基于雙嵌入式控制器的電能質(zhì)量分析儀的研制.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著大量非線性時變拓?fù)湄?fù)荷電力電子器件的應(yīng)用和分布式發(fā)電技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)生了大量的電能質(zhì)量問題,對供電系統(tǒng)的安全性和可靠性造成了威脅,已成為我國智能電網(wǎng)建設(shè)的重要研究課題。電能質(zhì)量的實時監(jiān)測作為智能電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ),其重要性不言而喻。
  我國已經(jīng)制定了一些電能質(zhì)量方面的國家標(biāo)準(zhǔn),但由于關(guān)于電能質(zhì)量的研究起步較晚,與西方國家仍有一定差距,尤其是在電能質(zhì)量監(jiān)測產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用方面。因此,本課題根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定,結(jié)合智能儀表的性能要求

2、,參考同類產(chǎn)品的優(yōu)點,設(shè)計了一款可對電能質(zhì)量進(jìn)行在線實時監(jiān)測的電能質(zhì)量分析儀。
  本文分析了電能質(zhì)量相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn),并參考相關(guān)文獻(xiàn),總結(jié)出電能質(zhì)量分析儀的總體功能需求,據(jù)此選擇雙嵌入式控制器的硬件設(shè)計方案。分析常見的電能質(zhì)量問題,并總結(jié)發(fā)生不同類型電能質(zhì)量問題時電力信號波形特征和判別方法,提出采用小波變換和傅里葉快速變換組合算法進(jìn)行電能質(zhì)量分析。
  電能質(zhì)量分析儀能夠測量的電能質(zhì)量參數(shù)分為穩(wěn)態(tài)參數(shù)、暫態(tài)擾動事件和SOE信

3、息。分析儀具有數(shù)據(jù)存儲模塊,可以對電能質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲,而且具有運行監(jiān)視和越限告警功能,告警閾值可以由用戶根據(jù)實際需要自由設(shè)定,告警信息也可以實現(xiàn)存儲。為了提供信息存儲所需的時間戳,設(shè)計了專門的時鐘同步電路,既可以獨立計時,也可以通過通信周期性校準(zhǔn)時間。分析儀通過符合IEC61850協(xié)議的以太網(wǎng)接口可以與其他符合該協(xié)議的智能電子設(shè)備自由互聯(lián),組建監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的實時傳輸。
  根據(jù)分析儀的功能需求和所采用的具體算法,本設(shè)計采用D

4、SC+ARM雙嵌入式控制器的硬件總體設(shè)計方案。數(shù)字信號控制器DSC芯片采用自帶浮點運算單元的ADSP-CM408,主要負(fù)責(zé)電力信號的采集、快速傅里葉變換FFT、小波變換DWT、與ARM進(jìn)行通信等工作。微控制器采用基于ARMCortex-M3內(nèi)核的MB9BF617S,主要完成電能質(zhì)量數(shù)據(jù)存儲、時間同步、人機(jī)交互和以太網(wǎng)通信等工作。
  本文根據(jù)分析儀的硬件設(shè)計方案,選擇合理的軟件設(shè)計方案:DSC不使用嵌入式操作系統(tǒng),以“裸跑”的方式

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