【正文】 系統(tǒng)主用戶界面設(shè)計(jì) 用戶界面的設(shè)計(jì)，即前面板的設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)中用的是 基于霍爾原理的 LV25P 電壓互感器和 LA55P 電流互感器，電壓傳感器的測(cè)量范圍為 10500V，它把原邊 的電流以 1 ： 的比例變換為副邊的電流，在通過一個(gè)接地電阻即可獲取電壓值 ，圖 43為其使用圖 。 （ 3）靈活性和擴(kuò)展性強(qiáng)，性價(jià)比高，便于組成復(fù)雜的測(cè)試系統(tǒng)。 對(duì)瞬時(shí)閃變值 S(t)進(jìn)行十分鐘的統(tǒng)計(jì)，生成累計(jì)概率函數(shù)（ CPF） ,然后利用 5個(gè)固定值計(jì)算短時(shí)時(shí)間閃變值 ： = (216) 式中 5個(gè)固定值 、 、 、 、 分別代表 CPF 曲線上縱坐標(biāo)為 %、 1%、 3%、10%、 50%所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)值。 諧波對(duì)電網(wǎng)的危害，當(dāng)系統(tǒng)含有高次諧波時(shí)，用于無 功補(bǔ)償?shù)牟⒙?lián)電容器組投入運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生放大原有諧波的現(xiàn)象，當(dāng)系統(tǒng)的諧波感抗與電容器的諧波容抗相等時(shí)，就會(huì) 發(fā)生諧振；此時(shí)，系統(tǒng)的線損與高次諧波的含有率的平方成正比，諧波對(duì)網(wǎng)絡(luò)線損有很大的危害。 在研究不對(duì)稱的三相電力系統(tǒng)時(shí)廣泛使用對(duì)稱分量法，通常以電壓或電流負(fù)序分量上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 與正序分量均方根值的百分比來表示三相不平衡度。 上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 電壓偏差（ %） = x100% （ 210） 引起電壓偏差的因素有無功功率不足、無功補(bǔ)償過量、傳輸距離過長(zhǎng)、電力負(fù)荷 過重和過輕等，其中無功功率不足和線路的電壓損耗是造成電壓偏差的主要原因。 無論何種類型的風(fēng)電 機(jī)組，發(fā)電機(jī)本身產(chǎn)生的諧波是不可忽略的，諧波電流的來源是風(fēng)電機(jī)組中的電力電子元件，諧波干擾的程度取決于變流裝置以及濾波系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)狀況，以及和機(jī)組的輸出功率有關(guān)，即與風(fēng)速的大小相關(guān) 。 隨著未來風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量的不斷增加，風(fēng)力發(fā)電對(duì)接入電網(wǎng)的影響和電力諧波不容忽視，而且不穩(wěn)定的風(fēng)速，所造成的電壓、頻率波動(dòng)和電力諧波會(huì)對(duì)接入電網(wǎng)品質(zhì)造成直接的影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)對(duì)弱電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性造成危害。到 2020 年年前后，主流機(jī)型已經(jīng)達(dá) 到了 兆瓦以上。 自 19 世紀(jì) 70 年代的產(chǎn)業(yè)革命以來，化石燃料的消費(fèi)量急劇增長(zhǎng)。在30 多年內(nèi)能源消費(fèi)總量翻了一番，年均增長(zhǎng)率為 %左右。 近 20 年來，德國、美國、丹麥、中國等國家投入了大量的人力、物力 和財(cái)力研究可以商業(yè)運(yùn)營(yíng)的風(fēng)力機(jī)，取得突破性的進(jìn)展。但由于系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器和線路等設(shè)備非線性或不對(duì)稱，負(fù)荷性質(zhì)多變，加之調(diào)控手段不完善及運(yùn)行操作、外來干擾和各種故障等原因，這種理想的狀態(tài)并不存在，因此產(chǎn)生了電網(wǎng)運(yùn)行、電力設(shè)備和供用電環(huán)節(jié)中的各種問題，也就產(chǎn)生了電能質(zhì)量的概念。而電能質(zhì)量指標(biāo)是電能質(zhì)量各個(gè)方面的具體描述，不同的指標(biāo)有不同的定義和規(guī)定。 （ 3） 對(duì)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響 輸電線路和變壓器在輸送相同功率的條件下，其電流的大小和運(yùn)行的電壓成反比。 如果將式中的電壓符號(hào)換成電流符號(hào)，就可以求出電流的三相不平衡度。隨著工業(yè)的發(fā)展，這類負(fù)荷的功率越來越大，是電網(wǎng)電壓很容易產(chǎn)生波動(dòng)和閃變，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的電能質(zhì)量?！疤摂M”二字主要包含一下兩個(gè)方面的含義： （ 1） 虛擬儀器的面板是虛擬的。虛擬儀器通常具有標(biāo)準(zhǔn)化的總線或通信接口，具有與其他設(shè)備互聯(lián)的能力。 圖 47 為電壓電流信號(hào)調(diào)理電路板，其中電壓和電流傳感器為177。呈紅色時(shí)，表示越限。 圖 58 Write To Spreadsheet 圖標(biāo)及端口 圖 59 Read From Spreadsheet 圖標(biāo)及端口 如圖 510 所示，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用了 平鋪式順序結(jié)構(gòu)和定時(shí)循環(huán)結(jié)構(gòu)。 圖 519 諧波分析程序框圖 功率測(cè)量模塊 為了方便功率測(cè)量模塊的設(shè)計(jì)，前面 先分別采集電流電壓數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在“電流數(shù)據(jù)”和“電壓數(shù)據(jù)”的 excel 表格中，然后利用 LabVIEW 的“ Build ”函數(shù)將“電壓數(shù)據(jù)”和“電流數(shù)據(jù)”合成一個(gè)新的表格為“電壓電流數(shù)據(jù)庫 .xls” 。 （ 2）窮舉測(cè)試 :即程序運(yùn)行的各個(gè)要求都應(yīng)該測(cè)試。論文完成的主要工作有以下幾點(diǎn) : (l)分析了 風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)對(duì) 電能質(zhì)量參數(shù) 的影響 ， 提出對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量檢測(cè)的必要性； (2)對(duì)電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的指標(biāo)及測(cè)量方法進(jìn)行了仔細(xì)研究，找出了相應(yīng)的測(cè)量方法。 圖 62 電壓偏差測(cè)量模塊測(cè)試結(jié)果 頻率偏差測(cè)量模塊 圖 63是頻率偏差測(cè)量模塊的測(cè)試結(jié)果，圖中數(shù)值控件 顯示了系統(tǒng)電壓頻率、電壓基波頻率、實(shí)測(cè)頻率以及頻率偏差；圖形控件是以波形圖的形式顯示頻率偏差的。 圖 522 FFT Spectrum（ MagPhase） .vi 標(biāo)志及端口 用離散的方法計(jì)算出瞬時(shí)閃變值后就可以進(jìn)一步計(jì)算短時(shí)間閃變值 ， 本設(shè)計(jì)中采用排序方法計(jì)算短時(shí)間閃變值，由于在一段時(shí)間內(nèi) (10min)各瞬時(shí)閃變值是相等 時(shí)間間隔上離散的 S(k)序列，如果其中不小于某個(gè)瞬時(shí)閃變值 p 的 所有項(xiàng)對(duì)應(yīng)的時(shí)間占 整個(gè)時(shí)段的 N%，則其中不小于某個(gè)瞬時(shí)閃變值 p 的所有項(xiàng)的個(gè)數(shù)也應(yīng)該占該時(shí)段內(nèi)總瞬時(shí)閃變值個(gè)數(shù)的 N%，故 CPF 曲線上 %、 1%、 3%、 10%、 50%縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)閃變值 、 、 、 分別是該段時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)閃變值序列中的 %、 99%、 97%、 90%、 50%概率大值，只要將 S(k)序列從大到小重新排列，找 出其對(duì)應(yīng)的概率大值代入式 (216)即可。 圖 514 Averaged 圖標(biāo)及端口 上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 27 電壓偏差的程序框圖的設(shè) 計(jì)如圖 515 所示： 圖 515 電壓偏差程序框圖 頻率偏差模塊 頻率偏差的程序設(shè)計(jì)根據(jù)公式（ 211）進(jìn)行，對(duì)于信號(hào)的頻率測(cè)量使用 LabVIEW提供的“ Extract Single Tone ”函數(shù)，如圖 516 所示； 檢測(cè)到的頻率為進(jìn)過調(diào)理后的信號(hào)的頻率值， 由于采樣頻率 設(shè)置為 1KHz，每周期的采樣 數(shù)為 20 個(gè)點(diǎn)，因此根據(jù) f= /N 計(jì)算系統(tǒng)的頻率。 圖 57 系統(tǒng)用戶界面 數(shù)據(jù) 存儲(chǔ) 模塊設(shè)計(jì) 采集信號(hào)經(jīng)過傳感器、信號(hào)調(diào)理電路和數(shù)據(jù)采集卡后，在軟件這塊使用 DAQ Assistant Express VI 來配置測(cè)量任務(wù)及通道的圖形接口。 51 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 圖 在系統(tǒng)主界面可以選擇觀看不同的指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，程序?qū)?jīng)傳感器、信號(hào)調(diào)理電路及數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)化為程序所需要的數(shù)據(jù)形式的電壓、電流信號(hào)采用合適的算法進(jìn)行運(yùn)算、分析得到檢測(cè)結(jié)果，并以波形、數(shù)據(jù)等形式顯示出來以便觀察。為了方便測(cè)量，在這一環(huán)節(jié)中，傳感器的選擇是至關(guān)重要的，如果選取的傳感器 精度不夠，線性度不好，無論是信號(hào)轉(zhuǎn)換或信息處理，或者最佳數(shù)據(jù)的顯示和控制都無法實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)的后續(xù)分析工作也就變得毫無意義。虛擬儀器將信號(hào)分析、顯示、存儲(chǔ)和其它 管理交由計(jì)算機(jī)來集中處理，充分利用了計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、傳輸和發(fā) 布功能。 在獲得瞬時(shí)閃變值 S(t)的基礎(chǔ)山上計(jì)算短時(shí)閃變值 。同時(shí)，由于上述負(fù)荷的存在 ，使得電力系統(tǒng)中的供電電壓即便是正弦波形，其電流波形也將偏離正弦波形而發(fā)生畸變。作為電能質(zhì)量指標(biāo)之一的“三相電壓允許不平衡度 ” 是針對(duì)正常不平衡工況制定的。 通常指電壓變化率小于 1%秒時(shí)實(shí)測(cè)電壓與額定電壓之差，用以下公式 求出電壓偏差。最嚴(yán)重的情況是整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)突然切出，引起系統(tǒng)的頻率瞬時(shí)降低。預(yù)計(jì)到 2020 年我國風(fēng)力發(fā)電將達(dá) 3000 萬千瓦。為了降低風(fēng)力發(fā)電的成本，提高風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的技術(shù)一直在沿著增大單機(jī)容量、減輕單位千瓦重量、提高轉(zhuǎn)換效率的方向發(fā)展。 關(guān)鍵詞 : 電能質(zhì)量 ， 風(fēng)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(jì) (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(jì) (論文 ) 目 錄 第一章 緒 論 ....................................................... 1 世界能源的現(xiàn)狀 ................................................ 1 風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展 ................................................ 1 國外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展 ...................................... 1 中國風(fēng)力發(fā)電 的發(fā)展 ...................................... 2 風(fēng)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(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的影響 ............................