基于DSP和MCU的电能质量在线监测装置的设计.pdf

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1、《电气自动化}2010年第32卷第2期电力系统及其自动化PowerSystem＆Automation基于DSP和MCU的电能质量在线监测装置的设计DesignofPowerQualityOn-lineMonitoringInstrumentBased0nDSPandMCU华南理工大学电力学院(广州510640)彭明智刘永强(SouthChinaUniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510640，China)PengMingzhiLiuYongqiang摘要：近年来，电能质量出现了

2、日益恶化的趋势，因此有必要对其进行在线监测，以便采取措施改善、提高供电质量。鉴于此，本文设计了基于DSP和MCU的电能质量在线监测装置，充分发挥了DSP强大的信号处理和MCU完善的管理能力，实现了电网数据的采集、处理、存储、显示以及与上位机通信等功能。文中主要介绍了装置的基本构成、硬件和软件设计、电能质量分析算法以及所采取的抗干扰措施。实际运行表明，该监测装置具有稳定可靠、精度高、实时性好等优点，很好的满足了电能质量在线监测的实际需求。关键词：电能质量在线监测DSPMCUFAbstract：Inrecentyears，th

3、ereisatendencyofpowerqualityincreasingdeterioration．Therefore，inordertotakemeasurestOimprovethequalityofpowersupply，itisnecessarytOputupon—linemonitoring．Inviewofthis，apowerqualityon—linemonitoringinstrumentbasedonDSPandMCUisdesigned．TheabilityofDSPpowerfulsignalp

4、rocessingandMCUperfectmanagementisdevelopedabundantly，andthefunctionsofthedataacquisition，processingandstorage，thedatadisplayandcommunicationwiththehostcomputerarerealized．Thispaperin~oducesthebasicstructureoftheinstrumentandtechniquesforachievinginstrument’shardw

5、are，software，powerqualityanalysisalgorithmandanti—interferencemeasures．Practicaloperationindicatesthattheinstrumenthastheadvantagesofstableandreliable，highmeasurementaccuracyandgoodreal—timeperformance．Itcansatisfytheactualrequirementsofpowerqualityon—linemonitori

6、ng．Keywords：powerqualityon—linemonitoringDSPMCUF阿【中图分类号】TM933．4[文献标识码】B【文章编号】1000—3886(2010)02。0066—041引言实时性好等优点，很好地满足了电能质量在线监测的要求。近年来，随着现代电力工业的迅速发展，电力系统中投入了大2装置总体设计量具有非线性、冲击性和波动性负荷，急剧改变了电网的负荷结构，监测装置由信号调理、锁相倍频、模数转换、DSP数据处理、导致电网中电压波形畸变、电压波动和三相不平衡等电能质量问题MCU控制以及通信接口等

7、模块构成。监测时，电网三相电压和电变得日益严重，严重影响着电力设备的安全经济运行。同时，随着信流信号分别通过电压互感器和电流互感器转换成低电压、小电流息技术的普及推广，大量对电能质量非常敏感的负荷，例如精密电信号，由信号调理模块调理成0～+5V适合A／D转换的单极性子仪器、电子计算机等，在生产生活中扮演着越来越重要的角色，它信号，然后进人6通道16位的A／D转换器，进行每路每周波64点的高速交流同步采样，转换结果送DSP进行信号的处理、分析，们对电能质量的要求越来越高I。因此，对电网电能质量进行在线监测，实时评估电能质量的

8、各项指标，了解监测点的电能质量状况和并通过其串行通信接口实现与MCU的数据传输，再由MCU完成趋势，从而为改善电网的电能质量提供依据是十分必要的。数据的存储、LCD显示与通信。装置硬件框图如图1所示。本文根据除《暂时过电压和瞬态过电压》之外的五项电能质量3硬件设计国家标准，结合电能质量在线监测的实际需要