【導(dǎo)讀】世界各國不得不討論后續(xù)能源的接續(xù)問題。風(fēng)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(fēng)資源的不確定性和風(fēng)電機組本身的運。定性造成危害，因此風(fēng)力發(fā)電場對接入電網(wǎng)的影響不容忽視。

　　

【正文】 sistant 的數(shù)據(jù) 進過“動態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)數(shù)組”的函數(shù)接到諧波失真分析函數(shù)的信號輸入端。根據(jù)諧波的定義，利用 Index Array 模塊的功能從 諧波電平 引腳輸出的數(shù)組選取 第二 個元素，即基波幅值， 然后將數(shù)組中的每 個元素 (各次諧波分量幅值 )與基波幅值相除，得到的就是各次諧波的含量。將包含各次諧波含量的數(shù)組與表示它們對應(yīng)次數(shù)的數(shù)組利用 Bundle函數(shù)組合后輸出到 XY 上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 29 Graph 控件中即可顯示其諧波含量的柱狀圖，具體的諧波分析 程序 框圖如圖 519 所示 。 圖 519 諧波分析程序框圖 功率測量模塊 為了方便功率測量模塊的設(shè)計，前面 先分別采集電流電壓數(shù)據(jù)存儲在“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)”合成一個新的表格為“電壓電流數(shù)據(jù)庫 .xls” 。 根據(jù)有功功率的定義，將“電壓電流數(shù)據(jù)庫 .xls”的第一行（ A 相電壓采集數(shù)據(jù)）和第二行（ A 相電流采集數(shù)據(jù)）的數(shù)據(jù)通過“ Index ”函數(shù)取出，然后將電流和電壓的 數(shù)據(jù)換算到電壓電流傳感器原邊的數(shù)值，然后對一個周期內(nèi)同一時間采集的電壓與電流的瞬時值的 乘積 進行求和，再除以一個周期所采集的數(shù)據(jù)點的個數(shù)，所得的就是有功功率。本設(shè)計中 連續(xù)采樣了 5 個周期，因此取 5 次的平均值作為有功功率，單相有功功率的程序框圖如圖 520 所示。 視在功率的計算比較簡單，利用前面已經(jīng)計算的電壓和電流的有效值相乘，所得到的值就是視在功率。功率因數(shù)則直接可以用有功功率除以視在功率就可算出，無功功率也可以根據(jù)公式（ 29）進行計算，視在功率、無功功率功率因數(shù)程序設(shè)計如圖 521 所示。 上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 30 圖 520 有功功率程序框圖 圖 521 視在功率、無功功率功率因數(shù)程序框圖 閃變測量模塊 本設(shè)計在閃變的計算中采樣頻率為 500Hz，每一個周期采樣點數(shù)是 25 個，數(shù)據(jù)采集一次得到的波形數(shù)據(jù)包括 250 點，因此，一個波形數(shù)組中包含了 10 個周期的波形數(shù)據(jù)，每次可以計算 10 個電壓有效值。 然后利用 LabVIEW 提供的 FFT Spectrum對 10 個周期電壓的有效值進行 FFT 變換，如圖 521 所示，得到的序列是所采樣電壓波動頻率成分，其大小為電壓波動的幅值。利用 Index Array 索引的功能將所有的序列依次取出，根據(jù) IEC 規(guī)定視感度 S=1 覺察單位的電壓波動的值，可以查出每個頻率 對應(yīng)的 S=1 時的電壓波動。然后利用公式（ 511）上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 31 計算瞬時閃變值。 圖 521 電壓有效值序列的 FFT 變換程序圖 電壓有效值序列的 FFT變換，選用的是波形 VI 中的“ FFT Spectrum（ MagPhase） .vi”函數(shù)完成，其端口定義如圖 522 所示。 圖 522 FFT Spectrum（ MagPhase） .vi 標(biāo)志及端口 用離散的方法計算出瞬時閃變值后就可以進一步計算短時間閃變值 ， 本設(shè)計中采用排序方法計算短時間閃變值，由于在一段時間內(nèi) (10min)各瞬時閃變值是相等 時間間隔上離散的 S(k)序列，如果其中不小于某個瞬時閃變值 p 的 所有項對應(yīng)的時間占 整個時段的 N%，則其中不小于某個瞬時閃變值 p 的所有項的個數(shù)也應(yīng)該占該時段內(nèi)總瞬時閃變值個數(shù)的 N%，故 CPF 曲線上 %、 1%、 3%、 10%、 50%縱坐標(biāo)對應(yīng)的瞬時閃變值 、 、 、 分別是該段時間內(nèi)瞬時閃變值序列中的 %、 99%、 97%、 90%、 50%概率大值，只要將 S(k)序列從大到小重新排列，找 出其對應(yīng)的概率大值代入式 (216)即可。 上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 32 瞬時閃變值采集的周期數(shù) 為 10,則 計算一個瞬時閃變值需 ,然后采集十分鐘 對所有值按從大到小排列索引出序號分別為 0、 12 的 S(k)為 %、 99%、 97%、90%、 50%的概率大值，帶入公式（ 216） ,短時間閃變值 的計算程序框圖如圖 523 所示。 523 短時閃變計算框 圖上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 33 第六章 系統(tǒng)測試 一個軟件 平臺系統(tǒng)開發(fā)過程的最后一個重要環(huán)節(jié)就是對軟件的測試。系統(tǒng)測試的 主要目的就是能進一步驗證所設(shè)計的檢測系統(tǒng)是否能 實現(xiàn)預(yù)想的各項功能，包括伏安測量、電壓偏差測量、頻率偏差測量、諧波測量以及功率測量等功能，另外通過測試可以驗證和提高系統(tǒng)軟件的可靠性，因此系統(tǒng)測試時必不可少的步驟。 軟件測試方法的介紹 程序測試就是要在計算機上以各種可能的數(shù)據(jù)和操作條件對程序進行測試，找出存在問題并加以修改，使之符合設(shè)計要求。 一般的測試方法有 : （ 1）數(shù)據(jù)測試 :即用大量的實際數(shù)據(jù)進行測試，觀測結(jié)果對不對。 （ 2）窮舉測試 :即程序運行的各個要求都應(yīng)該測試。 （ 3）操作測試 :即對各種顯示，輸出應(yīng)全面檢查，看是否與設(shè)計要求相一致。 （ 4）模型測試 :即核算所有計算結(jié)果。 （ 5）一般測試步驟 :分調(diào)，即由程序設(shè)計者對各個模塊進行測試 。聯(lián)調(diào)即對各個子系統(tǒng)，各個模塊聯(lián)合起來測試。 本設(shè)計采用的是一般的測試方法對基于虛擬儀器的電能質(zhì)量參數(shù)檢測系統(tǒng)進行測試：首先對系統(tǒng)的各個功能模塊進行測試，然后對整個軟件進行測試。 伏安測量模塊 圖 61 是伏安測量模塊的測試結(jié)果。從圖中可以看出伏安測量模塊通過數(shù)值控件顯示 了單相電壓有效值、直流分量值 和電流有效值、直流分量值；圖形控件是對單相電壓、電流波形的檢測。 上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 34 圖 61 伏安測量模塊 測試結(jié)果 電壓偏差測量模塊 圖 62是電壓偏差測量模塊的測量結(jié)果，圖中的數(shù)值顯示控件反映了系統(tǒng)的電壓、實測電壓以及點偏差度。圖形控件是以波形圖的形式顯示電壓偏差。 圖 62 電壓偏差測量模塊測試結(jié)果 頻率偏差測量模塊 圖 63是頻率偏差測量模塊的測試結(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、實測頻率以及頻率偏差；圖形控件是以波形圖的形式顯示頻率偏差的。 上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 35 圖 63 是頻率偏差測量模塊 諧波分析測量模塊 圖 64是諧波分析模塊測試結(jié)果，數(shù)值顯示控件反映了電流諧波畸變率（ THD）、電流直流分量和基波分量；數(shù)值輸入控件控制的是諧波柱狀圖所需要顯示的 諧波次數(shù)， 數(shù)組顯示控件則顯示的是各次 諧波 的幅值及其諧波含有率。 圖 64 諧波分析模塊測試結(jié)果 功率測量模塊的測試 圖 65是功率測量模塊的測試結(jié)果。功率測量模塊通過數(shù)值顯示控件顯示了單相電上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 36 壓電流數(shù)據(jù)的電壓有效值、電流有效值、有功功率、視在功率、無功功率和功率因數(shù)。 圖 65 功率測量模塊的測試結(jié)果上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 37 第七 章 結(jié)論與展望 結(jié) 論 虛擬儀器技術(shù)具有圖形化的編程語言、儀器硬件和軟件的標(biāo)準(zhǔn)化、圖形化的用戶界面、接口通用性和開放性等特點，使用虛擬儀器技術(shù)設(shè)計測控系統(tǒng)，可以縮短儀器開發(fā)周期，降低儀器成本，提高儀器性能。本文所研究的基于虛擬儀器技術(shù)的 風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)電能質(zhì)量 監(jiān)測系統(tǒng)，也因此具有一定的實際意義。論文完成的主要工作有以下幾點 : (l)分析了 風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)對 電能質(zhì)量參數(shù) 的影響 ， 提出對電網(wǎng)電能質(zhì)量檢測的必要性； (2)對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的指標(biāo)及測量方法進行了仔細(xì)研究，找出了相應(yīng)的測量方法。對電能質(zhì)量惡化的 影響以及國家電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進行了介紹，分析了電能質(zhì)量指標(biāo)制定的依據(jù) ； (3)分析了虛擬儀器的優(yōu)點， 提出了研究基于虛擬儀器技術(shù)的電能質(zhì)量參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的必要性和可行性； (4)介紹了基于虛擬儀器技術(shù)的電能質(zhì)量參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設(shè)計，對傳 感 器、信號調(diào)理電路和數(shù)據(jù)采集卡 作 了 詳細(xì)介紹 ； (5)軟件上利用 NI公司的虛擬儀器軟件 LabVIEW編制了電能質(zhì)量參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)程序的界面以及采集、處理計算、存儲等功能模塊，實現(xiàn) 了 電能質(zhì)量指標(biāo)的監(jiān)測與分析功能 ； (6)利用實時數(shù)據(jù) 完成了監(jiān)測系統(tǒng)的測試，從結(jié)果得出該系統(tǒng)基本能夠滿足對電能質(zhì)量參數(shù)監(jiān)測的要求。 展 望 由于條件和時間的限制，開發(fā)的電能質(zhì)量參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)還必須在以下幾個方面進行完善 ： 上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 38 (1)本系統(tǒng)實現(xiàn)了雖然完成了對電壓、電流、諧波、頻率 和功率的測量，但僅 僅是單相的，以后可以把這部分整合進來完成對 三相不 平衡的測量 。 (2)本論文對電壓波動和閃變研究的較少，僅處于理論分析階段，對于它的測量還需進一步的研究。 參考文獻 [1] 楊俊華，吳 捷。綠色能源與生態(tài)環(huán)境控制 .控制理論與應(yīng)用 ， 2020,21(6):864869 [2] 李建華 基于 CAN 總線的風(fēng)電場電能 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