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电能质量检测系统的设计与实现的中期报告

一、选题背景及意义

随着电力技术的不断发展，电力质量成为了电力领域中的一个重要

问题。电力质量好坏对电力系统的安全稳定运行以及用户用电质量都有

着重要的影响。因此，如何有效地检测和分析电能质量就成为了电力领

域中需要解决的难题。

目前，国内外已经有很多关于电能质量检测系统的研究，但是大部

分的研究集中在对电能质量进行分析和测量，对于实现检测系统的研究

相对较少。因此，本项目旨在设计并实现一套电能质量检测系统，实现

对电能质量的自动检测和分析，为电力系统的稳定运行和用户的用电质

量保障提供有力的支持。

二、研究方案

本研究计划采用嵌入式系统和传感器等技术，设计并实现一套电能

质量检测系统。具体方案如下：

1.硬件设计

本系统将采用嵌入式处理器作为主控制器，通过多个模块实现对电

能质量的检测和分析。具体包括：

（1）电压传感模块：用于采集电网电压信号；

（2）电流传感模块：用于采集电网电流信号；

（3）A/D转换模块：用于将模拟信号转换为数字信号；

（4）时钟模块：用于对数据采集时序进行控制；

（5）存储模块：用于存储检测采集的数据。

2.软件设计

软件部分主要分为检测系统和上位机两部分，具体包括：

（1）检测系统：主要负责对电能质量的采集、处理和分析。其中，

包括对电压、电流、功率等参数的测量，并利用这些参数计算各种电能

质量指标，如谐波、闪变等；

（2）上位机：主要负责对检测系统采集的数据进行显示和管理，提

供数据存储、查询等功能，并支持对采集数据进行统计分析、可视化呈

现等。

三、研究进展

目前，项目已经完成了硬件电路的设计和组装。主要器件包括

STM32F103C8T6嵌入式处理器、电流电压传感器、A/D转换芯片、实时

时钟等，通过这些器件实现了对电网电压、电流等信号的采集。

下一步，我们将开始进行软件设计和实现。主要内容包括利用C语

言编写采集程序，通过USART串口与上位机进行通信，实现上位机数据

读取和监控；同时，我们还将开发上位机软件，完成数据的存储、查询、

分析等功能。

四、预期成果

通过本项目的研究实现一套电能质量检测系统，具有以下特点：

（1）系统化的电能质量检测方法，对用户用电质量提供有效的保障；

（2）利用嵌入式技术、传感器等模块化设计，可适用于不同的电力

系统；

（3）软硬件结合的设计方案，实现对电能质量数据的自动采集和处

理。

项目完成后，我们还将在实际电力系统中进行测试和验证，进一步

优化系统性能和功能。

五、参考文献

[1]侯建宇,陈涌,刘丙林,费斌斌.基于嵌入式系统的电能质量实时

监测系统设计[J].自动化与仪表,2020,41(10):161-165.

[2]王春花.基于FPGA的电能质量检测系统的设计与实现[D].重庆:

重庆交通大学,2015.

[3]何志良,邓勇勇,邓全春.基于LabVIEW的电能质量检测系统设

计[J].现代电力,2019,36(10):81-84.