基于PQDIF格式的多通道便攜式電能質(zhì)量監(jiān)測裝置開發(fā).pdf

1、多通道便攜式電能質(zhì)量監(jiān)測裝置具有攜帶方便、操作簡單的優(yōu)勢，在無法安裝在線式產(chǎn)品的場合可以隨時(shí)靈活方便地監(jiān)測。同時(shí)可以針對不同性質(zhì)、不同工況的用電負(fù)荷，選用不同的功能進(jìn)行專項(xiàng)監(jiān)測和分析，且具備在線式電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的全部功能。電能質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)最基本的功能就是實(shí)現(xiàn)監(jiān)測終端（裝置）與監(jiān)測系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，然而目前國內(nèi)已建的監(jiān)測網(wǎng)在終端與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換上存在一個(gè)突出的問題——沒有統(tǒng)一的通信協(xié)議。電能質(zhì)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換格式PQDIF是IEEE1159規(guī)

2、定的一種通用電能質(zhì)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換格式，可以作為異構(gòu)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)格式，具有很好的通用性。因此，研發(fā)一套基于PQDIF格式的多通道便攜式電能質(zhì)量監(jiān)測裝置具有重要意義。
　　基于PQDIF格式的多通道便攜式電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，在組成上可以分為三大部分:多通道便攜式電能質(zhì)量監(jiān)測裝置硬件設(shè)計(jì)、電能質(zhì)量監(jiān)測軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)、PQDIF在電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)。
　　多通道便攜式電能質(zhì)量監(jiān)測裝置硬件設(shè)計(jì)部分，本文建立了信號采集傳感器—

3、—信號調(diào)理電路——數(shù)據(jù)采集模塊——數(shù)據(jù)處理模塊的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置硬件平臺。變電所電壓互感器二次側(cè)的電壓信號由電壓探頭衰減為原來的1/100，電流互感器二次側(cè)的電流信號經(jīng)電流鉗互感為小電壓信號。兩種小電壓信號通過信號隔離、線性變換以及信號調(diào)理，變成數(shù)據(jù)采集模塊所能接受的小信號。數(shù)據(jù)采集模塊完成小電壓信號——低通濾波器——電壓跟隨器——ADC模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器——存儲器SRAM的數(shù)據(jù)采集流程。數(shù)據(jù)采集模塊中研發(fā)了頻率自適應(yīng)追蹤單元，解決了整周期

4、采樣時(shí)的頻譜泄漏問題;直接對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行半波有效值計(jì)算，作為暫態(tài)事件故障錄波啟動判據(jù)的實(shí)測值，節(jié)約了后臺軟件處理數(shù)據(jù)的運(yùn)行內(nèi)存，提高了多通道便攜式電能質(zhì)量監(jiān)測裝置工作效率。
　　在電能質(zhì)量監(jiān)測軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)部分，本文采用有限長離散傅里葉變換(DFT)對電能質(zhì)量采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并通過在線程池中創(chuàng)建并行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換線程、暫態(tài)事件記錄線程、閃變計(jì)算雙線程、實(shí)時(shí)波形顯示線程、FFT數(shù)據(jù)更新線程、諧波數(shù)據(jù)寫入文件線程以及有效值數(shù)據(jù)/功率數(shù)據(jù)

5、寫入文件線程共8個(gè)線程解決了后臺數(shù)據(jù)分析多任務(wù)并行的問題。電能質(zhì)量監(jiān)測軟件開發(fā)功能包括:頻率、電壓電流、功率/功率因數(shù)、三相電壓或三相電流不平衡度、短時(shí)閃變/長時(shí)閃變等基本電參數(shù)的測量，諧波測量，暫態(tài)事件記錄，趨勢記錄，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，波形記錄模塊。
　　本文通過結(jié)合多通道便攜式電能質(zhì)量裝置采樣數(shù)據(jù)與PQDIF數(shù)據(jù)格式的物理結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，構(gòu)建了諧波數(shù)據(jù)文件、功率數(shù)據(jù)文件、有效值數(shù)據(jù)文件以及閃變數(shù)據(jù)文件四種自定義數(shù)據(jù)文件向PQDI