基于DSP和CPLD实现的电能质量监测系统

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1、第36卷第8期继电器Vol.36No.82008年4月16日RELAYApril16,2008基于DSP和CPLD实现的电能质量监测系统左涛，唐巍（中国农业大学信息与电气工程学院，北京100083）摘要：电能质量监测技术是当前电力系统领域的研究热点。针对电网三相电压及电流信号的采集与处理。设计了电能质量监测装置的数据采集系统，系统以霍尔传感器和并行A/D转换芯片组成前向采集电路，以数字信号处理器（DSP）组成数据处理电路，以复杂可编程逻辑控制器（CPLD）和锁相环组成硬件同步采样电路并以快速傅立叶变换为主要处理算法。实验表明：系统具有响应速度快、精度高、实时性好的优点。关键词:数字信

2、号处理器；电能质量；CPLD；霍尔传感器PowerqualitymonitoringsystembasedontheDSPandCPLDchipsZUOTao，TANGWei（InformationandElectricalEngineeringCollege,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100083,China）Abstract:Powerqualitymonitoringtechnologyisthehotspotsofcurrentresearchinthefieldofpowersystems.Basedonthree-phasepo

3、wergridvoltageandcurrentsignalacquisitionandprocessing,thispaperdesignsthepowerqualitymonitoringdevicedataacquisitionsystem.ThesystemtakesaHallsensorsystemandtheparallelA/Dconverterchipasprioracquisitioncircuit,digitalsignalprocessor(DSP)asdataprocessingcircuits,andcomplexprogrammablecontroller

4、(CPLD)andPLLassynchronoussamplinghardwarecircuit.Andfastfouriertransformalgorithmisalsoadoptedasthemaintreatment.Experimentsshowtheproposedsystemisoffastresponse,highaccuracy,andreal-timeprocessing.Keywords:digitalsignalprocessor；powerquality；CPLD；Hallsensor中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1003-4897(2008)

5、08-0040-060引言1监测装置总体硬件电路设计随着电能质量对国民经济的影响逐渐加大和人在实际的电网测量中，采样频率至少为每周波们对电能质量研究的逐渐深入，人们对电能质量关的64次，一般采用256次以上。当每周波采样为注的焦点已不仅仅是电压、频率和谐波等各种稳态256次时，每个采样点之间的时间间隔为78μs，指标，还包括影响电能质量的实时信息，如瞬时扰传统的51系列和96系列的单片机在多个通道同时动和暂态谐波等，同时也要求电能质晕监测系统提采样的情况下无法满足实时测量与运算的要求。供更为直观的分析结果，以利于对电能质量问题做数字信号处器（DSP）技术的快速发展，为电出决策，如要求

6、系统能够进行故障识别、干扰源识能质量实时监测提供了理想的解决方案。高性能的别、故障预测和信息共享等。如今电子技术和网络数字信号处理器采用改进的哈佛结构，指令运行采技术的飞速发展使得这种需要的实现成为可能。为用流水线结构，其指令周期可达到12～30ns，可以满足电力系统网络化、自动化的发展需要，电能质保证足够高的采样率（最高可达每周波1024点），量监测系统正在朝着在线监测、实时分析、网络化从而实现高精度的同步数据采集处理。由于电力系和智能化的方向发展。本文介绍基于TMS320F2812统中高次谐波的含有量相对于几基波分量而言是非和CPLD的电能质量监测系统，利用TMS320F2812

7、常低，谐波次数越高其含量越低，根据实测数据，对电力参数进行计算，利用CPLD协助测量。如果采用12位分辨率的A/D转换芯片，仅仅因为A/D转换精度不够，对15次谐波而言至少会引起基金项目：国家科技支撑计划课题资助项目（20006BAJ04B06）1.67％的误差，而且在实际谐波测量中一般测到30左涛，等基于DSP和CLPD实现的电能质量监测系统-41-次谐波，这样产生的误差影响会更大，高次谐波测三相电流的有效值，共六路模拟量。需要从采样精量数据将没有可信性