嵌入式電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的研制.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力設(shè)備廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，它們給社會生產(chǎn)和人民生活極大的方便。近年來，采用節(jié)能裝置例如變頻裝置、變流裝置的設(shè)備越來越多，使得電網(wǎng)中的諧波污染日益嚴(yán)重，極大地危害了其他用電設(shè)備的安全運(yùn)行。因此，對電網(wǎng)諧波含量進(jìn)行監(jiān)測，并把它控制在允許范圍內(nèi)，成為供電部門和用戶的共同目標(biāo)。電網(wǎng)中的諧波成分復(fù)雜，造成諧波的原因也很多，因此在治理諧波污染之前，應(yīng)該對諧波進(jìn)行測量分析，找出產(chǎn)生這些諧波的根源。 目前市場主流的

2、諧波測量儀器大都采用工業(yè)PC機(jī)或者DSP系統(tǒng)。這兩種實(shí)現(xiàn)方式性能可靠、運(yùn)算快速、技術(shù)成熟，是目前市場的主流產(chǎn)品。其缺點(diǎn)在于成本過高、難以擴(kuò)展輸入通道數(shù)。因此，成本低廉、運(yùn)算快速、易于進(jìn)行通道擴(kuò)展的諧波分析儀有強(qiáng)烈的市場需求。現(xiàn)代可編程邏輯器件(FPGA)的發(fā)展，為諧波測量儀器提供了一種全新的實(shí)現(xiàn)方式-SOPC(片上可編程系統(tǒng))，它可以將CPU、FFT和其他功能模塊集成到一塊芯片上，不但減小了系統(tǒng)體積，而且提高了系統(tǒng)可靠性。同時(shí)還可以利用

3、FPGA可編程的特點(diǎn)，根據(jù)用戶需求擴(kuò)展功能和對系統(tǒng)軟硬件進(jìn)行升級。 快速傅立葉變換(FFT)理論廣泛應(yīng)用于諧波測量領(lǐng)域。本課題采用基4 FFT算法，充分利用FPGA內(nèi)部資源，大大提高了FFT算法的速度。同時(shí)移植嵌入式操作系統(tǒng)uclinux，構(gòu)成了嵌入式電網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)可以測量頻率、三相電壓、電流有效值和各次諧波分量。同時(shí)還可以計(jì)算設(shè)備的有功功率、無功功率、功率因數(shù)等等。系統(tǒng)可以通過USB接口，實(shí)現(xiàn)U盤記錄數(shù)據(jù)功能，也可