多功能网络电力仪表及其上位机系统的设计
针对国家建设绿色、高效、可持续"智能电网"的迫切需求,本文提出了一种电力综合监测系统解决方案,它由多功能网络电力仪表和上位机监控系统两部分构成.本方案能够精确计量三相电压、电流、频率、功率因数、四象限功率、谐波畸变率等所有常用电力参数;同时在仪表中植入了Modbus-RTU通讯协议,能够实时地与上位机监控系统进行数据交换,方便电力部门及时获知电力系统的基本运行状况,对公用电网的性能做出正确而全面的评估.本课题的研究适应国家建立"智能电网"的迫切需求,在变电站自动化、能源管理系统、工业自动化、智能建筑中有着很好的应用前景和社会价值.本装置在设计和调试过程中取得的主要成果如下:1.介绍了各个电网电力参数的定义,对相关参数的模拟计算公式进行离散化处理,得到其近似计算结果,给出了电压、电流、频率、功率及功率因数等参数的计量方法;详细推导了频谱分析的基本原理,并针对快速傅里叶变换的频谱混叠、频谱泄漏现象提出了相应的改善措施;文中基本理论部分还对Modbus-RTU通讯协议的报文格式和循环冗余校验的思想都进行了解析.2.在硬件、软件设计中系统性地阐述了本监测装置的电路原理和软件设计流程,并对设计过程中的误差以及抗干扰措施进行了说明.3.着重讲解了组态王6.55软件的使用方法,并对上位机监控系统各界面的功能和设计流程进行了介绍.4.文章最后总结了本方案的一些不足之处,并提出了相应的改进方案,对电力监测装置的发展做出了展望.通过多功能网络电力仪表与上位机系统的联机调试证明,本设计稳定可靠,各项设计指标均达到0.5级电能表计量要求,特有的频谱分析和远程通信功能能够为电力部门提供实时、准确的电网信息.
- 作者：
- 潘瑞锋
- 学位授予单位：
- 辽宁科技大学
- 专业名称：
- 电力电子与电力传动
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2015年
- 导师姓名：
- 王克成
- 中图分类号：
- TM930.2
- 关键词：
- 多功能电力仪表；快速傅里叶变换；Modbus-RTU协议；组态王
- Multifunction Network Power Meter； FFT； Modbus-RTU Communication Protocoll Kingview