電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟和科學技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代電力電子變流裝置和非線性設(shè)備被大量使用，電能質(zhì)量問題已經(jīng)引起電力部門和許多重要商業(yè)用戶的密切關(guān)注，一方面是電網(wǎng)電能質(zhì)量的下降，另一方面卻是用戶對電能質(zhì)量要求的提高，其矛盾日益尖銳。因此，如何提高和保證電能質(zhì)量己經(jīng)成為我國電力系統(tǒng)面臨的重要問題，對電能質(zhì)量進行監(jiān)測與分析具有十分重要的意義。
　　本文首先論述了電力系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)測的意義及研究發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了諧波的危害和目前存在的諧波檢測方法，并在電能

2、質(zhì)量和電能計量相關(guān)的國家標準的基礎(chǔ)上，提出了電力參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計方案，然后從硬件、軟件和算法三個方面詳細介紹了電力參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的研制。
　　根據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)的需要，本文采用DSP+MCU構(gòu)架，充分發(fā)揮DSP芯片的數(shù)字處理能力和MCU的控制功能。采用模塊化的設(shè)計思路，將系統(tǒng)分為信號采集模塊、信號處理模塊、人機接口模塊等多個功能模塊，各模塊之間通過信息交換協(xié)調(diào)工作。硬件方面，本文詳細介紹了數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理等模塊的具體電路實現(xiàn)，以及相關(guān)

3、的系統(tǒng)電路擴展；軟件方面，本文著重分析了諧波分析算法，采用了一種針對實輸入序列的高效FFT算法，并對使用FFT算法帶來的頻譜泄漏和柵欄效應進行了詳細分析，提出了基于窗函數(shù)的插值FFT算法，給出了算法的DSP實現(xiàn)方法，并在MATLAB中進行仿真，驗證了算法的正確性。同時，對于頻譜分析的抗混疊處理，本文設(shè)計了基于窗函數(shù)的數(shù)字濾波器。對于DSP自舉引導程序的設(shè)計、DSP與A/D以及MCU的接口編程以及數(shù)據(jù)的采集，本文也詳細的介紹了其實現(xiàn)過程。