基于DSP的雙向功率計(jì)量與諧波檢測(cè)系統(tǒng)研究設(shè)計(jì).pdf

1、隨著含有分布式電源的家庭微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)，自發(fā)自用/余電上網(wǎng)的工作模式使得配電網(wǎng)的潮流分布呈現(xiàn)出雙向性，由此帶來(lái)了雙向電能計(jì)量問題。此外，家庭微網(wǎng)中大量的電力電子設(shè)備已經(jīng)成為居民用電的主體，如微波爐、計(jì)算機(jī)、充電汽車、儲(chǔ)能電池整流裝置等，由此造成的非正弦工況需要功率計(jì)量裝置具有更公平合理的計(jì)量方案、算法，而且能夠同時(shí)監(jiān)控用戶的電能質(zhì)量以制定不同的收費(fèi)策略。
　　分布式電源的雙向電能計(jì)量以有功計(jì)量為核心，本文以傳統(tǒng)的計(jì)量關(guān)口作為計(jì)

2、量點(diǎn)，利用基波功率方向同四象限功率定義相結(jié)合判定雙向功率的方向。
　　傳統(tǒng)的功率理論和計(jì)量方法是建立在正弦情況下，在非正弦情況下的諧波會(huì)造成電能表計(jì)量不準(zhǔn)確、不公平。本文對(duì)比分析了非正弦工況下頻域、時(shí)域、時(shí)頻結(jié)合的三種功率理論對(duì)計(jì)量影響，進(jìn)行了MATLAB仿真分析驗(yàn)證。結(jié)合電流物理分量(CPC)功率理論中背景諧波和反射諧波的定義，本文提出一種綜合計(jì)量方案，即微電網(wǎng)正向受電時(shí)分別計(jì)量基波有功、背景諧波有功、反射諧波有功、絕對(duì)值無(wú)功，

3、微電網(wǎng)反向饋電時(shí)分別計(jì)量基波有功、諧波有功。
　　本文采用快速傅里葉(FFT)方法進(jìn)行諧波檢測(cè)和功率計(jì)算，分析了其產(chǎn)生頻譜泄漏和柵欄效應(yīng)的原因、以及常用窗函數(shù)和檢測(cè)精度問題。針對(duì)非同步采樣，本文基于時(shí)域漢寧窗互乘的方法構(gòu)建了三項(xiàng)余弦組合窗，分析互乘漢寧窗的時(shí)頻特性，并同漢寧窗、四項(xiàng)萊夫文森特窗進(jìn)行仿真對(duì)比分析。并采用雙譜線插值法結(jié)合互乘漢寧窗改進(jìn)FFT算法，對(duì)改進(jìn)的算法進(jìn)行了諧波檢測(cè)和功率計(jì)量仿真，結(jié)果表明改進(jìn)算法可以有效抑制頻譜

4、泄漏，對(duì)功率計(jì)量和諧波檢測(cè)有較高的精度。
　　在互乘漢寧窗雙譜線插值改進(jìn)FFT算法的基礎(chǔ)上，本文基于TMS320F28335 DSP和AD7606硬件結(jié)構(gòu)，研究開發(fā)一款功率計(jì)量和諧波檢測(cè)一體化的裝置，完成了系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計(jì)和外設(shè)電路制作調(diào)試。詳細(xì)介紹了硬件芯片資源分配、核心電路、高頻信號(hào)采集電路、通信電路。根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)流程，設(shè)計(jì)和調(diào)試系統(tǒng)主程序、電參量計(jì)算程序和串口通信程序，同時(shí)利用DMA上傳采樣數(shù)據(jù)至DSP以保證實(shí)時(shí)性。采