基于USB2812的电压暂降监测与分析开题报告

 2022-09-22 14:29:29

1. 研究目的与意义

随着工业规模的扩大和科技技术的发展,国名经济各部门的用量不断增加,电气化程度越来越高,新工艺,新技术广泛应用于工业生产和人民生活的各个方面,越来越多的用户采用了性能好,效率高但对电源特性变化敏感的高科技设备,电力用户对电能质量的要求在不断提高。与此同时,许多新型的电气设备在其运行中会向电力系统注入各种电磁干扰,对电力系统的安全运行和用电设备的正常工作造成的危害与影响不断增加,电能质量引起供电部门和广大电力用户的普遍重视。电压暂降是电能质量问题的一个重要方面。近年来,随着现代化科学技术的发展,越来越多的工业生产过程和流水线依赖于对电能质量十分敏感的微处理器芯片为核心的设备,即使几个周期的周期供电中断或电压暂降都将影响这些设备正常工作。

电压暂降对用电安全可靠性有重大影响,有效地监测与分析是治理其影响的必不可少的,具有实际工程价值。本课题在对电压暂降进行学习、研究的基础上,利用数据采集器USB2812构建电压暂降监测与分析系统。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题:

(1)论述电压暂降对用电安全可靠性的影响

在许多发达国家,电压暂降已经成为影响大工业商户的最主要的电能质量问题。而电压暂降的次数很多,由于暂降发生的次数较为频繁,所以从总体上来说,暂降带来的损失是巨大的。电压暂降对于传统性工业及一般性负荷影响不大,它主要影响电力类设备的正常工作,或者影响由新型电子类设备所控制的传统工业过程。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

随着现代科学技术的发展,基于usb2812的各种敏感性用电设备得到了广泛的应用,对供电系统的电压质量提出了更高的要求,几个周期的电压暂降都将影响到这些设备的正常工作,并且造成巨大的危害,电压暂降引起了人们的广泛关注,成为了最终要的电能质量问题[1][2]。每年由于电压品质问题导致的设备损耗大约在50到400万美金不等[3]。为此也尝试了各种方法来解决这一问题。对于可有效解决电压暂降问题的动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,dvr)来说,实时,准确地检测出电压暂降的三大特征量(暂降幅值,持续时间和可能同时出现的相位跳变)是其工作的前提和关键问题之一。

说到电压暂降就不得不说电压凸陷,对于电压凹陷的三大特征量幅值、持续时间和相位跳变的准确检测是电压质量评估与抑制干扰首先要解决的重要课题。通过常用的凹陷特征量的有效值计算法、峰值电压法、基波电压分量法和单相电压变换平均值法, 并以单相电源为参考电压采用60延时方法构造了一个虚拟的三相系统,借助dq 变换将三相电压变换到d-q 轴,提出了有实用意义的d-q 分解平均值法和d-q 分解低通滤波法,可对单相电压凹陷的三大特征量进行瞬时计算。再通过matlab进行仿真,对各种方法的适用性进行了详细的对比分析[4],从而得出电压凸陷的跟踪特性。适用于电压凸陷分析与动态电压恢复器(dvr)的实时监测。而从幅值和持续时间所反映的波形特征对电压凸陷进行分类,基于系统可靠性的分析方法提出电压凸陷影响评估的方式并给出性能指标,考虑了敏感负荷的要求和电压凸陷的量化标准,从而得出电压凸陷的的一般控制方法[5]。这对我们分析电压暂降的形成并有效利用十分有帮助。

通过对动态电压恢复器(dvr)的原理、结构进行初步的了解,分析了多种常用信息检测方法的原理和优缺点,包括快速准确识别扰动的各种坐标变换法,及用于相位获取的软件锁相法[6]。对常见的补偿策略进行了归纳和比较,使动态电压恢复器理论和实验探究进行了有机的结合。

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4. 研究方案

方案中将会系统地阐述电压暂降的检测方法,包括有效值计算方法,缺损电压法,单相电压变换平均法,基波分量法,瞬时电压dq变换法,p-q-r理论法,小波分析法等;对各种算法的原理进行了仿真研究,分析了各种算法的优缺点。同时对USB2812数据采集器进行深入的研究,对其采集的波形进行数字化处理。将电压暂降的检测与该采集器有效的结合。以达到该论文的目的。

5. 工作计划

第1周:查找资料。

第2周:阅读理解资料,完成资料翻译。

第3周:新知识学习,重点了解usb2812的工作原理及其相关编程。对电压暂降方面的波形采集和分析要透彻研究。以及如何用matlab仿真工具进行仿真。

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