低功耗、高精度、嵌入式电能质量监测分析装置的设计与实现

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1、低功耗、高精度、嵌入式电能质量监测分析装置的设计与实现作者：指导教师：罗耀强郑滔教授南京大学研究生毕业论文I申请工程硕士学位)南京大学软件学院2010年10月IIIilllIlllllllllIIIrlllIlllllllIIJY2372883TheDesignandImplementationofembeddedpowerqualitymonitoringandanalysisdevicesLuo，Yaoqiang，．一Submittedinpartialfulfillmentoftherequirementsforth

2、edegreeofMasterofEngineeringSupervisedbyProfeSStZheng，TaossorZhenqao●SoftwarelnstituteNANJINGUNlVERSITYNanjing，China一一JOct，2010摘要本文介绍了一种新型的电能质量监测分析装置，具有低功耗、高精度、多指标同步分析、兼容多种通讯方式等特点。它是为了满足电能质量监测网的建设需求，能够适应各种监测点的布点要求，符合智能电网建设规范的新一代监测装置。本项目为国家科技部企业创新基金支持项目。本文在充分理解国内外电

3、能质量标准与规范上，基于当前电能质量监测、分析、评估技术发展水平，结合我国电力系统的建设与发展需求，充分调研分析国内电能质量监测装备实际现状，阐明了电能质量监测装置的总体目标要求以及整体技术方案。电能质量监测装置包括硬件平台、软件平台、应用软件三大部分。在总体设计部分介绍了装置在电能质量监测网的位置与作用，说明了三大部分总体技术路线及相互关系，给出了项目关键技术和难点的处理方案。硬件平台采用异构式多处理器方案。首先，以DSP为核心加上信号调制、高精度AD、低功耗电源管理等外围电路，完成信号采集、六大国标电能质量指标分析等重

4、要功能，该模块称之为采集板。然后采用以x86为核心处理器的主控板来调度、汇集各采集板的分析数据，并完成统计、显示、通讯、存储等功能。软件平台采用Vxworks嵌入式实时多任务操作系统，对设计操作系统平台的选型、板级支撑包(BSP)的移植等方面进行的介绍。应用软件是整个系统的灵魂与核心，文章首先就对软件总体框架、数据流、模块划分、任务调度方面进行了阐述。随后逐步深入细化到各个模块处理流程、数据结构、各指标算法实现。给出了信号采样、(间)谐波分析、电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡度、过电压、闪变等电能质量指标的软件处理流程与

5、方法。除此外，还介绍了人机交互、通讯处理、PQDIF等方面处理。最后，文章对项目成果一电能质量监测装置在权威机构的检验、认证情况，以及工程现场的实际应用与部署进行了介绍。对该项目的先进性、实用性、可靠V性、适用性等方面做了最有力的证明。同时文章也指出，今后电能质量在统一通讯规范、电能质量治理、广域测量等方面有待下一步进行研究和开发。关键词：电能质量，低功耗，高精度，嵌入式系统，谐波，闪变，不平衡度，过电压，DSP，Vxworks、监测分析AbstractThispaperintroducesanewtypeofpowerq

6、ualitymonitoringandanalysisdeviceswithlowpowerconsumption，highaccuracy,simultaneousanalysisofmultipleindicators，compatiblewithavarietyofcommunicationandSOon．Itistomeettheneedsoftheconstructionofpowerqualitymonitoringnetwork．Abletoadapttoavarietyofmonitoringpointsd

7、istributionrequirements，inlinewithnormsofanewgenerationofsmartgridconstructionmonitoringdevices．TheprojectforthestateMinistryofScienceandInnovationFundforSmallandMediumEnterprisesProject．Inthispaper,thefullunderstandingofdomesticandinternationalpowerqualitystandar

8、dsandnorms，andbasedonthecurrentpowerqualitymonitoring，analysis，evaluation，technologydevelopment，combinedwithChina’Selectricpowersystemanditsdevelopmentn