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基于SOPC的电能质量监测仪的开题报告一、选题的背景和意义电能质量问题是电力系统中的一个重要问题，在现代社会中具有极为广泛的应用。
然而，在大气环境污染、供电系统老化等原因的影响下，电能质量问题也越来越凸显。
因此，研究电能质量监测仪对于保障电力系统安全、稳定运行，提高电能质量、提高电能利用率等方面具有重大意义。
二、主要研究内容本文拟采用SOPC技术，设计一种基于SOPC的电能质量监测仪。
该监测仪可实现电压、电流、电能等电能质量参数的动态监测和分析，基于网络通信技术可实现远程监测。
该研究内容包括以下几个方面：1、SOPC技术的概述与应用2、电能质量的定义和分类以及相关标准和法规3、电能质量监测仪的设计原理和基本配置4、基于SOPC的电能质量监测仪系统软硬件设计5、电能质量监测仪上位机软件设计6、实验验证与分析三、论文的创新点本研究的创新点主要在于以下三个方面：1、采用SOPC技术设计电能质量监测仪，实现硬件化。
传统的电能质量监测仪需要采用多个单独的硬件模块组合，而SOPC技术可以将多个单独的硬件模块集成到一个芯片中，大大简化了硬件设计，降低了成本。
2、将网络通信技术应用于电能质量监测仪中，实现远程监测和数据传输。
传统的电能质量监测仪只能由操作员插拔不同的存储介质，将监测数据上传到电脑，而本研究所设计的电能质量监测仪可实现远程监测，提高了系统的监测效率。
3、在上位机软件设计中，添加了实时监测、报警和简单分析的功能，便于后续对数据的处理和分析。
而传统的电能质量监测仪只能通过将存储介质导入电脑中进行数据分析，操作繁琐，分析复杂。
四、预期成果通过本研究，预期设计一种基于SOPC的电能质量监测仪原型，并对其进行实验验证，其中主要包括以下几点：1、实现电压、电流、电能等电能质量参数的动态监测和分析；2、实现远程监测和数据传输；3、上位机软件设计，实现实时监测、报警和数据分析等功能；4、提高电能质量监测仪的可靠性、灵活性和实用性，推进我国电网及相关领域的发展。
题目: 简易电能质量监测装置论文编号：参赛学校：参赛学生：指导教师：目录引言 (1)1方案论证与设计 (1)2原理分析与硬件电路图 (2)2.1升压部分电路图 (2)2.2整形部分电路图 (3)3软件设计与流程 (4)3.1理论分析与计算： (4)3.2程序流程图： (5)3.3主要程序分析： (6)3.3.1频率测量函数： (6)3.3.2相位差测量函数： (6)3.3.3ADC采集函数： (7)3.3.4计算函数：.............................. 错误!未定义书签。
4系统测试与误差分析 (10)4.1测试环境 (10)4.2测试仪器 (10)4.3测试方法.................................. 错误!未定义书签。
4.4测试结果和分析............................ 错误!未定义书签。
4.5误差产生原因分析 (11)5总结 (12)参考文献 (12)简易电能质量监测装置摘要：本简易电能质量监测装置由单片机主控制模块，电源模块、信号变换与处理模块和数据转换模块等构成，由c8051f020为主控单片机，它能准确的完成对一路交流工频电（有失真的正弦波）的频率、电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数和谐波占有率的进行测量。
系统调试时，用函数信号发生器输出正弦电压信号作为交流信号的电压信号输入，此电压信号经过自制的移相电路移相后代表同一路信号的电流信号输入。
关键字：电能质量单片机工频交流电移相电路引言随着相位测量技术广泛应用于国防、科研、生产等各个领域，对相位测量的要求也逐步向高精度、高智能化方向发展，在低频范围内，相位测量在电力、机械等部门有着尤其重要的意义，对于电能质量监测，用传统的模拟指针式仪表显然不能够满足所需的精度要求，随着电子技术以及微机技术的发展，数字式仪表因其高精度的测量分辨率以及高度的智能化、直观化的特点得到越来越广泛的应用。
电能质量综合监测及管理系统研究的开题报告一、选题背景近年来，电力质量问题引起了越来越多的关注。
随着现代工业的发展和电子设备的广泛应用，电能质量问题日益突出，如电压波动、电压暂降、电压闪变、谐波和电磁干扰等等。
这些问题不仅会损害设备的稳定性和可靠性，还会对生产和人们的健康造成危害。
因此，对电能质量的综合监测和管理显得越来越重要。
二、研究目的和意义本研究旨在设计和实现一套电能质量综合监测及管理系统，以满足对现代化电力系统中电能质量问题的实时监测和综合管理的需要。
该系统可以实现对电压波形、电流波形、电压闪变、谐波等多个方面的监测和分析，实现对电网的全面监控。
此外，该系统还可以通过自适应控制技术，对电网中的电能质量问题进行有效控制，提高电网质量和可靠性，保障电力系统的正常运行和供电能力。
三、研究内容和方法本研究的主要内容包括：1.电能质量监测技术研究：对电压波形、电流波形、电压谐波等多个方面进行监测和分析。
2.电能质量控制技术研究：通过自适应控制技术对电能质量问题进行控制，提高电网质量和可靠性。
3.系统设计与实现：根据电能质量综合监测及管理系统的功能需求，设计并实现相应的软硬件系统。
本研究将采用实验研究和理论分析相结合的方法，通过了解电能质量的基本原理和电力系统的特点，掌握国内外现有技术和方法，设计和实现一套符合实际需要的电能质量综合监测及管理系统。
四、难点和研究方向电能质量问题是一个复杂的系统工程，其监测和控制技术包括广泛的理论和实践内容。
本研究的难点主要包括：1.电能质量监测的精确度和准确性；2.电能质量控制的有效性和实用性；3.系统设计和实现的稳定性和安全性。
因此，本研究的重点将放在电能质量监测和控制技术的研究上，并结合实际的应用需求，采用可靠的软硬件组合实现电能质量综合监测及管理系统。
五、预期目标和进展计划本研究旨在设计和实现一套稳定、准确、实用的电能质量综合监测及管理系统，能够全面监测电网中的电能质量问题，并通过自适应控制技术对其进行有效控制。
电能质量监测装置的研究的开题报告【摘要】电能质量是指电力系统中的电能的波动性和有效性。
为了保障电力系统的安全、稳定和正常运行，电能质量监测装置成为电力系统的重要组成部分。
本文将介绍如何进行电能质量监测装置的研究，包括选定监测装置的原则和方法、装置的设计、组成和功能以及测试与验证等方面。
【关键词】电能质量监测装置；研究；设计；组成；测试与验证【引言】电能质量是电力系统的重要组成部分，对于保障电力系统的安全、稳定和正常运行具有重要意义。
随着现代电力系统的不断发展，电力质量问题越来越引起人们的重视，因此研究电能质量监测装置已成为当前的热点问题。
本文将介绍如何进行电能质量监测装置的研究。
首先，将选定监测装置的原则和方法；然后，将进行装置的设计、组成和功能等方面的介绍；最后，将进行测试与验证。
【主体】1. 选定监测装置的原则和方法在进行电能质量监测装置的研究之前，需要选择适合的监测装置。
选定监测装置的原则应遵循以下几点：（1）功能齐全：选定的监测装置应当具备完整的电能质量监测功能，包括对电压、电流、功率等参数的监测和分析。
（2）精度高：选定的监测装置应当具有高精度和高灵敏度，能够准确地反映电能质量波动和变化的趋势和规律。
（3）可靠性高：选定的监测装置应当具有高可靠性，能够长期稳定地运行，并具备自动故障检测和修复机制。
选定监测装置的主要方法包括：（1）现场调查：进行现场调查，了解现场电力系统的结构、设备和负载特性等。
（2）理论分析：通过理论的分析和计算，确定监测装置需要监测的参数和指标。
（3）市场调查：通过现有市场调查，选取具有市场竞争力的监测装置厂家和产品。
2. 设计、组成和功能选定监测装置之后，需要进行装置的设计、组成和功能等方面的介绍。
电能质量监测装置通常包括以下几个组成部分：（1）采集模块：负责采集电参数信息，包括电压、电流、功率、功率因数等监测数据。
（2）储存模块：负责存储采集到的监测数据，并具备数据压缩和加密等功能。
简易电能质量监测装置目录一、系统设计方案及原理图 (3)1.1 设计要求 (3)1.2设计思想 (3)二、系统硬件设计 (5)2.1信号波一周期采样点数的确定 (5)2.2 电路设计图 (5)2.2.1 移相电路 (5)2.2.2 整形电路 (5)2.2.3 采样电路 (6)2.2.4 总电路图 (7)2.3电路分析 (7)3 软件设计 (8)3.1 主程序流程图 (8)3.2各子程序流程图 (8)4 系统测试 (14)4.1测试仪器及测量方法 (14)4.2测试结果及分析 (14)5结束语 (15)参考文献 (15)附录 (16)程序附录1： (16)摘要：本简易电能质量检测装置由单片机控制模块，电源模块，信号变换与处理模块等构成。
c8051F020为主控单片机，它能准确的完成同时对一路工频交流电的频率、电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因素等进行测量。
通过软件对输入电压信号进行实时采样。
系统调试时，用函数发生器输出正弦电压信号作为交流信号的电压信号输入，此电压信号经自制的移向电路相后代表同一路信号的电路信号输入。
关键词：电能质量单片机工频交流电一、系统设计方案及原理图1.1 设计要求1、测量交流输入电压有效值频率：50Hz；测量范围：100～500V；准确度：±0.5％。
2、测量交流输入电流有效值频率：50Hz；测量范围：10～50A；准确度：±0.5％。
3、测量有功功率P（单位为W）、无功功率Q（单位为var）、视在功率S（单位为V A）及功率因数PF（功率因数为有功功率与视在功率之比）。
有功功率、无功功率、视在功率准确度：±2％；功率因数显示格式：0.00~0.99。
4、在交流电压、交流电流、有功功率、无功功率、视在功率的测试过程中，能够记录它们的最大值和最小值。
1.2设计思想通过分析题目，本检测装置主要有主控制器模块、显示模块、按键模块和信号变换与处理模块等组成。
电能质量在线监测系统的设计与数据模块的实现的开题报告一、选题的背景随着工业化的快速发展，电力需求的不断增长以及电力设备的种类和数量急剧增加，电力系统的电能质量问题越来越受到人们的重视。
电能质量问题包括电压波动、电压闪变、电压谐波、电流谐波、电压中断和电能质量扰动等，这些问题会对电力设备的安全性和运行稳定性产生负面影响，并会对电力用户带来经济损失和不良的使用体验。
为了解决电能质量问题，有必要对电力系统的电能质量进行在线监测。
目前，已经有许多电能质量监测系统被开发出来，但是这些系统大多是专业性较强的监测系统，使用复杂且成本较高。
因此，本文拟设计一种低成本、高效率的电能质量在线监测系统，并实现其中的数据模块功能。
二、设计的内容本文拟设计的电能质量在线监测系统主要包括以下内容：1. 硬件设计：系统硬件包括嵌入式系统、电能质量传感器、数据采集模块、无线通信模块等。
其中，嵌入式系统负责控制整个系统的运行，电能质量传感器用于采集电流电压等数据，数据采集模块负责将采集到的数据进行数字化处理和存储，无线通信模块用于实现数据的远程传输。
2. 软件设计：系统软件包括采集软件、处理软件、分析软件等。
采集软件负责采集传感器数据，处理软件主要是将采集到的数据进行数字化处理和存储，分析软件用于分析数据并生成相应的电能质量报告。
3. 数据模块的实现：数据模块主要包括数据采集、数据处理、数据分析、数据可视化四个方面。
其中，数据采集部分负责从传感器中采集数据并对其进行数字化处理；数据处理部分对采集到的数据进行处理，包括数据清洗、数据去噪、数据归一化等；数据分析部分使用数据分析算法，对处理后的数据进行多维度的分析，以便于给用户生成准确有效的电能质量报告；数据可视化部分使用可视化技术，将分析后的数据以图表的形式呈现给用户，方便用户直观了解电能质量监测结果。
三、预期目标和意义设计一种低成本、高效率的电能质量在线监测系统，可以在实际应用中对电力设备的电能质量进行在线监测，及时发现和解决电能质量问题，提高电力设备的安全性和运行稳定性，避免由于电能质量问题带来的不良影响和经济损失。
现代电能质量问题的研究及监测系统开发的开题报告一、研究背景及意义随着现代工业和信息技术的快速发展，电力质量问题越来越受到人们的关注。
电能质量问题包括电压波动、电压闪变、电流谐波、电力失真等多方面的内容。
这些问题会对电力系统、电气设备的稳定运行产生不良影响，甚至会对人们的生产生活带来危害，因此对电能质量问题进行研究成为重要的任务。
目前，国内外在电能质量方面已经开展了大量研究工作，已经出现了大量的电能质量监测系统。
但是，这些系统存在一些缺陷，比如说复杂程度高、实时响应速度较慢、数据精度不够等等。
因此，研究如何开发一种高效、可靠、精确的电能质量监测系统成为目前的研究热点，同时对于电力系统的稳定运行和电气设备的设备维护与安全管理方面也具有重要的现实意义。
二、研究内容和方案本文研究的内容为现代电能质量问题的研究及监测系统开发。
具体的研究方案如下：1.系统框架设计在现有监测系统的基础上，综合评估其优缺点，构建一种高效、快速的电能质量监测系统。
该系统包含三层结构：硬件层、数据采集层和数据处理层。
2.硬件设计开发设计一套与该系统高度兼容的硬件，以保证数据采样和传输的准确性和可靠性。
硬件包含采样设备和传输设备。
3.数据采集针对电能质量监测中的电压、电流等参数，开发包括数据采集、储存、传输和处理的软硬件，对各种信号进行采样和存储，同时进行在线监测。
4.数据处理将采集到的电能质量数据进行分析、处理、储存和展示，实现数据的可视化和分析。
利用信号处理算法对数据进行预处理，以提高数据处理精度。
5.监测系统实现通过虚拟仿真和实物仿真等手段，开发和设计电能质量监测系统，并在现场进行实地验证，检测其速度和准确性。
6.评价体系通过评估体系对系统进行评估和测试，评估出电能质量监测系统的稳定性、准确性、可用性等各方面指标，并提出改进意见和建议。
三、研究意义和预期目标1.克服目前电能质量问题监测的瓶颈，设计出一种新型的可靠、实用的监测系统，并对传统监测方法进行改进和优化，将监测时间从原来的几分钟缩短至毫秒级。
电能质量监测算法研究与实现的开题报告一、课题背景近年来，随着现代工业、商业以及住宅电气设备的广泛应用，电能质量问题引起了人们的高度关注。
电能质量问题主要表现为电压波动、电压暂降、电压闪变、电压谐波等，这些问题对电力系统设备的正常运行和生产经济的稳定运行都产生了很大的影响。
为了确保电气设备的正常运行和生产经济的稳定运行，必须对电能质量进行监测。
电能质量监测算法是对电能质量进行监测的核心技术，是电能质量监测系统的重要组成部分。
目前，电能质量监测算法主要包括逐点监测方法、小波分析方法、神经网络方法、支持向量机方法等。
二、研究内容本课题的主要研究内容包括：1.综合比较分析现有的电能质量监测算法，分析各种算法的优缺点。
2.设计并实现一种基于小波分析的电能质量监测算法，该算法能够有效地识别电压波动、电压暂降、电压闪变、电压谐波等问题。
3.通过实验对所设计的电能质量监测算法进行测试和分析，验证算法的可行性和有效性。
三、研究意义本课题的研究意义在于：1.对现有的电能质量监测算法进行综合比较分析，为电能质量监测系统的优化提供参考。
2.设计一种基于小波分析的电能质量监测算法，并通过实验验证其可行性和有效性，为电力系统设备的正常运行和生产经济的稳定运行提供保障。
3.本课题的研究成果可以为后续相关研究提供参考和借鉴。
四、研究方法本课题的研究方法主要包括：1.文献综合分析法：综合分析现有的电能质量监测算法，分析各种算法的优缺点。
2.基于小波分析的电能质量监测算法设计法：结合小波分析的知识，设计一种基于小波分析的电能质量监测算法。
3.实验测试法：通过实验对所设计的电能质量监测算法进行测试和分析，验证算法的可行性和有效性。
五、进度安排本课题的进度安排如下：1.文献综合分析：2022年1月-2022年2月2.基于小波分析的电能质量监测算法设计：2022年3月-2022年5月3.算法实现和测试：2022年6月-2022年8月4.论文撰写和答辩：2022年9月-2022年11月六、预期成果本课题的预期成果包括：1.一篇满足学位论文要求的硕士学位论文。
电能表检定装置系统设计的开题报告一、项目背景随着电力行业的不断发展，电力检验检测技术的应用日益广泛，越来越重要。
电能表作为电力行业中非常重要的计量仪器，在电力生产、传输、分配等环节中扮演着至关重要的角色。
因此，保障电能表的精度和准确性，保证电力行业的正常运行，成为了电力检验检测工作的重要任务之一。
电能表检定为电能表正常运行的保证，是电力行业中重要的质量控制环节，其准确性和可靠性直接关系到电力计量及货币结算等方面。
目前国内电能表检定装置市场不断发展，市场需求日益广泛。
二、项目内容本项目设计了一套电能表检定装置，系统包括检定主机、电能表检定模块、电流检定模块、电压检定模块以及微机控制系统等部分组成。
整个系统采用模拟信号输出，可模拟不同电能表的读数，检定准确度高、操作简便，可以满足不同规格电能表的检定需求。
本项目重点围绕电能表检测模块的设计展开，采用高精度的采样控制芯片和高速采样电路，提取电能表的电流电压信号，经过计算机分析和处理，得到电能表的读数，从而实现电能表检定。
三、项目意义本项设计的电能表检定装置可以有效提高电能表的检定效率和准确度，减少因电能表不准确引起的用户投诉和经济损失。
实现对电能表的精确检测和测试，提高电能表的可靠性和准确性，为电力行业的正常运行提供了有力保障。
四、项目预期成果本项目预期可以设计出一套完整的电能表检定装置系统，能够满足不同规格电能表的检定需求，并且精度高、操作简便。
此外，本项目还将提供完整的使用说明书和技术服务支持，确保用户能够顺利使用新设备。
五、项目研究方法本项目的研究方法主要包括文献调研、系统设计、软件开发和实验测试等几个部分。
其中，文献调研主要涉及电能表的检定相关标准和技术，系统设计包括电路设计和软件设计等方面，实验测试包括模拟信号输出和电能表测试等环节。
六、项目进度安排本项目将分为以下几个阶段进行：1. 需求分析和文献调研：包括对电能表检定需求分析和相关文献调研。
基于TMS320F28335电能质量监测装置的设计与实现的开题报告一、研究背景和意义电能质量是指给定条件下，电能所具有的适用于用户设备的能量特性，由电压、电流和时序关系等参数所决定。
电能质量是电网运行和电气设备运行过程中对电能使用的品质进行综合评价的一个概念。
同时，电能质量也是制约工业生产和居民生活用电质量的一个重要指标。
随着电力负荷的改变、用电设备的多样化和电力系统的互联互通，电网上出现的各种电能质量问题越来越多，其中最常见的问题是电压稳定性、谐波扰动和电能质量。
因此，对电能质量的监测和评估变得越来越重要。
TMS320F28335是德州仪器公司推出的一种高性能数字信号处理器（DSP）芯片，具有高速运算和数据处理能力、丰富的外设接口和低功耗等优良特性，被广泛应用于电力电子、通信、控制等领域。
本研究旨在基于TMS320F28335芯片，设计和实现一款电能质量监测装置，具备高精度、高效率、高可靠性和低成本等特点，能够满足现代电力系统对电能质量监测的需求，提高用电设备的运行品质和电力系统的稳定性，加强电力运输行业的安全和可靠性。
二、研究内容和方法本研究的主要内容是基于TMS320F28335芯片，设计和实现一款电能质量监测装置，具体包括以下几个方面：（1）装置的硬件设计，主要包括电路原理图设计、PCB设计、元器件选型等。
在硬件设计中，需要考虑电路的稳定性、精度、抗干扰性和可靠性等因素，确保装置的稳定运行和高精度监测。
同时，要控制制造成本，选择经济、实用的元器件，确保装置的低成本和高性价比。
（2）装置的软件设计，主要包括嵌入式软件设计、上位机软件设计等。
在软件设计中，需要考虑实时性、高效率、可靠性等因素，保证装置的快速响应和高效监测。
同时，要充分利用TMS320F28335芯片的优良特性，如高速运算、丰富的外设接口等，优化软件设计，提高装置的整体性能。
（3）装置的实验验证，主要包括功能测试、性能测试和实际应用测试。
毕业设计开题报告测控技术与仪器一种简易电能质量监测装置设计一、选题的背景、意义改革开放以前，我国工业基础比较薄弱，工业制造水平也比较粗糙，高、精、尖方面的先进制造业在那时更是少之又少，因而那个时候，电能质量的影响与危害并不明显。
人们普遍认为，只要能保证不经常断电以及保证供电电压是在一定范围内可以满足家用电器的需求，那就等于保证了电网的电能质量。
另外从我国的电力系统供需关系来看，80年代之前处于计划和短缺经济时期，有没有电那才是用户使用是主要问题，自然“电能质量”问题就无从谈起了。
而近年来，随着我国国民经济的快速增长, 科学技术的发展及生产过程的高度自动化，电网中各种非线性因素不断的增长；各种复杂的、精密的，对电能质量敏感的用电设备也越来越多。
随着计算机技术的日益普及，大量基于计算机系统的电子装置和控制设备不仅对供电电能质量异常敏感，使得电网中的电压凹陷、电压凸起、电压波动、脉冲暂态、频率变化、三相不平衡和谐波等电能质量问题(Power Quality, PQ)也越来越受到重视了[1]。
因为这不仅仅关系到用电设备运行的可靠性和安全性，而且还关系到供用电市场的规范化。
它的产生可能来源于供电方的输配电系统，也可能来源于用户端的不合理用电，还可能来源于雷电等自然现象。
因次，只有对电能质量进行长期有效地监测，这样才会使我们对电能质量问题的产生和影响有更加清楚的了解与认识，才能为改善电能质量﹑协调供用电双方关系和规范供用电市场提供第一手资料，以便采取更加有效的解决措施。
在这样的环境下，探讨电能质量领域的相关理论及其控制技术，分析国内外电能质量管理和监测控制的发展趋势，具有很大的现实意义。
因而，对于能推广更多的人去关注电能质量监测这问题，研究设计一个能操作方便的简易电能质量监测装置是很有必要的。
二、相关研究的最新成果及动态近年来 ,电能质量监测装置发展非常迅速 ,主要有以下几个发展方向[3]：(1)电能质量控制的基础理论研究,包括统一的畸变波形下电能质量的含义的研究,电能质量的界定方法、评价体系的研究 ,各功率成份的定义及物理意义研究。
目前，为适应不同需要，也提出了许多功率成份的定义方法 ,在其数学表达式、物理意义及实施方面也各有所长 ,但离理论上和实际上的统一并易于接受的表达式还有一定的距离。
(2)研究不同干扰条件下电能质量指标的科学测量方法及各种电能质量检测仪器和设备。
各种电能质量指标均应有合理的计算分析方法 ,特别是针对不同干扰源的预测计算方法及其误差估计等 ,建立电能质量指标计算分析程序和数据库 ,同时还应建立起电能质量控制装置的系统仿真模型。
(3)积极采用数字化控制技术。
随着高速数字信号处理器(DSP)为基础的实时数字信号处理技术的迅速发展 ,并得到广泛应用 ,采用模拟量控制的电能质量控制装置正用数字量控制代替。
这有如下优点:可以程序控制 ,改变控制方法或算法不必改变控制电路;提高了系统稳定性、可靠性和灵活性 ,系统不受温度影响;可重复性好 ,易调试和批量生产;易实现并联运行和智能化控制。
随着 DSP 性能的不断改善和价格的下降 ,用 DSP来实现实时信号处理已成为当今和未来技术发展的一个新热点。
[2](4)柔性交流输电技术( FACTS)和用户电力技术(CusPow)的融合FACTS 和CusPow 是快速发展的姊妹型新式电力技术。
采用 FACTS的核心是加强交流输电系统的可控性和增大其电力传输能力;发展 CusPow 的目的是在配电系统中加强供电的可靠性和提高电能质量。
FACTS 和 CusPow 的共同基础技术是电力电子技术 ,各自的控制器在结构和功能上也相同 ,其差别仅是额定电气值不同 ,二者的融合是一种趋势。
有人认为 CusPow 技术就是配电系统中的 FACTS技术。
(5) 非电力电子技术的电能质量控制器的发展采用非电力电子技术手段 ,如提出新的拓扑 ,改进电路结构;采用新材料 ,开发新器件提高电能质量的发展也非常迅速。
2. 1 国外的研究现状国外有关电能质量的研究远超于我国，现处于高峰时期,从以前的所适用的功率理论的扩展 ,到电能质量评价指标体系的建立;从全国性的电能质量普查、监测到用户终端电气环境的定义;各种电能质量问题分析方法的提出 ,以及用户电力技术等电能质量控制技术的研究和装置的开发正深入进行。
1996 年 , IEEE 将每两年召开一次的电力谐波国际学术会议更名为电力谐波与电能质量学术会议 ,把电能质量提高到一个新的高度来认识。
[4]国外已提出并开发了许多改善和提高电能质量的装置,包括:有源电力滤波器和无源滤波器、电池贮能系统、配电用静态同步补偿器、配电用串联电容器、动态电压恢复器、功率因数校正电容器、避雷器、超导磁能贮存系统、静态电子分接开关、固态转移开关、固态断路器、静止无功补偿器、晶闸管开关电容器、不间断电源等。
这些装置主要是采用电力电子技术 ,一些装置已相当成熟 ,其产品开始进入大量实用化阶段。
如日本的有源电力滤波器使用很普遍 ,并联型有源电力滤波器最大容量达 50MVA ,采用的是 GTO、 SCR器件 ,用于抑制电弧引起的闪变。
统一电能质量调节器或称电能质量调节器(PQC) 。
它可快速补偿供电电压中的突升或突降、波动和闪变、谐波电流和电压、各相电压的不平衡以及故障时的短时电压中断等 ,是一项具有综合功能的电能质量控制器。
西门子公司已系列生产出PQC装置 ,它基于 IGBT的 PWM 换流器 ,是并联型有源电力滤波器和串联型有源电力滤波器的组合 ,是众多此类研制品中较有代表性的产品。
西门子的PQC与系统联接有三种方式 ,并联时 ,主要防止非正常负荷对系统的影响;串联时 ,则用于防止系统对负荷的影响;而当串并联时 ,则将具有双向补偿的功能。
2. 2 我国的研究现状为了保证我国的电能质量 ,自 1990 年以来 ,我国相继发布了六项电能质量国家标准，分别是:1) 供电电压允许偏差[7];2) 电力系统频率允许偏差[8];3) 公用电网谐波[9];4) 三相电压允许不平衡度[10];5) 电压允许波动和闪变[11];6）暂时过电压和瞬态过电压[12]。
这些国家标准的制定，无疑将促进我国电能质量管理工作的开展，因之，要研制相应的电能质量监测装置，以便对电能质量指标进行测试分析，更好地进行电能质量的治理，保证电网和供用电设备的安全可靠运行。
改善和提高电能质量的主要措施是采用电力电子技术。
目前 ,国内在电能质量控制方面的研究大多局限在谐波问题的范围内[13],也提出和开发了一些改善和提高电能质量的电能质量补偿装置 ,包括各种有源电力滤波器、动态无功补偿装置、电能质量综合补偿装置 ,以及动态电压恢复器等 ,与国外的差距是非常明显的。
在我国 ,有源电力滤波器仍处于试验阶段。
有关有源电力滤波器的研究主要集中在并联型、混合型 ,也开始研究串联型。
研究最成熟的是并联型 ,而且主要以理论研究和实验研究为主。
理论上涉及到了功率理论的定义、各种谐波电流的检测方法、有源电力滤波器的稳态和动态特性研究等[14]。
采用多重化技术 ,西安交通大学已研制出 120kVA 并联型有源电力滤波器的试验样机。
我国虽然在理论上取得了一定的进展 ,但由于多方面条件的限制 ,使得至今未有并联型有源电力滤波器正试产品用于实际。
由清华大学和河南电力局联合研制开发的我国最大容量的柔性交流输电装置———20Mvar 静止无功发生器(SV G) ,已于 1999 年 3 月并网成功。
通过控制 ,该装置可与系统交换无功电流 ,提高系统暂态稳定性、阻尼系统振荡 ,SV G的性能大大优于传统的同步调相机和动态无功补偿装置 ,将成为静止无功补偿技术的新方向。
[13]三、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标3.1 主要任务与目标：设计并制作一个能同时对一路工频交流电的频率、电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数、谐波等进行测量的数字式电能质量监测装置。
主要内容与基本要求：3.2 主要内容:设计并制作一个能同时对一路工频交流电的频率、电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数、谐波等进行测量的数字式电能质量监测装置，具有应用价值。
3.3 基本要求:以PIC32MX795F572L单片机作为核心控制单元，设计包括以下：a).硬件电路的设计。
包括PIC32MX795F572L最小系统的设计，测量电路，调理电路，AD采样电路，控制单元电路、输出电路，电源模块等。
b).通过对单片机编程，在LCD液晶上实现测量信号的动态实时显示，显示相关参数和波形。
c).整合程序，编程实现简易电能质量监测装置的基本功能。
d).完善程序，增加系统稳定性。
3.4 研究方法通过上述分析，拟定的本电能质量监测装置主要有主控制器模块、显示模块、按键模块和信号变换与处理模块等组成，系统整体框图如下图1所示。
图1 系统整体框图其工作过程为：主控制器模块将数模转换器输入的数据处理后，通过显示模块进行显示，按键模块可通过主控制器模块，来间接控制显示模块显示内容的切换。
3.4.1单元电路设计1 PIC32MX795F572L最小系统的设计根据自己所学及Microchip公司介绍的关于pic32的知识，用Altium Designer 设计并自主开发一块pic32的最小系统，原理图如下：图2 pic32最小系统原理图（部分）2 移位电路和信号衰减电路因为模数转换器ADC不能采集二维数轴负半轴的信号，所以要在电压和电流两个数模转换通道前各加一个波形移位电路，其原理图如下图3所示，使输入波形不失真的全部移到二维数轴的正半轴以上。
由集成运放“虚短”和“虚断”的特性得：Vout=5Vp/4-Vin/4=15Vref/48.8-Vin/4，当Vref取+5V、Vin端输入0~5V 的交流电压信号时，输出电压Vout为0.28V-2.78V的直流电压信号，这个范围的信号值即能满足模数转换器采样输入的要求，且模数转换器转换后的输出也能满足单片机I/O口对输入数值的要求。
另外，由Vout的表达式可得，输入电压Vin 的幅值衰减到原来的1/4倍，输出信号频率不变。
VnVpVref图3 移位电路和信号衰减电路原理图3移相电路在交流电路中，电阻电路是线性的，电容的相位超前90度，电感的相位滞后90度。
选择不同的RC数值，能使RC组成电路的输出相对输入产生不同的相移，理论上一级RC最大相移可达90度，通常可以2级、3级串联使用（在振荡器中），这样最大相移可达2700。
适当改变R和C 的值，则可满足不同的相移要求。
本系统移相电路原理图如下图4所示，通过调节电位器RW1，可使输出Vout 相对输入Vin的相位差为00~1800。
