电能质量监测系统中的数据处理技术应用

摘  要

电能作为一种绿色可再生的二次能源，已经应用到社会生产、生活的方方方面，当今人类的社会活动已经离不开电能。面对接入电网中的负载设备越来越多，对电网产生“污染”也越来越严重，电网中电能的质量问题已经引起了人们的重视。“恶化”的电能质量会对人们生产、生活造成各种影响和危害。因此，对采集到的电能质量数据通过算法进行一定的处理，对准确识别恶化的电能质量指标，建设可预测，智能化的电能检测系统具有重要意义。

本文结合实际情况和市场需求，设计了电能质量信号采集终端，把电能质量数据化，通过采用小波变换算法处理和优化数据，在电脑客户端采用B/S架构进行图形化展示。并引入当今大数据处理和机器学习，通过对海量数据的学习，实现对电能质量的预测，进而减少电能质量问题造成的损失。

首先，研究和论述影响电能质量的各种指标。讨论如何采集恶化电能质量指标的参数，并设计硬件采集终端进行采集，包括采集传感器选型，调理电路的设计，采集数据的转换和处理，并把处理完成的数据打包上传给远程的服务器进行存储。

其次，深入研究如何处理采集到的电能质量数据，分类对比傅里叶变换，正交变换，小波变换数据处理的优缺点。最终采用小波变换算法来处理采集的数据，并进行验证。

最后，在采集的电能数据不断累积的基础上，引入时下流行大数据和机器学习方法，并进行初步可行性探讨。

关键词　电能质量；数据处理；傅里叶变换；小波变换

目  录

摘  要 I

引  言 1

一、背景和意义 3

（一）国内外研究现状 3

1.国外电能质量监测技术现状 3

1.国内电能质量监测技术现状 3

（二） 本章小结 3

二、电能质量监测系统 5

（一）系统框架 5

（二）电能质量评判指标 5

（三）影响电能质量的扰动源分类 5

（四）本章小结 5

1. 输入三级标题 5

(宋体小四号行文，行距“固定值”18磅) 5

三、电能数据采集的硬件设计 7

（一）采集电路分类对比 7

1. 感应式 7

1. 分压式 7

（二）信号调理电路设计 7

1. 输入三级标题 7

（二）A/D转换电路设计 7

（二）数据采集电路试验结果及分析 7

（二）本章小结 7

四、 电能采集数据质量分析 9

（一）数据处理技术相关理论 9

1. 小波理论 9

2. 傅里叶变换 9

（二）基于  算法处理方法 9

1. 实施方案 9

2. 电能数据处理后的试验结果及分析 9

（三）电能质量数据处理后的数据展示 9

1. 语音交互方式 10

3. 图形界面方案 10

（三）本章小结 10

五、 海量采集数据的处理 11

（一）海量数据处理技术探讨 11

1. 输入三级标题 11

（二）实现数据的自我学习 11

1. 输入三级标题 11

（二）实现数据的自我学习 11

（二）本章小结 11

结束语 12

参考文献 13

致  谢 14