【正文】 ell as high intelligent etc. The power quality parameters monitoring system mainly based on virtual instrument is better traditional monitoring and analyses system, which function is crude and update is plicate. So this paper put forward and design the power quality parameters monitoring and analyze 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 and harmonic, and can also provide the detailed power quality monitoring analysis and results . Firstly, the shorting of traditional power parameters monitoring analyses system and the necessity of monitoring to power parameters are outlined in this paper, besides the paper analyze the feasibility for using the virtual instrument to develop the power quality monitoring system. Subsequently my paper mainly study the algorithm of monitoring voltage deviation, frequency deviation, harmonics and threephase voltage unbalance, and dispose dispersedly the algorithm of them at the time. Then, integrated design is ascertained, besides this paper put emphases on the development of the functional module of power parameters monitoring analyze system using LabVIEW.Finally, the concluding remarks summaries the deficiencies and the improvement of the system, and outlook the further research too.Key words: Power quality。 最后，就本系統(tǒng)在研究中存在的不足和需要加強的地方在文中做出了總結(jié)，并指出本課題的進一步研究工作展望與設(shè)想。 因此，本論文提出并設(shè)計了基于當今測控領(lǐng)域的最新技術(shù)——虛擬儀器技術(shù)的電能質(zhì)量參數(shù)分析系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠?qū)﹄妷?、電流、功率、相位、頻率、三相電壓不平衡度、電網(wǎng)諧波等電力參數(shù)進行監(jiān)測，并且具有一定的分析功能。； LabVIEW，掌握其中各函數(shù)的功能和用法，練習(xí)基本操作；，研究系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)的功能，分析各電能質(zhì)量參數(shù)的數(shù)字化實現(xiàn)方法；，規(guī)劃系統(tǒng)軟件的前面板和程序框架，詳細設(shè)計各功能模塊；。院長簽字： 指導(dǎo)教師簽字：中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評語（①基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；②獨立解決實際問題的能力；③研究內(nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑤工作態(tài)度及工作量；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）：成 績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計評閱教師評閱書評閱教師評語（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力；③工作量的大??；④取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）：成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計評閱教師評閱書評閱教師評語（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力；③工作量的大??；④取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）：成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計答辯及綜合成績答 辯 情 況回 答 問 題提 出 問 題 正 確基 本正 確有 一般 性錯 誤有 原則 性錯 誤沒 有回 答答辯委員會評語及建議成績：答辯委員會主任簽字： 年 月 日學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評定成績：學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負責人： 年 月 日摘要近年來，計算機技術(shù)、通信技術(shù)以及測試測量技術(shù)的不斷發(fā)展推動了虛擬儀器(Virtual Instrument，簡稱 VI)技術(shù)的不斷發(fā)展。本論文首先闡述了對電能質(zhì)量參數(shù)監(jiān)測與分析的必要性以及傳統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的缺陷，分析了利用虛擬儀器技術(shù)開發(fā)電能質(zhì)量分析系統(tǒng)的可行性。關(guān)鍵詞:電能質(zhì)量。 Power parameters monitoring and analyze system。因此，建立和實施電能質(zhì)量的監(jiān)測與分析是提高電能質(zhì)量的一個重要技術(shù)手段。目前在開發(fā)虛擬儀器的應(yīng)用程序中，美國 NI 公司的LabVIEW 是應(yīng)用最為廣泛的。但是，電力電子技術(shù)的發(fā)展同時也給電力系統(tǒng)帶來許多不穩(wěn)定因素，致使電能質(zhì)量(Power Quality)日益惡化，電力系統(tǒng)的污染日趨嚴重，由此引起了電力部門、工業(yè)生產(chǎn)、人們生活多方面的關(guān)注。通常通過以下兩條措施對電能質(zhì)量的問題進行治理 [5]:一方面利用現(xiàn)有的技 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 頁術(shù)條件，采用各種可行的技術(shù)措施抑制電能質(zhì)量的惡化或進行負荷調(diào)整、電網(wǎng)改造來保證電能質(zhì)量的正常。目前電力運行設(shè)備品種繁多，相應(yīng)的電能參數(shù)監(jiān)測設(shè)備種類齊全，然而常規(guī)的監(jiān)測系統(tǒng)在下列幾個方面比較欠缺 [6,7] : 1)功能單一性問題。 3)開發(fā)周期和開發(fā)費用問題。在我國，結(jié)合本國的實際情況，自 1990 年以來，我國相繼發(fā)布了五項電能質(zhì)量國家標準，分別為:GB 123251990《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》 、GB/T 145491993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》 、GB/T 155431995《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》 、GB/T 159451995《電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率允許偏差》 、GB 12326 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁2022《電能質(zhì)量電壓波動和閃變)) [14, 16]。(1)時域仿真方法對于電能質(zhì)量中的暫態(tài)事件由于其持續(xù)的時間短、發(fā)生的時間不確定，對頻譜分析提出了較高的要求，通常采用時域仿真方法。利用隱式可保證求解過程中的數(shù)值穩(wěn)定，采用變階、變步長技術(shù)可縮短迭代計算的時間。 (2)頻域仿真分析 頻域分析方法主要用于電能質(zhì)量中諧波問題的分析，包括頻率掃描、諧波潮流計算等?；谧儞Q的方法主要指 Fourier 變換方法、短時 Fourier 變換方法以及近年來出現(xiàn)的小波變換方法Fourier 變換方法是經(jīng)典的頻譜分析和信號處理方法。由于具有時——頻局部化的特點，克服了以上 FFT 和 STET 的缺點，特別適合于突變信號和不平穩(wěn)信號的分析。 論文的研究思路和主要內(nèi)容本論文研究的重點在于利用 LabVIEW 平臺開發(fā)基于虛擬儀器的電能質(zhì)量參數(shù)分析系統(tǒng)，將電壓偏差、頻率偏差、電壓波動和閃變、電網(wǎng)諧波、三相電壓不平衡度作為主要的研究對象，同時對電能質(zhì)量參數(shù)的測試算法進行了研究，通過對電網(wǎng)信號的采集、計算和分析，實現(xiàn)對上述五種穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量參數(shù)的監(jiān)測和分析。由于本課題所研究重點是基于虛擬儀器的電能質(zhì)量參數(shù)分析系統(tǒng)軟件功能部分，因此本論文的重點主要是對系統(tǒng)所要實現(xiàn)的各個功能模塊的數(shù)學(xué)模型離散化設(shè)計進行了研究。從總體上講，電能質(zhì)量指標越接近標稱值表明電能質(zhì)量越好。 〔8,14〕在本章中，簡述了電能質(zhì)量指標的定義，對電能質(zhì)量五項指標的數(shù)學(xué)模型進行了一定的研究，為后續(xù)章節(jié)的數(shù)學(xué)模型的離散化設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。電壓允許偏差是指電力系統(tǒng)的電壓緩慢變化時，實際電壓與系統(tǒng)標稱電壓之差。 [9]電壓偏差對電力系統(tǒng)的危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)對用電設(shè)備的危害 用電設(shè)備設(shè)計在額定電壓時性能最好、效率最高，電壓偏離額定值時，其性能和效率都會降低，有的還會減少使用壽命。電網(wǎng)在低電壓狀況下運行，會使線路和變壓器的電流增大，線路和變壓器繞組的有功功率與電流平方成正比。3）220V 單相供電為+7%，10%。 〔13〕 電力系統(tǒng)頻率是指單位時間內(nèi)電信號周期性運動的次數(shù)，所謂頻率偏差是指系統(tǒng)頻率的實際值和標稱值(工頻)之差， 〔16〕 其表達式為： (22)Nff???式中 指實際供電頻率，Hzf 供電網(wǎng)額定頻率，HzN 國標中對系統(tǒng)頻率的規(guī)定如下: 1)～+0. 2HZ。然而由于存在各種不平衡因素，?實際上電力系統(tǒng)并不是完全平衡的。對于三相三線制電路，只含有正、負序分量。 三相電壓不平衡度的限值我國國家標準 GB/T 15543—1995《電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度》規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點正常電壓不平衡度允許值為 2%，短時不得超過 4%；接于公共連接點的每個用戶，引起該點正常電壓不平衡度允許值一般為 %。IEEE 標準中的定義為:諧波為一周期波或量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍。(2)必須嚴格區(qū)別諧波現(xiàn)象和暫態(tài)現(xiàn)象。 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 9 頁 諧波產(chǎn)生的原因和影響諧波產(chǎn)生的根本原因是系統(tǒng)中非線性負載的應(yīng)用，如高壓直流輸電系統(tǒng)、變頻器、可控整流器、電弧爐、電動機車等的應(yīng)用，造成電網(wǎng)中的諧波污染、三相電壓的不對稱性以及電壓波動和閃變?nèi)遮厙乐?。電網(wǎng)中諧波含量的增加，將導(dǎo)致電氣設(shè)備的壽命縮短，網(wǎng)損加大，系統(tǒng)發(fā)生諧波諧振的可能性增加，嚴重時會造成危險的過電壓、過電流，同時還可能引起繼電保護和自動裝置誤動作、儀表指示和電度計量不準，使通信系統(tǒng)受干擾等一系列問題。電流和電壓信號通過傅立葉變換來進行諧波分析，根據(jù)電壓、電流諧波的幅值和相位可以計算出各次諧波的功率因數(shù)角，進而計算出有功、無功、視在功率。THD):諧波總量的有效值與基波分量的有效值之比。設(shè)原信號的最高諧波頻率為 fc，則采樣頻率必須滿足 fs 2fc,才能正確的表示原信號的信息，這就是采樣定理。 〔11〕 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁 電壓波動和閃變電力系統(tǒng)的電壓波動和閃變主要是由具有沖擊性(快速變動)功率的負荷引起的，例如煉鋼電弧爐、軋鋼機、電弧焊機等，這類負荷的特點是在生產(chǎn)過程中有功和無功功率隨機地或周期性地大幅度變動。供電電壓在兩個相鄰的、持續(xù)時間在 1s 以上的電壓有效值 U1 和 U2 之間的差值，稱為電壓變動 [23]。電壓閃變可分為周期性和非周期性兩種，前者主要是由于周期性的電壓波動引起的，如往復(fù)式壓縮機、電弧爐等。 電壓波動和閃變的 IEC 測量(1)電壓波動的測量要對電壓波動與閃變進行有效的抑制，首要的任務(wù)就是要準確地提取出波動信號，通常將電壓波動看成以工頻額定電壓為載波，其電壓的幅值受頻率范圍～35Hz 的電壓波動分量的調(diào)制?？紤]電壓波動分量，就是在基波電壓上疊加一系列的調(diào)幅波，為使分析簡化又不失一般性，將工頻電壓 u (t)的瞬時值解析式寫成: (212)???ttmAtu?coss1???