基于DSP的电能质量监测系统的设计与实现

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1、东北大学硕士学位论文摘要基于DSP的电能质量监测系统的设计与实现摘要如今，大量电力电子装置以及其它非线性负荷(如电弧炉等)得到了广泛应用，它们在提高生产力的同时，也导致了电力系统中的电能质量严重恶化。同时，微电子技术的发展使得各种自动装置广泛应用，极大地提高了社会生产力，而这些装置对于电能质量的下降极为敏感，因此在生产实践中出现了许多严重的事故，造成了巨大的损失。现在，如何提高电能质量、确保用电设备安全稳定的运行，己成了国内外广泛关注的焦点之一。本文设计与实现了一种基于数字信号处理器(DSP)的电能质量监测系

2、统，利用DSP芯片强大的计算功能进行电能质量在线监测，实时显示测量数据，保存超标数据，为电网电能质量的测评和电能质量的改善提供了准确的依据。本装置作为电能质量在线监测系统的现场监测终端，主要安装在中、低压配电端、大型电力用户输入端等现场。论文的主体结构；首先回顾了电力系统参数测量的发展历程，概述了电能质量问题的背景；其次，较为全面的论及了电能质量问题的现象。接着重点放在了电能质量的测量上，从有关标准入手，研究了各种分析方法以及测试仪器；最后实现了基于DSP的新型电能质量监测装置的软硬件设计，并对未来电能质量监

3、测系统的研究做了简单的展望。本装置采用TI公司的TMS320VC33作为系统的中央处理器，实现了对多项电能质量的实时测量。为实现预期功能，我们进行了以下关键技术的研究：在理论上，分析和实现了电能质量国家标准常规计算方法的数字化，采用连续信号计算公式的离散化近似，在保证一定精度的前提下，使DSP的高计算能力得已充分发挥；在软件上研究了高效的FFrr算法来分析谐波，并灵活的应用中断技术优化DSP工作过程：在硬件上，采用锁相环技术来实现系统采样的逻辑控制，以达到同步的要求，接着对～D转换输入信号的预处理电路进行了设

4、计，在数据处理部分应用了性能优越的双端口存储器，实现系统的录波功能。最后设计和实现了系统各部分的电路连接，并结合实际需要设计了软件流程。实践表明，本电能质量监测系统具有很高的测量速度和测量精度，功能齐全，具有可扩展性，在性能和功能上优于同类产品。关键词：电能质量实时监测DSPFFTADC双端口存储器II—东北大学硕士学位论文AbstractDesignandImplementationofPowerQualityMonitoringSystemBasedonDSPAbstractWithgreatdealso

5、felectronicdevicesandothernonlinearloadsSUchaselectricarcfurnacearewidelyputtoUSenowadays，productivityisgreatlyimprovedononehand，butpowerqualityoftheelectricitysystemencountersseriousdamage．Atthesametime，developmentofmicro—electronicstechniquespurswideappli

6、cationofallkindsofautomaticdevicesandgreatlyadvancesproductivity．Butmanyseriousaccidentandhugedamageoccurredinthemanufactureprocessinthatthedevicesensitivityfordescendingpowerquality．Now,howtoimprovetheelectricalpowerqualityandguaranteethecurrentcollectorst

7、ablebecomesoneofthewidespreadattentionfocalpointindomesticandforeigncountries．Thethesisdealsmainlywithapowerqualitymonitorsystemwhichbasedondigitalsignalprocessor(DSP)，apowerfulcomputingfunctionchip．Thedevicecanmonitorpowerqualityonline，displayreal-timemeas

8、ureddataandsavewrongdata．Soitcanprovideaccurateproofintestingelectricitynetandamendingofpowerquality．Thedevicecanbeinstalledprimarilyinmediumorlowvoltageoutputsideandinputsideofbigconsumersaslocaltermi