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在负荷和用户对电能质量的要求日益提高的同时,微网以其独特的网络结构和功能特性也已成为了当今研究的热点。电能质量录波监测系统为研究和改善电能质量提供依据,也是微网安全、高效运行的基础。 本文在详述了国内外电能质量录波监测系统发展现状和趋势的基础上,结合电能质量的定义、分类和检测方法,对典型的电能质量信号进行了数学建模;根据微网的结构和电能质量特点,对电能质量数据压缩算法进行了研究,并提出了一种微网电能质量录波监测系统的设计方案。 首先,在分析了现有电能质量故障录波启动判据的特点之后,将归一化距离测度引入了电能质量故障启动判定中,提出了基于归一化距离测度的故障启动判据,并利用仿真实验验证了其畸变检测能力和抗干扰能力。 其次,研究了基于二维离散小波变换的电能质量数据压缩算法,理论分析和实验验证了二维离散小波变换应用于电能质量数据压缩的优越性;对电能质量数据压缩中的最佳小波基的选择和最优层数的设定进行了详细论述和仿真实验;利用已建立的典型的电能质量信号模型,对最佳小波基、最优分解层数时二维离散小波变换数据压缩的性能进行仿真实验评估,给出了压缩性能统计表和各典型信号的压缩效果图;利用黑龙江某电厂实测的电能质量数据对本文的压缩算法进行了验证,验证了所设计算法的有效性。 再次,详细论述了电能质量录波监测系统的设计方案,此方案以高性能的数字信号处理器和现场可编程门阵列为控制核心,按照三相四线制的电网结构提供了8路模拟量采集和1路过零检测电路,配备了大容量的非易失存储介质、丰富的通信接口、由按键和液晶组成的人机交互接口,给出了详细的硬件设计原理图和软件设计流程图。 最后,设计并调试了电能质量录波监测系统,完成了相关功能模块和接口功能的测试,给出了部分实验数据和波形。