【正文】 上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 摘 要 面對日益嚴峻的能源形勢，化工燃料日益枯竭，全球范圍的能源困局，迫使世界各國不得不討論后續(xù)能源的接續(xù)問題。風力發(fā)電因投資小、清潔無污染、資源分布廣而受到人們的廣泛關(guān)注。但由于風資源的不確定性和風電機組本身的運行特性使風電機組的輸出電量是波動的，當風電機組并網(wǎng)運行時，會影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量，如電壓偏差、電壓波動和閃變、諧波等 ，嚴重時會對弱電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性造成危害，因此風力發(fā)電場對接入電網(wǎng)的影響不容忽視。 因此，本論文提出并設(shè)計了基于當今測量領(lǐng)域 的最新技術(shù) —— 虛擬儀器技 術(shù)為平臺的電能質(zhì)量參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng) ，系統(tǒng)能夠?qū)﹄妷?、電流?頻率、三相電壓不平衡度、電網(wǎng)諧波、電壓波動和閃變等電力參數(shù)實時地監(jiān)測，并且具有實時的分析功能。 關(guān)鍵詞 : 電能質(zhì)量 ， 風力發(fā)電 ， LabVIEW Abstract Facing with increasingly serious energy situation, chemical fuels are depleted, the global energy predicament, forcing countries around the world have to discuss the follow up the issue of energy. Wind power generation due to less investment, Clean pollutionfree, wide distribution of resources and was put attention by people. However, due to the uncertainty of the wind resource and Their own wind turbine operating characteristics make the output of wind turbine power is fluctuating, when the wind turbine operate connect grid, it will affect the power quality, such as voltage deviation, voltage fluctuations and Flicker, harmonics, etc, security and stability of the weak power grid would cause harm, so wind power on accessing power grid can’t be ignored. 上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) So this paper put forward and design the power quality parameters monitoring system based the newest technology of the field of measurement and control nowthe virtual instrument technical, it can monitor electric power parameter including voltage, electrical current, phase, frequency, threephase voltage unbalance, harmonic and the voltage fluctuation and flicker, and can also provide the detailed power quality monitoring analysis and results in real time. Key words: Power quality， Wind power generation， LabVIEW 上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 目 錄 第一章 緒 論 ....................................................... 1 世界能源的現(xiàn)狀 ................................................ 1 風力發(fā)電的發(fā)展 ................................................ 1 國外風力發(fā)電的發(fā)展 ...................................... 1 中國風力發(fā)電 的發(fā)展 ...................................... 2 風力發(fā)電中的電能質(zhì)量基本問題 .................................. 3 電能質(zhì)量的概念 .......................................... 3 風力發(fā)電并網(wǎng)對電能質(zhì)量的影響 ............................ 4 本論文的主要工作 .............................................. 4 第二章 電能質(zhì)量指標的國家標準及相關(guān)算法 .............................. 5 基本參數(shù)的計算 ................................................ 5 供電電壓允許偏差 .............................................. 6 電力系統(tǒng)頻率允許偏差 .......................................... 7 三相電壓允許不平衡度 .......................................... 8 電網(wǎng)諧波分析 .................................................. 9 諧波的含義 ............................................. 10 諧波產(chǎn)生的原因和影響 ................................... 10 電壓波動和閃變 ............................................... 11 第三章 虛擬儀器技術(shù)概述 ............................................. 13 虛擬儀器的概念 ............................................... 13 虛擬儀器的 構(gòu)成 ............................................... 13 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器比較 ....................................... 14 第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ................................................. 15 系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu) ............................................. 15 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成 ............................................... 16 傳感器 ....................................................... 16 上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 信號調(diào)理電路 ................................................. 17 數(shù)據(jù)采集卡介紹 ............................................... 18 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ................................................. 20 軟件的總體設(shè)計方案概述 ....................................... 20 系統(tǒng)主用戶界面設(shè)計 ........................................... 20 數(shù)據(jù)存儲模塊設(shè)計 ............................................. 23 有效值測量模塊 ............................................... 25 電壓偏差模塊 ................................................ 26 頻率偏差模塊 ................................................ 27 諧波測量模塊 ................................................ 28 功率測量模塊 ................................................. 29 閃變測量模塊 ................................................. 30 第六章 系統(tǒng)測試 ..................................................... 33 軟件測試方法的介紹 ........................................... 33 伏安測量模塊 ................................................. 33 電壓偏差測量模塊 ............................................. 34 頻率偏差測量模塊 ............................................. 34 諧波分析測量模塊 ............................................. 35 功率測量模塊的測試 ........................................... 35 第七章 結(jié)論與展望 ................................................... 37 結(jié) 論 ....................................................... 37 展 望 ....................................................... 37 上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 1 第一章 緒 論 世界能源的現(xiàn)狀 能源是人類社會 發(fā)展的重要基礎(chǔ)資源，當前絕大多數(shù)國家都是以石油煤炭等礦 物質(zhì)燃料為主要能源。 自 19 世紀 70 年代的產(chǎn)業(yè)革命以來，化石燃料的消費量急劇增長。初期主要是以煤炭為主，進入 20 世紀以后，特別是第二次世界大戰(zhàn)以來，石油和天然氣的生產(chǎn)與消費持續(xù)上升，石油 于 20 世紀 60 年代首次超過煤炭， 第一次 躍居能源的主導(dǎo)地位。雖然 20 世紀 70 年代世界經(jīng)歷了兩次石油危機，但世界石油消費量卻沒有絲毫減少的趨勢。隨著世界經(jīng)濟規(guī)模的不斷增大，世界能源消費量持續(xù)增長。根據(jù)統(tǒng)計， 1973年世界一次能源消費量僅為 億噸油當量，而 2020 年已達到 億噸油當量。在30 多年內(nèi)能源消費總量翻了一番，年均增長率為 %左右。 隨著礦物燃料的日益枯竭和全球環(huán)境的日益惡化，很多國家都在認真探索能源多樣化的途徑，積極開展新能源和可再生能源的研究開發(fā)工作。太陽能和風能被看作是最 具有代 表性 的新能源和可再生能源 ，作為這兩種能源的高級 利用，太陽能發(fā)電和風力發(fā)電技術(shù)受到世界各國的高度重視。 據(jù)統(tǒng)計， 2020 年風電占歐盟整個電力消費的 %，而根據(jù)歐盟制定的 2020 年能源行動計劃，風電占整個歐盟電力消費的比例達到 14%，因此，未來 1