼数、数值分析、信号处理等功能，功能强大。以虚拟仪器技术为核心，采瘸ＰＣ—ＢＡＳＥＤ模式构建电能质图ｌ农阏嘏魏爨麓鼗溅系统总体镌絮量盗溅平台，可以充分铡麓ＰＣ的强大资源。特别是当系统要求发生改变，或者当篮测系统纛耀袭芬弱酶环境时，廷需肄软箨进行鍪要黪结搀壤整、修改耱枣｝竞，髓无需竣变硬毒孛来适应变纯懿需要，获悉大大节省拜发瞬阚耘残零。ｌ。ｌ硬俘电路基予咒酶数撂莱黛系统（Ｄａｔａ陈春玲：副教授博士疆究垒ＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙ咖越）稳蠹播电麓度量篷测与分褥软舞瘦耀凌能模块主要有：参数设置模块、数据酶实时采集秘盘承、软件分耩模块。软件参数设置模块主要包括了传感器变魄、聚豢卡采样频率、数据存储路径、毫能质量监测相关指标等软件设鬣。软件分析功能模块是整个软基金项蟊：分椎式农树毫鹂谐波污染监溅分析系统研究；基金颁发部Ｆｈ辽宁鬻教鬻ｆ：ｊ：（２００８６３５）＠喇嗣邮局订阏号：８２－９４６３６。元脾－７７—万方数据数采鸟鉴测《徽计辣虢僖悫》《测控自动纯）２∞９筇第２５卷第７－１期箨斡骇意。圭要包摄谐渡分橱、电疆偏差计算、三榻尽平衡菠诗４仿真测试结果分析算和谐波分析数据导出功能。２三榻电塍、电流实时波形如图３所示。ＬａｂＶＩＥＷ下电能质量监测平台主要算法的实现２．１电压偏差按采样率进行采样，每ｍｉｎ计算一次电聪偏差ＡＵ．（公式１）辩予藏溅邀篷的超限时阕进行累计，每必计算一次电压合捂搴，并在羧表统诗孛求塞最大歪、受猿嫠。２．２谐波分耩罴信号经过预处理积Ａ国转换采集聪，潮糟快速傅立叶变豳３实时波形显示界露对其巾一糟电压进行测量和分析，结果如瞬４所示。图中㈣∞２等Ⅲｏ换（ＦＷ）的基本原理计算电压、电流谐波。设连续时间信号，（ｆ）的一个周期ｒ分成Ⅳ个等分点。采样周期Ｚ＝Ｔ／Ｎ，得到离散电压Ｕｌ的擞时波形有明显的畸变，其对应的Ｆ计频谱图显示其含有３次、５次、７次和９次谐波，其总失真率ＴＨＤ达到１３．５３％。程序还可以选择单独显示某次谐波的频率和幅值，并用图形和具体数据显示电压的频率、有效值和电滕偏差度。利时间信号，离散时间点为ｔ＝圮，（七；ｏ，１，２…。Ｎ－１），对应的采样值最２专∑五形赫，ｈ＝０ｋ＝ＯｊＴ，ｌ，２，…，Ｎ—ｌ（＂八Ａ－式２）＼“‘，用ＬａｂＶＩＥＷ的强大功能，把谐波分析的频谱豳蜉出数据文件，显示各次激波的幅值，具体数据冕表ｌ。式巾或为各次谐波、基波酶复数蘧。巍此霹求出筹ｈ次谐波电疆、嗽漉含有率：燃玩＝ＹＫｈｘｌ鼹㈣ＨＰＪｈ２管×１００，㈣（公式３）电愿、电流总畸变率：觋。犟舢＇（％）；嘲；华×１０惭）滁舶）凼予在谐波分析模块中使用快速傅飘叶变换Ｆ盯存在着栅栏效应翻频谱泄露问题，影响了谐波测缝的精度。采用对原始信号加入窗丞数进行补偿，以减少泄漏效应。ＬａｂＶＩＥＷ提供了海鹱鬻、汉宁密等十二种塞丞数。匿４谐波分糈秀瑟本装置皆三裰不平衡诗篝采爝对称分爨浚，恕不平衡毫压表ｌ奇次谐波酶蘸值分解为殿序、负序和零序，由于计算谐波的序分量计算非常复杂，仅考虑对基波信号进行序分量计算。利用Ｆ雕计算得到的三棚撼波电压，用下列公式计算各序电压和三相不平衡度：卧ｊｌｌ另ｌ壶恻。＝Ｉｖ，ｌｌｌｖ，ＩＸ１００％ｃ赋６，（公式７）３电能质量监测平台的建立褒ｂｂｖＩＥＷ酶平台上，裁惹虚羧仪器搜零建立了毫襞质囊监溅分桥平台，圈２所示为电能质量簸测警台串的部分程序框图——谐波分析模块。匿２农阚毫钱质量分耩静主委糗廖爨一７８—３６０元／年邮局订阅号：８２－９４６豳５三专嚣不孚鬻分撬雾露（下转筹４７荑）万方数据辊”，盘骤设置以下参数：选择．夕！登篁型望尊。篓１０组１００１＝ｃｏＭＭ・ｃｗ；１００２＝ｃｏＭＭ・ＣＷ；选择给定源磐篓１１．组，１１．０．２＝．管篓登璺。１。６０１＝ＣＯＭＭ．ＣＷ（３）；１６０＝ＣＯＭＭ．Ｃ黧！ｊ警赞鼍编孽本系统采用“数据采集卡＋ＰＣ机＋ＬａｂＶＩＥＷ＂的方案构建农网电能质量监测分析平台，具有灵活、开放的优点。在硬件方茹电菇磊釜≤测与分析舅瑟；姜≥。菇嘉痴：‘苛苡莲立募蔷爰整障嘤的第３０组３０１８＝ＦＡＵＬＴ；３０１９＝１・００；选择斑／从应用的第６缀６００１可以充分利用ＬａｂＶＩＥＷ强犬的信号处理与分析功能，集成多好、功能丰富的电能质餐分析与管理平台鑫｝对电能质量母簸２Ｆｏ絮！苎。。竺ｊ…＝ＡＤＤ一，６…００—３＿Ｙ…ＥＳ，６００…４＝竺０跫５ｉ３０…．０…，。。，霎篓矍量篓篓篓量！誊篓乡？篓三正堡兰蔓纂葛装蒜琶晶：裹军吾羹着ｆ主鬲建尾ｔ。翦。景ｖｌ。…～７…一苎登圭亨堡爹篓竺：要耋要苎登苎！鬯！譬参数方戆傺泛交频～”磊薯萄；Ｘ：该豪磊菜鬲孟二淼吕’爱某，羧ｈ姆ｌＥｗ隽器戆安全燹敬障运行，使受蔫分配工俸霹靠。核心墨三三ｉｉ磊薹孟氯蕃薪草言，“亩西菇泰羞ｉ孟÷高摹富盼算法分析功麓．囊正建立其有柔经检测特点的分耩平螽。参考文献［１】丁屹峰，程浩忠，占粥，孙毅斌，严健勇．电能质量监测技术的现状及发展．中国电力，２００４，３７（７）：１６—１９．『２１张云，王艳君．基于ＤＳＰ和ＡＲＭ的嵌入式电能质量监测系统．微计算机信息，２００８．６—２：１７０—１７２．４缩语负荷分配是纸机运行中一个难以控制的问题，也是宣接影响生产的一个至关重要的因素。应用ＰＬＣ的通讯控制功能和高性能变频器的直接转矩控制功能实现网部、压榨部等传动点的负荷分酉已，缀工程实践收到ｒ满意的效果，这也魑纸机负荷分配发展的方向。参考文献【ｌｊ盂彦察．造纸枫变频传动原理与设计【ｉｌ垂１．陕西：联鞭入滗出版柱。２００２：１１６－－１２３。瑟】张霉平．ＯＭＲＯＮＰＬＣ蕤络与透信翻。徽诗冀撬稼悫，２００５，４：配．五３。ｆ３］Ｊｚ海ＯＭＲＯＮ骞限公司．ＣＱＭＩ操幸篁手麓【ｓ】＇２００４。【４】北京ＡＢＢ电气传动系统有限公司。Ａｃｓ８００交频器糟户手册【Ｓ】，２００６．作者简介：鬣彦京（１９５６一），男，河北人。陕西科技大学教授。１３】陈锡辉，张银鸿．ＬａｂＶＩＥＷ８．２０程序设计ｆＭ】．北京：清华大学出舨社，２００７．｝４１嘏债，唐震溯．基予纛拟仪器技术静电力谐波检测系统。电子测量技拳，２∞７，３Ⅸ２》；９０－９２．｝５ｌ孛华入民荚翻鏊黧家豁准，ＧＢ，，Ｔ１４５２９－９３，电缝质量一公溺恕网谐波【６１罗安．电网谐波瀹壤和茏功补偿技术及装备［Ｍ１．＝ｆ艺京：审嚣嗽力出版社，２００６．作者简介：陈春玲（１９７１一）。女，汉族，副教授，博士研究生，从事农网电能质量分析技水的研究；杨孽Ｊ（１９５６一），男，汉族，教授，博导，从事信息技术在电力系统的研究。Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＣＨＥＮ学士，盘躲研究方向为电力电子与电力传动；陈果（１９８３～），男，陕西人。陕鼹科技大学研究生，主要研究方向为控制理论与控制工程。Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＭＥＮＧＰｒｏｆｅｓｓｏｒｏｆＣｈｕｎ－ｌｉｎｇ（１９７１一），ｆｅｍａｌｅ，ｈａｎ，ａｓｓｏｃｉａｔｅＲｕｒａｌＰｏｗｅｒＹａｈ－ｊｉｎｇ（１９５６一），Ｍａｌｅ，ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＰｒｏｖｉｎｃｅ，ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，ｄｏｃｔｏｒ，ＰｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｏｆＮｅ柳ｏｒｋａｎａｌｙｓｉｓ．ＳｈａａｎｘｉＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，｛１１０１６１辽宁沈阳沈阳农她大学信息与电气工程学院》豫赛玲诲童弱杨嚣王麟镣（Ｃｏｌｌｅｇｅｏｆｂａｃｈｅｌｏｒ，Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｓｔｕｄｙ：ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｍｃＭＤｒｉｖｅｓ。ＩｎｆｏｍａｔｉｏｎａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎＣｎｅｅｒ堍，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１６１，Ｃｈｉｎａ）Ｙｏｎｇ｛７１００２１陕翁嚣安陕匿科技大学；孟彦寨陈聚运讯地聚：１７１２０８１陕匿成阳人民西路明远华庭Ｂ惑９１２｝陈粜ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＬｉａｏｎｉｎｇＳｈｅｎｙａｎｇＸＵＴｏｎｇ－ｘｕＣＨＥＮＣｈｕｎ－ｌｉｎｇＹＡＮＧＷＡＮＧＸｉａｏ－ｆｅｎｇ敞稿日期：２００９．０５．２３）Ｃ修稿日期：２００９．０６．２５）（上接第６ｌ煎）（４５０００２河南郑州郑州轻工业学院数学与信息科学系）侯晓丽（Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕｔｍｉｖｅｒｄｔｙｏｆｔｉｇｈｔ通讯地址：（１００１６１沈阳农业大学信息与电气工程学院ｌ陈舂玲微计算机信息杂志旬刊每册定价：１Ｏ元一年订价：３６０元地址：北京海淀区纛瓣唐｛４号院鑫雅苑６号楼６０１塞擞计算褫信塞鄄编：１０００８１电话：０’０－８２｛３２４３６０１０．６２１９２６１６《ＴＩＦ｛ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｍａｔｌｍａｎｄｃｏｍｐｕｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅｄｅｌｍｒｔｅｍｅｎｔ，Ｈｅｎａｎｚｈｅｎｇｚｈｏｕ）ＨＯＵＸｉａｏ－ｌｉ通讯地圣蹙：（４５０００２河南郑州郑矧轻工韭学院数举每信息科学系）侯麓鹣ｆ毅穰１３襄：２００９．０５．２３）（｛１螨瓣麓：２００９．０６．２５｛＜多一鑫攘一邮局订阗号：８２－９４６３６０元，年一４７—万方数据