基于DSP的多功能電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，電能作為一種商品日益受到人們的關(guān)注，同時由于近年來電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展和電網(wǎng)中非線性負荷的大量投入使用，使得電網(wǎng)中非線性、不穩(wěn)定性和不對稱性等“電力污染”因素嚴重影響了電能質(zhì)量，甚至對國民經(jīng)濟造成直接損失。通過對電能質(zhì)量的不問斷監(jiān)測、記錄和分析，可以實時監(jiān)測電網(wǎng)中的電能質(zhì)量，分析產(chǎn)生和影響電能質(zhì)量的原因，為提高和改善電能質(zhì)量提供重要依據(jù)。 論文采用DSP和CPID相結(jié)合，設(shè)計開發(fā)了一種基于DSP的多功能電能

2、質(zhì)量監(jiān)測儀?？梢栽诰€測量電網(wǎng)的電壓、電流、功率等基本電能參數(shù)，評估諧波、頻率偏差、電壓波動及閃變等電能質(zhì)量指標，記錄電能質(zhì)量參數(shù)和指標越限事件并對越限事件作出報警反應。系統(tǒng)外設(shè)接口豐富，板上設(shè)計有鍵控LCD顯示人機交互系統(tǒng)，可以現(xiàn)場查詢數(shù)據(jù)。擴展的SD卡可以方便存取大量的實時數(shù)據(jù)(支持熱拔插功能)。此外系統(tǒng)擴展了RS232/485本地通訊接口和嵌入式以太網(wǎng)通信接口，可通過因特網(wǎng)實現(xiàn)遠程通信，這些擴展的通信接口可以方便開發(fā)上位機數(shù)據(jù)庫管理

3、軟件和實現(xiàn)遠程監(jiān)控。 論文重點介紹了以下幾個部分：首先是電能質(zhì)量各項指標的測量原理和方法，詳細介紹了實現(xiàn)諧波分析的FFT運算和國家標準規(guī)定的電能質(zhì)量指標計算原理方法。其次是系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計，介紹了DSP和CPID的硬件總體架構(gòu)方案完成DSP高速數(shù)字核心板和CPLD外設(shè)及功能處理板的設(shè)計，同時在硬件設(shè)計時充分考慮了EMC/EMI(電磁兼容和電磁干擾)的問題以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和抗干擾能力。系統(tǒng)軟件的開發(fā)設(shè)計主要介紹基于源碼公開的實時

4、嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ下系統(tǒng)的各個任務(wù)模塊，包括μC/OS-Ⅱ在F2812 DSP上的移植和AD采樣任務(wù)、FFT及數(shù)字濾波任務(wù)、鍵控與LCD顯示等任務(wù)的開發(fā)；特別在μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)上移植了LwIP輕型TCP/IP協(xié)議棧并開發(fā)了DM9000以太網(wǎng)芯片的驅(qū)動程序，用于實現(xiàn)系統(tǒng)基于以太網(wǎng)技術(shù)的遠程監(jiān)控。最后介紹了系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試及系統(tǒng)集成，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的樣機測試，也提出了尚需解決的相關(guān)問題和待完成的工作，并對本課題作了