【摘要】：電參量檢測(cè)技術(shù)主要用于檢測(cè)電力線負(fù)載在實(shí)際工作時(shí)的各項(xiàng)電參量并留檔記錄�，F(xiàn)有的技術(shù)較為成熟的電參量檢測(cè)儀可測(cè)量功率因數(shù)、相角等多種電參量,多用于供電站、輸變電設(shè)備等復(fù)雜場(chǎng)景中。隨著家用電器種類的增加,家庭用電環(huán)境也日趨復(fù)雜。同時(shí),隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及,許多智能家電帶有聯(lián)網(wǎng)功能,通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)其電參量進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)能很好地利用到智能家電的網(wǎng)絡(luò)特性。基于以上兩點(diǎn),本文擬對(duì)家庭用電負(fù)載的電參量進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并識(shí)別其負(fù)載類型。這對(duì)于實(shí)現(xiàn)家庭范圍的電能品質(zhì)管理控制也有一定參考價(jià)值。本文首先研究電參量檢測(cè)系統(tǒng)的負(fù)載識(shí)別算法的數(shù)學(xué)模型與仿真。設(shè)計(jì)負(fù)載仿真模型生成不同特征的電參量數(shù)據(jù),對(duì)其做常規(guī)運(yùn)算和快速傅里葉變換得到電參量的功率參數(shù)、諧波參數(shù)等特征參量,在其中選取具有區(qū)分度的特征參量構(gòu)成電參量特征向量并構(gòu)建負(fù)載數(shù)據(jù)模型庫(kù),并設(shè)計(jì)合理的負(fù)載識(shí)別算法用以識(shí)別對(duì)應(yīng)的家庭用電負(fù)載類型,在仿真平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)前述流程并對(duì)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。在構(gòu)建負(fù)載數(shù)據(jù)模型庫(kù)并分析其頻譜特征的基礎(chǔ)上本文給出了實(shí)現(xiàn)方案,可以劃分為硬件電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)驗(yàn)證與分析三個(gè)部分。硬件電路設(shè)計(jì)包括元件的選取,元件外圍電路的設(shè)計(jì)以及DSP硬件平臺(tái)的搭建。軟件設(shè)計(jì)部分包括求解電參量算法和負(fù)載識(shí)別算法在硬件平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn),WiFi無(wú)線傳輸控制程序及終端顯示程序的編寫(xiě)和調(diào)試。系統(tǒng)驗(yàn)證與分析具體包括電參量傳感器模塊和ADC采樣模塊的測(cè)試與分析,主控系統(tǒng)識(shí)別結(jié)果的驗(yàn)證,以及使用無(wú)線終端運(yùn)行終端顯示軟件來(lái)測(cè)試系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能。最終測(cè)試結(jié)果表明本系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的識(shí)別出負(fù)載數(shù)據(jù)模型庫(kù)內(nèi)已有的負(fù)載,且能通過(guò)WiFi網(wǎng)絡(luò)將負(fù)載類型遠(yuǎn)程傳輸至無(wú)線終端進(jìn)行顯示。本文在最后對(duì)整個(gè)負(fù)載電參量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)工作進(jìn)行了總結(jié),指出了其中的不足之處,并對(duì)未來(lái)的家庭用電負(fù)載的電參量檢測(cè)和負(fù)載識(shí)別技術(shù)的研究方向進(jìn)行了展望。
【圖文】：

都是應(yīng)用于監(jiān)控發(fā)電站的供電電源和輸變電設(shè)備及各線路上的電能品質(zhì)和運(yùn)行情況。圖1.1 變頻電源電參量測(cè)量系統(tǒng)[4]國(guó)外對(duì)于電參量檢測(cè)技術(shù)的研究及相關(guān)測(cè)量?jī)x器的研制起步較早。自二十世紀(jì)八十年代起，，數(shù)字信號(hào)處理器的廣泛應(yīng)用使得電參量檢測(cè)技術(shù)的研究和儀器的研發(fā)達(dá)到了一個(gè)新的高度[4]。在電參量檢測(cè)技術(shù)方面，不斷有新的檢測(cè)方法被提出。Wei. Dong 等人提出了一種新的識(shí)別電網(wǎng)電參量的方法，該方法在測(cè)量暫態(tài)電壓的基礎(chǔ)上輔以遺傳算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化[6]。在 Matlab-Simulink 仿真平臺(tái)上進(jìn)行的模擬測(cè)試證明了這種新方法的有效性和可靠性[6]。GarbaAliyu 等人針對(duì)三相無(wú)功功率的測(cè)量提出了一種基于沃爾什函數(shù)變換的改進(jìn)算法[7]。這種算法在分析非線性負(fù)載問(wèn)題方面具有優(yōu)勢(shì)，可以改善非線性負(fù)載無(wú)功功率測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性[7]。在電參量測(cè)量?jī)x器的研制方面，美國(guó)亞德諾半導(dǎo)體技術(shù)有限公司提出了一種新型電參量檢測(cè)方案，將數(shù)字信號(hào)處理器與單片機(jī)及高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器相結(jié)合，有效縮減了電參量檢測(cè)系統(tǒng)的體積，同時(shí)也擴(kuò)展了系統(tǒng)的功能類別，降低了功耗，系統(tǒng)可靠性

第二章 負(fù)載識(shí)別算法及系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)15圖2.2 筆記本電腦的負(fù)載仿真模型圖2.3 微波爐的負(fù)載仿真模型表2.1 筆記本電腦和微波爐的特征電參量電流有效值/A3 次電流諧波比電流總諧波失真 有功功率/W 功率因數(shù) 負(fù)載性質(zhì)筆記本電腦0.2031 0.9231 1.677 23 0.47 容性微波爐 5
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP274;TM934

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本文編號(hào)：2592607