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本文针对电能质量监测问题,研制了一套基于嵌入式ARM技术和虚拟仪器平台的电能质量实时监测系统,实现了电网三相电压/电流、有功功率、无功功率、功率因数,谐波、三相不平衡、闪变等参数的实时监控、分析,及电能质量综合评估和故障诊断。其主要研究内容如下: 1)评价电能质量参数计算方法研究。分析了常见电能质量影响参数的计算原理,其中针对电网的谐波分析问题,采用了基于FFT的最小二乘算法,克服了栅栏效应和频谱泄露,提高了计算精度,并在MATLAB环境下进行了仿真实验;针对闪变参数的计算问题,采用了国际电工委员会(IEC)推荐的闪变仪平方检测算法并对其进行了MATLAB仿真,如实准确测量出了短时闪变值。 2)硬件电路设计。采用ARM7-LPC2132作为核心处理芯片,充分利用其内部的嵌入式功能模块,设计了电源模块、电压/电流变换模块、信号采集/调理模块和通信模块。。其中,为提高检测精度,在电压/电流变换模块中对相位差进行了补偿;为方便远程监控,通信模块采用了RS-485总线。 3)软件设计及编程。软件模块由下位机软件和上位机软件两部分组成。下位机软件开发基于tlC/OS-Ⅱ操作系统,用于三相电压和电流的采集,以及电能质量各项参数的计算等工作,即电网的谐波分析、三相不平衡度计算和闪变参数计算等;上位机软件基于虚拟仪器Lab Windows/CVI开发了人机交互软件平台,用于完成各项电能质量参数的显示及存储等工作。 最后,根据上述方案研制的电能质量监控系统,在实验室环境下,与 PDM-800ACMM电能参数测量模块进行了对比测试实验,结果表明该系统的检测精度达到了设计要求,且带载荷实验数据稳定。