开放式电能质量监测管理系统的开发

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 1. 选题的背景和意义

电能是现代社会中使用最广泛的能源，其应用程度是一个国家发展水平的主要标志之一。随着科学技术和国民经济的发展，人类社会对电能的需求日益增加，同时对电能质量的要求也越来越高。

从20世纪80年代以来，随着电力科学技术的进步，现代电力系统的结构已经发生了巨大变化，方方面面都会导致电能产生质量问题。例如新能源的并网接入，导致配电网中存在大量谐波，以及压，频率不稳定等电能质量问题；大量的电力电子器件、设备的应用，电网中存在的巨大数量的非线性负荷，冲击性负荷的投产(如电弧炼钢炉、轧钢厂等)。这一新出现的供用电压力会使电能的电压波形发生突变，引起电压的瞬时波动与三相不平衡，严重可能导致频率波动等，使电能输送的质量大大降低。电力企业的深化改革和电力供求关系的逐步转变，实行以经济手段为基础的商业化运营模式和加强全电网电能质量动态监测管理迫在眉睫。

由于电能质量的关系重大，在工业发达国家，电能质量问题早已被当作电力系统面临的重要问题看待，更引起世界各国的广泛重视，其中美、日等发达国家己进行了多年的研究，取得了许多重要的理论和应用成果。一方面采取种种可能的技术措施，抑制电能质量的恶化，使其尽量得到改善；另一方面在系统中的特殊点装设专门的电能监视装置，准确及时地检测出电能质量方面存在的问题。

长期以来，我国的电力供应一直比较紧张，人们关注的焦点主要在电力供应量方面，对电能质量关心不多，通常只对电压、频率两个指标进行考核。近年来，随着电力供应紧张局面的初步缓解、电能质量的日益恶化和用户对电能质量要求的不断提高，这一问题己引起了各级电力部门的高度重视，国家已颁布了有关的技术标准。监视记录电压合格率的自动装置已在一些电力部门投入实际运行，不少的微机式故障录波器、变电站自动化系统等装置中也考虑了兼顾电能质量监视的问题。然而，到目前为止，这些装置在电能质量监视方面的功能还比较单一，不具备综合分析和判断功能，一般也不具备异常报警功能，致使电能异常现象不能及时被发现，产生严重的后果。

由此可见，建立存储容量大、实时更新能力强，浏览方便，能够实现高速数据流、数据库管理及数据共享等功能要求的电能质量监测系统，从而对电能质量进行持续永久、全面广泛的监测，并利用先进的技术手段，采用精确合理的计算方法，研制功能齐全、性能优良、安装简单、使用方便的开放式电能质量监测管理系统，是十分必要的。对提高电力系统供电的安全性、可靠性和经济性，保证用电设备的正常工作和工农业生产的持续高效，都有十分重要意义。

2. 研究目标、内容（论文提纲）及拟解决关键问题

本文旨在建立一个功能完善的开放式电能质量监测管理系统，对电力系统运行做实时性监测，及时记录供电系统的干扰，正确计算出电能质量存在的问题，包括频率偏差、电压偏差、电磁暂态、供电可靠性、波形失真、三相不平衡以及电压波动和闪变等。充分利用电网已有的通信资源方便地传递数据和信息，确保电力系统高效可靠运行。

本文研究的主要内容包括：

（1）回顾电力系统电能质量发展的概况，指出电能质量问题研究的现状及现有监测系统存在的不足，分析电能质量监测管理系统出现问题的主要原因，然后找出解决问题的方法；

（2）介绍CIM开放性系统的建模原理；

（3）比较IEC61850标准和电能质量国家标准；

（4）使用开放性建模原理设计系统结构；

（5）使用VB实现分布式电能质量监测系统界面的开发；

本文需要解决的关键问题可归纳为：对电能质量装置建立有效的模型，从而能够正确监测电网中导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差，其内容涉及频率偏差、电压偏差、电磁暂态、供电可靠性、波形失真、三相不平衡以及电压波动和闪变问题等。

3. 研究方法及技术路线

    系统分析：阅读相关文献，了解电能质量这一课题产生的历史背景和研究的意义，掌握国内外研究动态和国内电能质量标准制定的概况，从整体把握电能质量监测管理系统的研究方向。通过对国内外电能质量的理论研究，对国内外电能质量监测装置，包括各种电压、频率、谐波、闪变等监测仪的实际使用情况调查，以及对现有电能质量监测管理系统的运行效果和优缺点分析，逐步掌握开放式电能质量监测管理系统的系统需求，分析电能质量主要参数指标的测量方法，着重研究电力谐波及间谐波的算法，并对算法进行仿真，形象直观地评测算法精度与可行度。然后建立开放式电能质量监测管理系统模型。

系统设计：完成总体结构设计、模块结构与功能设计、数据库文件设计、具体代码实现。

撰写论文：完成本篇论文。

4. 研究工作基础

系统设计前需要掌握以下基础知识：

CIM开放性系统的建模原理；

电网谐波、电压波动与闪变、频率偏差、电压偏差等基本概念；

IEC61850标准和电能质量国家标准基本内容；

开放性建模原理；

VB语言程序设计；

SQL-Server 数据库设计。

以上内容只是毕业设计作品的部分资料介绍,如果了解更多详情请联系客服QQ:57510459
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