智能建筑电能质量分析装置设计开题报告

1. 研究目的与意义

（1）课题背景：

智能建筑作为建筑业未来发展的大趋势，越来越受到人们的关注。其是集现代科学技术之大成的产物，技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通讯技术和现代控制技术所组成。其中，电能是智能建筑中最不可或缺的重要能源，它对与智能建筑中各个设备的稳定运行有着重要意义，同时，电能的使用也关系到智能建筑的总体效益。然而，随着智能建筑的不断发展，智能建筑中所包含的电器设备的种类和数量越来越多，智能建筑对于供电质量的要求也相应的越来越高，特别是大量的冲击性、非线性、不平衡性负载在智能建筑应用中越来越多，谐波、负序、闪变、电压暂态等电能质量问题直接影响着智能建筑配电系统的供电安全，使得智能建筑配电系统中的电能质量问题愈发显著，已经严重影响到电能供应质量以及智能建筑中各项负载的运行质量，因此，有必要依据国家相关的电能质量检测标准对智能建筑配电系统中的各项电力参数进行检测，分析智能建筑配电系统的电能质量。

上个世纪20年代时，国外就开始有一批研究人员从事电能质量问题的研究。德国科学家率先提出了电压波形畸变的问题，自此拉开了探究电能质量问题的序幕。上世纪五六十年代，随着高压直流输电的发展，研究换流器所产生的谐波问题变得火热起来，各个国家都非常重视谐波的研究，很多国家都相应出台了针对谐波问题的国家标准和规定，我国也不例外，从1980年开始，我国的众多科研单位及高等院校开始了对电能质量的分析研究，并在不久后颁布了相关的国家电能质量标准，这些标准包括：《公用电网谐波》、《供电电压允许偏差》、《电力系统频率允许偏差》、《电压运行波动与闪变》、《三相电压允许不平衡度》等等。本文依据国家标准，对智能建筑配电系统中的电压偏差、频率偏差、谐波、三相不平衡度以及电压波动与闪变这五个指标进行检测与分析。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

本课题旨在设计一个以单片机为核心具有远程通信功能的智能建筑电能质量检测分析装置。从结构设计、如何实现模块功能的内容，进行电能质量检测分析在智能建筑中的使用研究。通过研究完成整体框架的设计，将电能信号输入模块及检测电压、电流、频率和波形所需要的传感器模块，显示与通信的模块嵌入微处理器系统中，以完成硬件电路设计。再根据需要的电能质量设定，信号采集、识别、显示，远程通信等功能完成软件设计。最终经由单片机通过设计的相关算法将电压信号电流信号转换为电能质量具体参数，再通过can总线将参数传送给远程控制中心。最后进行软件的仿真验证以及硬件的功能调试。

其中，电能质量参数的研究主要包括以下五个方面：

3. 研究的方法与步骤

图1 智能建筑电能质量分析装置的硬件系统

4. 参考文献

[2] 肖金球. 增强型51单片机及其仿真技术[m]. 北京:清华大学出版社, 2011.

[3] 张洪润、孙悦等. 单片机原理及应用[m]. 北京:清华大学出版社, 2008.

[4] 张晓华. 系统建模与仿真[m]. 北京:清华大学出版社, 2006.

5. 计划与进度安排

进度安排 (1)2022-03-05~-2022-03-18 查阅技术资料，确定研究内容和系统架构，撰写开题报告； (2)2022-03-19~2022-04-01 结合总体架构，完成传感器选型、系统硬件功能分析和设计； (3)2022-04-02~2022-04-22 设计系统硬件电路，编写系统软件程序； (4)2022-04-23-2022-05-13

系统功能软硬件调试及改进； (5)2022-05-14~2022-06-10 整理毕业设计文档，撰写、修改毕业设计论文; (6)2022-06-11~2022-06-15 提交毕业论文，准备答辩;