基于LabVIEW的电力系统自动化虚拟实验平台设计-开题报告

中 北 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名： 学 号：学 院 、 系 ： 信息与通信工程学院、电气工程系专 业 ： 电气工程及其自动化设 计 题 目 ： 基于 LabVIEW 的电力系统自 动 化 虚 拟 实 验 平 台 设 计指 导 教 师 : 2013 年 3 月 10 日毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述：文 献 综 述1. 本课题的研究背景及意义随着现代软件和硬件技术的飞速发展，仪器的智能化和虚拟化已经成为未来各级实验室以及研究机构发展的一个方向， “软件就是仪器”被广大的科技、教学工作都逐渐接受。随着社会的快速发展,为满足越来越多的社会需求,电力系统的自动化也得到高速的发展,尤其是能量管理的系统、电能量的采集系统以及电能量负荷的管理系统、配网自动化等多个系统。这些系统都已经使用到各级的电力部门中。由于每个应用系统的电力对象不相同,系统的开发大多根据不同电力对象采用不同的解决方案。目前国内虽然已经推出一些一体化的主战平台,但还不是特别完善。电力系统自动化虚拟平台能够很好地克服传统仪器的这些缺陷，它具有成本低、资源利用率高、测试速度快、使用灵活方便、开发更快速和用户界面友好等优点。此外，它还具有良好的可扩展性，随着电力系统的逐步扩容对设备需求的不断增加，可根据技术的发展和用户的需求不断进行升级，避免二次开发或降低二次开发难度，减少设备的投资，提高了电力系统的经济效益，为保障电力系统的安全可靠运行和提高电力系统经济效益提供了一种新的途径。现代的电力系统正在向着一个超高压、大容量和跨区域的巨大的联合系统迈进。而电力系统本身有着突发性强、维持时间短、复杂程度高、破坏力大的特点，因此使得事后对故障的原因分析、查找变得尤其困难。在这种情况下，许多大型电力科研以及教学实验一则是实际条件难以满足，二则系统安全运行下也不允许进行一些实验。所以设计一个虚拟电力系统虚拟实验平台很有必要。LabVIEW 软件平台用户界面丰富灵活，用 LabVIEW 设计电力系统自动化虚拟实验平台，具有结构简单、效果良好、可操作性强和较好的人机交互界面等优点 34。2. 本课题国内外研究现状虚拟仪器 virtual instrument 是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入,仪器，典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式 5。LabVIEW 是一种程序开发环境,由美国国家仪器 NI 公司研制开发的类似于 C 和BASIC 开发环境,但是 LabVIEW 与其他计算机语言的显著区别是,其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码,而 LabVIEW 使用的是图形化编辑语言 G 编写程序。传统文本编程语言是根据语言和指令的先后顺序决定程序执行的顺序，而 LabVIEW 则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流决定了 VI 及函数的执行顺序。VI 是LabVIEW 的程序模块产生的程序是框图的形式 67。近年来，国内对虚拟实验平台的开发与应用研究工作逐渐重视起来，并取得了一定的研究成果 910。目前，已有部分高校初步了虚拟实验室，例如：清华大学利用虚拟实验仪器构建了汽车发动机检测系统 1112；华中理工大学机械学院工程测试实验室将虚拟实验成果在网上公开展示，供远程教育使用 13；四川联合大学基于虚拟仪器的设计思路，研制了航空电台二线统合测试仪，将 8 台仪器集成于一体，组成了一批新的虚拟仪器系统用于教学和科研 1415。参 考 文 献1 庞胜利，高占风，张育军等. 用 LabVIEW 进行自动控制原理实验研究J. 电测与仪表，2000(3):41-43.2 王磊，陶梅等编著，精通 LabVIEWM，电子工业出版社，2006.7.3 张慧媛，李淑英.电力系统继电保护实验教学改革与实践J.实验室研究与探索，1998(4):24-25.4 雷振山. LabVIEW7 Express 实用技术教程M，北京:中国铁道出版社, 2004.254-265.5 侯国屏，王坤，叶齐鑫. LabVIEW 7.1 编程与虚拟仪器设计M，北京：清华大学出版社，2005.407415.6 (美)利夫菲克(B.W.) 著. 软件开发者必读，潘正伯等译M，北京：科学出社,1990.7 杨乐平，李海涛等. LabVIEW 高级程序设计M，清华大学出版社，2003,4:4250.8 张平. MATLAB 基础与应用.北京:北京航空航天大学出版社, 2007.9 陈锡辉，张银鸿著. LabVIEW 程序设计从入门到精通M，清华大学出版社，2007.7.10 郭培源编著. 电力系统自动控制新技术. 北京: 科学出版社, 2000.11 李先彬主编. 电力系统自动化. 北京: 水利电力出版社, 1995.12 陈珩主编. 电力系统稳态分析. 北京: 水利电力出版社, 1995.13 刘 园，周有庆，彭红海等.基于 DSP 的电力系统多功能生机保护实验装置的设计J.继电器，2005,33(6):56-5814 程学庆, 房晓溪等. LabVIEW 图形化编程与实例应用.北京: 中国铁道出版社, 2005.3.15 吕秋霞. 基于 LabVIEW 的过程控制仿真实验系统的设计J. 仪表技术. 2008(10)16 郑桂芬. 基于 LabVIEW 中 DSP 目标文件加载的实验J.电子设计应用，2002(11):63-6417刘 刚，王立香，张边俊. LabVIEW 8.20 中文版编程及应用M.北京：电子工业出版社，2008. 毕 业 设 计 开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1.本课题要研究解决的问题本课题要设计一个基于 LabVIEW 的电力系统自动化虚拟实验平台，需要完成以下两个任务：1) 学习 LabVIEW 并基于 LabVIEW 设计一个实验台界面；2) 完成界面和元件模型之间的链接。2本课题拟采用的手段本设计以电机的发电并网为基础，整个系统在手动合闸后，系统自动进行电机与系统电源进行相位差的比较，在合适的时间内，系统自动并网，以此保证这个系统的运行安全和对系统元器件的最大限度的保护。整个系