隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展以及用電負(fù)荷的不斷增加,特別是不對稱、沖擊性、非線性負(fù)荷容量不斷增長,使得電網(wǎng)電壓、電流波形發(fā)生畸變,電網(wǎng)頻率在50HZ附近波動;另外,由于大量基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制設(shè)備和精密儀器的廣泛應(yīng)用,對電能質(zhì)量的要求越來越高。因此,目前的電力監(jiān)測儀表已逐漸不能滿足系統(tǒng)性能的要求,該文的研究正是在此背景下展開的。該文對電力監(jiān)測的相關(guān)理論和技術(shù)進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了基于DSP+MCU的雙CPU的智能電力監(jiān)測系統(tǒng),采用交流采樣技術(shù)實(shí)現(xiàn)對電力參數(shù)的實(shí)時測量,為電能質(zhì)量的治理提供了可靠的依據(jù)。 該文首先簡述了電力監(jiān)測儀的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,然后對高次諧波影響下的電壓、電流的實(shí)時有效值及其他電力參數(shù)的測量算法進(jìn)行了闡述,主要提供了基參數(shù)可調(diào)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與FFT(Fast Fourier Transformation)相結(jié)合的諧波算法,能夠地分析整數(shù)次諧波和非整數(shù)次諧波;同時提供了利用插值改進(jìn)的FFT算法來實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)頻率的高精度測量。然后,提供了基于小波變換的暫態(tài)電能質(zhì)量擾動的檢測算法,利用快速小波變換算法即Mallat算法檢測和提取擾動信號,并在MATLAB環(huán)境下進(jìn)行了仿真,采用db4小波,3尺度進(jìn)行小波分解與重構(gòu)對信號進(jìn)行檢測,驗(yàn)證了小波變換能夠?qū)崿F(xiàn)電能質(zhì)量擾動信號的準(zhǔn)確定位,同時提供了FWT(Fast Wavelet Transformation)算法在DSP上的實(shí)現(xiàn);zui后實(shí)現(xiàn)了智能電力監(jiān)測系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。 文中硬件設(shè)計(jì)采用了DSP+MCU的雙CPU結(jié)構(gòu),DSP采用性價比高的16位定點(diǎn)TMS320LF2407A芯片,MCU采用AT89C51芯片,用雙端口RAM芯片來解決MCU與DSP之間的數(shù)據(jù)傳輸問題,并配以外圍電路來實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能,主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和人機(jī)接口及RS485串行通信接口,實(shí)現(xiàn)了各部分的電路連接。這樣可以充分發(fā)揮DSP的數(shù)字信號處理功能和MCU的控制管理功能,能夠提高整個系統(tǒng)的效率和性能。軟件設(shè)計(jì)采用模塊化和自頂向下的程序設(shè)計(jì)方法,使得程序結(jié)構(gòu)清晰,便于維護(hù)和擴(kuò)充功能,降低出錯的可能性,實(shí)現(xiàn)了各模塊的流程圖設(shè)計(jì)。 該文zui后總結(jié)了系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的原因,并提供了相應(yīng)的硬件和軟件抗干擾設(shè)施,以提高系統(tǒng)的可靠性。并對整個系統(tǒng)做了總結(jié)與展望。
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