DQZHAN技術訊：基于虛擬儀器的電能質量在線監測和分析系統研發
[導讀] 近些年來，隨著我國工業規模的擴大和科學技術的不斷發展，越來越多的企業用戶引用了性能好、效率高，但對電源特性變化敏感的先進設備。許多新型的電氣設備在運行中會向電力系統注入各種電磁干擾，對電力系統的**運行和用戶設備正常工作造成的危害與影響也在不斷增加，使電力系統遭受的電能質量污染日趨嚴重。電能質量直接關系到國民經濟的總體效益。因此，對電能質量進行深入研究有著非常重要的現實意義。
引言
近些年來，隨著我國工業規模的擴大和科學技術的不斷發展，越來越多的企業用戶引用了性能好、效率高，但對電源特性變化敏感的先進設備。許多新型的電氣設備在運行中會向電力系統注入各種電磁干擾，對電力系統的**運行和用戶設備正常工作造成的危害與影響也在不斷增加，使電力系統遭受的電能質量污染日趨嚴重。電能質量直接關系到國民經濟的總體效益。因此，對電能質量進行深入研究有著非常重要的現實意義。
電能質量問題不僅與電網有關，還影響的人們的生活和生產，直接關系到國民經濟效益。電能質量的監測似電能質量控制的基礎。因此對電能質量進行深入研究有著非常重要的意義。電力調度部門對電能質量的實時監測和分析工作有著更加迫切的要求。
目前我國使用的電能質量檢測方法存在許多問題:實時性差、監測指標少、工作量大、效率低等。本文以虛擬儀器技術和網絡通信技術為基礎，以虛擬儀器(VI)技術為平臺的電能質量監測和分析系統克服了常規測試系統功能單一、升級復雜等缺點，豐富了系統功能，提高了系統測量精度，加快了數據采集的速度，其自動化程度也隨之更高更強，使電力系統相關部門能夠實時掌握電能質量情況,及時提出電網管理的*佳方案。
1、LabVIEW簡介
虛擬儀器技術起源于美國20世紀80年代是有美國Nl公司開發的一套虛擬儀器開發平臺軟件，其特點是主要通過軟件來實現傳統儀器中硬件所實現的各項功能。它是基于圖形化編程的思想，與傳統的儀器不同，Vl極易改變儀器的功能而且一般不會出現元器件損壞或老化的問題。本系統中虛擬儀器的軟件開發平臺采用基于圖形化編程語言的實驗室虛擬儀器開發平臺LabVIEW主要由前面板、框圖程序和大量的節點組成，能很容易地設計出友好的人機交互式界面，當Vl與專用的DAQ卡結合后，使得數據的采集、分析、存儲和顯示變得易于實現。由于該軟件中提供了大量的數據分析、處理節點以及常用的算法節點，而且可以和MATLAB、C語言接口，大大縮短了儀器的開發時間，同時，隨著現代工業對網絡的依賴性加強，在LabVIEW的CommuNIcation子模板中還有大量的實現網絡功能節點，可以很方便地組建局域網，在測量和控制領域占有重要的地位。
2.電能質量指標的主要算法
由于電力系統中由于存在大量類型各異的負荷，特別是感性和容性等非線性負載，會使本來質量合格的電能被“污染”，造成電網質量下降。為此我國技術監督局頒布了評價電能質量合格與否的五個國家標準，分別是::電壓偏移、系統頻率、三相不平衡度、諧波總畸變率THD和電壓波動與閃變等。
(1)電壓電流有效值
根據周期連續函數的有效值及平均功率的定義計算，在連續的時間域中：
本文設計的電能質量在線檢測和分析系統，充分的利用了虛擬儀器技術在測控領域的特點和良好的人機交互界面。硬件上采電壓傳感器、DAQ數據采集板和PC機實現數據的采集，軟件上利用虛擬儀器軟件LabVIEW編制的界面以及數據的采集、計算、報表和報警等功能模塊，實現了電能質量指標的監測與分析功能。采用虛擬儀器開發的系統可以縮短電能質量監測系統的開發周期，降低系統的成本，提高系統的性能。經檢驗系統運行穩定性高，具有很好的實用價值。
