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时间:2019-05-15
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1、华中科技大学硕士学位论文基于DSP的电能质量分析系统的开发姓名:曹晖申请学位级别:硕士专业:检测技术与自动化装置指导教师:李昌禧20040510华中科技大学硕士学位论文摘要本论文主要进行基于DSP的电能质量分析系统的开发。随着电力系统改革目益深化,电力质量不仅得到广大电力用户的日渐关注,而且成为电力部门常抓不懈的主要工作,我们研制基于DSP的电能质量分析系统『F是针对当前电力行业同渐重视电能质量的状况提出的。在对国内外同类产品进行分析的基础上,结合我国实际情况,提出了具有自己特色的实施方案,即充分利用DSP芯片计算能力强,运算速度快,具有针
2、对数据处理专用指令的特点,组成以DSP芯片(F206)为核心的电能质量分析系统。确定了电能质量分析系统对电能质量的以下主要指标:电压、电流、功率、频率、谐波、电压三相不平衡度、电压波动与闪变等进行测量。并针对上述测量功能的理论和实际应用作了一定的分析研究工作。重点分析了电压、电流的测量原理与方法,分析了电网谐波的理论及测量实现方法,分析了电压闪变与波动的理论及数字化实现方法,分析了电压三相不平衡度的理论与测量实现方法,同时分析了电压、电流取样电路对测量精度的影响,对信号调理电路进行了仔细的设计与仿真实验工作。最后的测试结果表示:电压、电流取
3、样电路设计简洁、合理,完全满足测量要求,保障了精确的电压、电流测量。谐波分析是本系统的重要功能,同时也是其它一些测量功能的实现基础(电压、电流、三相不平衡度等)。因此我们把谐波分析作为本系统的重点,做了较为深入的研究,分析了复数形式下的付立叶变换进行求解各次谐波幅值和在OSP中实现FFT功能。我们研究了测量频率的各种理论和常见测量方法,再根据本系统的特点,设计了直接利用DSP定时器进行频率测量,较好的解决了测量精度和测量速度的关系。电压闪变的测量的工作量很大,它所需的运算量较大,需要处理的数据多,我们仔细研究了IEC对测量电压闪变的各项规定
4、,特别是IEC提出的测量模型,并严格按照IEC提出的模型,对测量模型进行数字化实现,通过仿真与测试。最终在DsP中成功的实现了这个过程,得出了闪变的测量值。根据硬件方案设计了具体的电路,再与软件相结合研制成功了电能质量分析系统。对系统进行测试并对结果进行对比分析。测试结果表明:各项测量结果完全正确,而且测量精度高。验证了本系统的理论分析是正确的,软件与硬件设计实现也是完全合理可行的。同时本系统具有体积小,测量精度高,多参数、多通道实时测量的特点,达到了设计要求。‘关键词:电能质量数字信号处理谐波分析快速付立叶变换电压闪变和波动I华中科技大学
5、硕士学位论文AbstractApowerqualityanalyzingsystembasedonDSPisdevelopedinthisthesis.Withtheinnovationinpowerindustry,thepowerqualityispaidmoreattentionbyusersandproducersSothissystemmeetsthisrequest.Westudythesimilarproductionsofothercountriesandothermanufacturersandputforwardourd
6、esign.DSPchiphasstrongabilityandhighspeedofcalculationandspecialinstructionsfordataprocessing.InthissystemtheDSPchipisadoptedtomeasuremanyparameters,suchasvoltage,current,power,frequency,harmonic,imbalanceofthree—phasevoltage,voltageflickerandfluctuation.What’Smore,thetheo
7、riesarestudiedandthosefunctionsarerealized.Themeasurementtheoriesofvoltage,current,harmonic,voltageflicker,fluctuationandimbalanceofvoltageareanalyzedinthisthesis,Thediscussionalsoinvolvesaspectofthemeasuredaccuracyeffectofsamplingcircuit.Theresultofthetestprovesthatthesam
8、plingcircuitisverygood.Harmonicanalysisisthemainfunctionofthissystem.Itisthebasicofotherf
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