基于IEC 61850的數(shù)字化多功能電能表的研究.pdf

1、隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，變電站自動化系統(tǒng)向著數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的方向大步邁進。在IEC61850標準規(guī)范下的數(shù)字化變電站擁有無可比擬的優(yōu)勢，得到了廣泛的推廣。
　　 本文針對數(shù)字化變電站中的電能計量系統(tǒng)，深入研究了基于IEC61850的數(shù)字化多功能電能表。通過分析電能表在變電站中所處的層次結(jié)構(gòu)，確立了電能表過程層總線與變電站層總線的雙總線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。依據(jù)IEC61850標準中Part7-3和Part7-4部分，對數(shù)字化

2、電能表的信息模型進行了詳細的數(shù)據(jù)建模和通信服務(wù)建模。深入剖析了過程層總線中的模擬量采樣值以太網(wǎng)幀格式以及變電站層中電能參量傳輸服務(wù)ACSI映射到MMS的機制。
　　 數(shù)字化電能表軟件算法的設(shè)計是提高電能參量測量精度的關(guān)鍵。本文使用了一種基于傅里葉變換的改進頻譜對消測頻算法對頻率進行測量，取得了較高的測量精度。對于諧波電壓和諧波電流等信號的測量，按照諧波信號神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，成功將尺度共軛梯度法用于線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的諧波測量中，達到了良好

3、的測量效果。對于無功功率的測量，利用設(shè)計好的IIR數(shù)字濾波器來逼近希爾伯特變換器的90度相移特性，并用MATLAB仿真IIR濾波器的頻率特性，結(jié)果表明該方法能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的無功功率測量。
　　 數(shù)字化電能表的設(shè)計包括硬件電路的設(shè)計和軟件算法的設(shè)計。本文設(shè)計的電能表主要由信號處理電路和雙路光纖以太網(wǎng)接口電路組成。其中，信號處理電路以TMS320F2812數(shù)字信號處理器作為核心，用于處理大量的電能參量算法運算；雙路光纖以太網(wǎng)接口電路