基于多小波變換的電能計(jì)量實(shí)驗(yàn)儀設(shè)計(jì)
本文選題:電能計(jì)量 + 畸變信號(hào)。 參考:《哈爾濱理工大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,電網(wǎng)中非線性負(fù)載不斷增加,導(dǎo)致電網(wǎng)信號(hào)嚴(yán)重畸變,現(xiàn)有的電能計(jì)量方法和儀表都不能準(zhǔn)確、合理地計(jì)量畸變信號(hào)條件下的電能。解決這一問(wèn)題,不僅需要合理的計(jì)量方法還需要相應(yīng)的硬件電路和軟件算法。目前國(guó)家并沒(méi)有畸變信號(hào)條件下的電能計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),也沒(méi)有供校對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量?jī)x器,為了驗(yàn)證畸變信號(hào)條件下電能計(jì)量方法的正確性,設(shè)計(jì)畸變信號(hào)下電能計(jì)量實(shí)驗(yàn)儀是非常必要的。本文針對(duì)目前電能計(jì)量存在的問(wèn)題,建立了畸變信號(hào)條件下電網(wǎng)典型畸變信號(hào)的數(shù)學(xué)模型,給出了畸變信號(hào)條件下功率信號(hào)表達(dá)式。根據(jù)功率潮流分析結(jié)果,研究了畸變信號(hào)條件下電能合理計(jì)量的方法,在此基礎(chǔ)上,提出了基于信息熵評(píng)價(jià)指標(biāo)的多小波電能計(jì)量算法。選用ARM11芯片為核心處理器,設(shè)計(jì)了畸變信號(hào)條件下電能計(jì)量實(shí)驗(yàn)儀。在硬件方面,設(shè)計(jì)了模擬信號(hào)發(fā)生器、數(shù)據(jù)采集模塊、主控單元模塊和人機(jī)界面交互模塊,并分別闡述了各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)方法。在軟件方面,嵌入了Linux系統(tǒng),完成了數(shù)據(jù)采集模塊和多小波電能計(jì)量算法的軟件設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)了電能計(jì)量實(shí)驗(yàn)儀的Qt圖形界面。在實(shí)驗(yàn)儀上對(duì)電網(wǎng)中四種典型的畸變信號(hào)進(jìn)行電能計(jì)量的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了基于信息熵評(píng)價(jià)指標(biāo)的多小波電能計(jì)量算法的正確性和實(shí)時(shí)性。這為研究畸變信號(hào)條件下電能計(jì)量裝置提供了一定的理論支持和技術(shù)先導(dǎo)。
[Abstract]:With the rapid development of economy, the nonlinear load in the power network is increasing, which leads to the serious distortion of the power signal. The existing methods and instruments of electric energy measurement can not be accurate, and the electric energy under the condition of the distorted signal can be measured reasonably. To solve this problem, we need not only reasonable metrology methods, but also corresponding hardware circuits and software algorithms. At present, the country does not have the standard of electric energy metering under the condition of distorted signal, and there is no standard metering instrument for proofreading. In order to verify the correctness of the method of electric energy metering under the condition of distorted signal, It is very necessary to design the electric energy metering experiment instrument under distorted signal. In this paper, the mathematical model of power grid typical distortion signal under the condition of distorted signal is established, and the expression of power signal under the condition of distorted signal is given. Based on the results of power flow analysis, this paper studies the method of reasonable measurement of electric energy under the condition of distorted signal, and puts forward a multi-wavelet power metering algorithm based on the evaluation index of information entropy. The ARM11 chip is selected as the core processor to design the electric energy metering experiment instrument under the condition of distorted signal. In the aspect of hardware, the analog signal generator, data acquisition module, main control unit module and man-machine interface interaction module are designed, and the design principle and implementation method of each module are described respectively. In the aspect of software, the Linux system is embedded, the software design of data acquisition module and multi-wavelet energy measurement algorithm is completed, and the QT graphic interface of the power metering experiment instrument is designed. The power measurement of four typical distorted signals in the power network is carried out on the experimental instrument. The experimental results verify the correctness and real-time performance of the multi-wavelet power measurement algorithm based on the evaluation index of information entropy. This provides some theoretical support and technical forerunner for studying electric energy metering device under distorted signal condition.
【學(xué)位授予單位】:哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:TM933.4
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,本文編號(hào):1961565
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