基于物联网云平台的电能质量监控终端设计与实现.doc

1、硕硕士士专专业业学学位位论论文文 基于物联网云平台的电能质量监控终端设计与实现 The Power Quality Monitoring Terminal Based on IOT Technology 作者： 导师： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。 同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际 合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。 （保密的学位论文在

2、解密后适用本授权说明） 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 i 学校代码：10004 密级：公开 北京交通大学 硕硕士士专专业业学学位位论论文文 基于物联网云平台的电能质量监控终端设计与实现 The Power Quality Monitoring Terminal Based on IOT Technology 作者姓名：邹 佳 学 号：12130070 导师姓名：尹逊和 职 称：教授 工程硕士专业领域：控制工程 学位级别：硕士 北京交通大学 2021 年 9 月 ii 致谢 本论文的工作是在我的导师尹逊和教授的悉心指导下完成的，尹教授严谨的 治学

3、态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来尹老 师对我的关心和指导。 尹教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的 感谢。 在工作及撰写论文期间，马建立、丁海昌、常娜卿、付得意等同事对我论文 中的具体研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。 另外也感谢家人和朋友，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学 业。 （放置在摘要页前，对象包括：1）国家科学基金，资助研究工作的奖学金基金， 合同单位，资助或支持的企业、组织或个人。2）协助完成研究工作和提供便利 条件的组织或个人。3）在研究工作中提出建议和提供帮助的人。4）给予转载和 引用权的资

4、料、图片、文献、研究思想和设想的所有者。5）其他应感谢的组织 和个人。） 北京交通大学硕士专业学位论文 摘要 iii 摘要 随着我国国民经济的蓬勃发展，电力负荷急剧加大，特别是冲击性和非线性 负荷容量不断增长，使得电网电力系统中发生电压、电流波形畸变、电压波动与 闪变和三相不平衡等电能质量问题。鉴于此，本文对于上述一系列电力系统的电 能质量问题，在物联网云平台基础上，对相关数据进行实时采集，并通过通讯模 块将数据传输至云服务器，采用手机、IPAD 和 PC 浏览器对采集到数据进行实时 访问和可靠监控，完成设备终端与物联网云平台的交互功能，从而有效的解决并 实现了对电网的电能质量数据采集和监控。

5、 本文中笔者主要工作集中在如下几个方面： 1、本文研究的方向更侧重于终端的实现性和现场的实用性，能作为一款产 品解决现实问题； 2、本文设计中硬件设计主要以 DSP 和 ARM 的硬件开发为基础，DSP 主要 负责数据采集和数据分析，ARM 主要负责数据传输，包含 ARM 与 DSP 之间的 数据传输，同时还包含 ARM 与物联网云平台之间的传输； 3、本文设计中软件设计主要以实现电能质量数据处理和分析为基础，并完 成数据通讯以及云服务器的交互实现； 4、本文设计的创新点主要包含两个方面，一方面是以实际产品开发为基础 的设计和制造的终端，研究成果具有较强的移植性和实用性；另一方面采用最新 的物

6、联网云服务平台为系统服务器架构，具有灵活的拓展能力； 5、本文设计的终端最终实现了数据采集到数据处理以及通过物联网云平台 数据传输并在终端上显示和交互的功能。本文设计提供了一整套电能质量监控系 统的实现开发思路，但是对于一款成熟的产品来说，需要做的工作仍然有很多。 关键词：关键词：电能质量；谐波；无功；不平衡；物联网；云服务器 ABSTRACT With the vigorous development of Chinas national economy, the power load increases sharply, especially the impact and non-line

7、ar load capacity growing, making the grid power system voltage and current waveform distortion, voltage fluctuations and flicker and three-phase imbalance Power quality problem. In view of this, this article for the above series of power system power quality problems, based on the Internet of things

8、 cloud platform, the relevant data real-time acquisition, and through the communication 北京交通大学硕士专业学位论文 ABSTRACT iv module to the data transmission to the cloud server, using mobile phones, IPAD and PC browser Collecting real-time access to data and reliable monitoring, complete the device terminal a

9、nd the Internet of things cloud platform interactive function, thus effectively solve and realize the power quality of the power grid data acquisition and monitoring. In this paper, the author focuses on the following aspects: 1, the direction of this study is more focused on the realization of the

10、terminal and the practicality of the scene, as a product to solve practical problems; 2, the hardware design in this design is mainly based on DSP and ARM hardware development, DSP is mainly responsible for data acquisition and data analysis, ARM main load data transmission, including ARM and DSP da

11、ta transmission between, and also includes ARM and Internet of things Cloud platform between the transmission; 3, the software design in this design is mainly based on the realization of power quality data processing and analysis, and complete the data communication and cloud server interaction; 4,

12、the design of this innovation mainly includes two aspects, on the one hand is the actual product development based on the design and manufacture of the terminal, the research results have a strong portability and practicality; the other hand, the latest Internet of things Service platform for the sy

13、stem server architecture, with a flexible ability to expand; 5, the terminal designed in this paper to achieve the final data acquisition and data processing and through the Internet of things cloud platform data transmission and display on the terminal and interactive functions. This design provide

14、s a set of power quality monitoring system to achieve the development of ideas, but for a mature product, the need to do the work is still a lot. KEYWORDS：Power quality; harmonic wave; idle work; imbalance; internet of things; could server 北京交通大学硕士专业学位论文 目录 v 序言 本文是笔者在长期电能治理领域工作过程中，遇到的实际工程需要解决的问 题，针

15、对于此问题，在结合电力系统和电力电子的相关技术的研究，开发出一套 既适用于实际电力工程应用的产品方向，同时针对于工业应用具有良好的推广性 和必要性，鉴于此，则形成本文的行文基础目的和出发点。 在实际工程工作中，目前具有大量的电力系统现场无法具有针对性对其电能 质量进行有效的检测，即使能够进行检测，但是由于其专业性，使得大部分检测 全部由专业的工程技术人员完成，其不具备普及性和推广性，导致大部分民众对 于电力系统的电能质量问题不予以重视，从而导致人民的生产生活受到严重的影 响，甚至有可能会引发严重的电力事故，因此，对于电力系统的电能质量问题， 通过技术革新的方式，让非专业人员，通过采用简单的控制

16、系统的接入，即可实 时的检测电力系统中存在的电能质量问题，将其检测的数据，通过物联网云平台， 结合专业的工程人员和大数据的分析，能对其电能质量问题进行有效的预判，在 未发生严重电能质量问题之前，能有效的避免电能质量带来的影响，从而保证电 力系统的安全运行。 针对于上述的情况，该项目得到北京智源新能电气科技有限公司全体技术研 发人员的大力支持，让我将工作中遇到的问题，结合实际的情况以及学习情况， 融合到工作中，在同事的帮助下，开发出一套针基于物联网云平台开发的电能质 量监控终端，具有一定产品化的优势，可进行产业化，市场化，具有典型的推广 意义和实际作用。 目录 摘要.iii ABSTRACT.iv 序言.v 1 引言.1 2 1 级标题 .2 2.1 2 级标题 .3 2.1.1 3 级标题 .3 3 1 级标题 .4 北京交通大学硕士专业学位论文 目录 vi 3.1 2 级标题 .4 3.1.1 3 级标题 .4 4 1 级标题 .5 4.1 2 级标题.5 4.1.1 3 级标题.5 5 结论.6 参考文献.7 附录 A.8 索引.9 作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果.