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研究生: 黃昭榕
Chao-Jung Huang
論文名稱: 動態負載之電力監測系統開發
A Study on Power and Energy Measurements for Dynamic Loads in Electrical Power Monitoring Systems
指導教授: 陳南鳴
Nanming Chen
口試委員: 楊金石
Jin-shi Yang
吳啟瑞
Chi-Jui Wu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 57
中文關鍵詞: 電力監測系統動態負載電能量測
外文關鍵詞: Power monitoring system, Dynamic load, Power measurement
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  • 由於電力電子元件大量使用,未來新型電網諧波污染將更嚴重,如何有效量測負載狀態且正確分析電力量,是改善電力品質的首要工作。
    目前分析訊號的方法多採用傅立葉轉換。為了改善傅立葉轉換在時間分析上的不足,可使用短時傅立葉轉換建立固定的窗函數,然而會遺失高頻成分的訊號。小波轉換可提高時間和頻率的解析度,在非週期訊號上有較優良的分析。
    本論文根據離散小波轉換所設計的演算法,實現於LabVIEW量測系統,並實測多種動態負載,與IEEE Std. 1459-2010所計算的電力量作比對,其絕對誤差值均未超過2%。期望使用小波轉換計算電力量的演算法,往後能應用於各項電力品質管制與改善。


    Due to wide spread applications of power electronic devices, power grids will have more harmonic pollution. In order to improve the problem of power quality, establishing an effective and accurate data analysis method is a high priority job for load measurement.
    Currently, Fourier Transform is the most commonly used method to analyze signals. Furthermore, Short-Time Fourier Transform offers a fixed window function to improve the lack of time information in Fourier Transform. However, it will lose high frequency information. Wavelet Transform can increase resolutions in both time and frequency domains. It is also a better analysis method for nonsinusoidal signals.
    This study designs an algorithm in LabVIEW based on discrete wavelet transform. Varieties of real dynamic loads are measured and are compared with the IEEE Std. 1459-2010. All errors are no more than 2%. The platform of electric power measurement and calculation can be applied to controlling and improving power quality.

    摘要 I Abstract II 致謝 III 目錄 IV 圖表索引 VI 第一章 緒論 1 1.1. 前言 1 1.2. 標準探討 2 1.3. 研究內容 3 1.4. 研究方法 3 1.4.1 採用方法 3 1.4.2 採用本方法之原因 4 1.4.3 運行步驟 7 第二章 傅立葉轉換與小波轉換 9 2.1. 傅立葉轉換 9 2.2. 短時傅立葉轉換 9 2.3. 小波轉換介紹 10 2.4. 連續小波轉換 11 2.5. 離散小波轉換 12 2.6. 多重解析度分析與快速小波轉換 12 2.7. 多重解析度分析應用於計算電力量 14 第三章 程式模擬計算電力量 17 3.1. 設計流程 17 3.2. 理想輸入分析電功率結果 17 3.3. 理想輸入分析電能結果 26 第四章 程式模擬計算電力量 36 4.1. 實際負載量測平臺 36 4.2. 實際負載測試規格 37 4.3. 實際負載分析電功率與電能結果 38 4.3.1. 電磁爐 38 4.3.2. 吸塵器 39 4.3.3. 吹風機 40 4.3.4. 烤箱 41 4.3.5. 電腦 42 4.3.6. 檯燈 43 4.3.7. 印表機 44 4.3.8. 筆記型電腦 45 4.3.9. 電腦+檯燈+電風扇(混合型負載1) 46 4.3.10. 烤箱+檯燈+吹風機(混合型負載2) 47 4.4. 各負載之電功率與電能數據分析 48 第五章 結論 51 5.1. 研究結論 51 5.2. 未來研究方向 52 參考文獻 55

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