低压配电网电能质量监测装置的设计与实现
本文选题:三相不平衡度 + 谐波 ; 参考:《太原理工大学》2017年硕士论文
【摘要】:发电、输电和配电过程中电气设备的使用增加了电力系统中的三相不平衡度、电压畸变和谐波等干扰。这些干扰均属于电能质量问题,电能质量的好坏已经成为衡量国和管理水平高低的依据。借助于DSP强大的数据处理能力和ARM丰富的管理能力,本文研制了一套集多参数计算、显示与多种无线通讯为一体的电能质量监测装置,该方案结构简单、可移植性强、功耗低、便于后期再开发。本文主要研究内容如下:(1)介绍电能质量问题的相关定义,从而引出电能质量监测的意义,同时介绍了电能质量的标准、指标、国内外研究动态等。(2)介绍了三相不平衡的危害、定义、计算式等基本理论;利用对称分量法计算三相不平衡度;同时用MATLAB搭建电力系统模型,对比接入电弧炉前后三相不平衡程度,为后续研究三相不平衡度奠定了基础。(3)介绍了传统DFT在电力系统中的应用,但易引起频谱泄露和栅栏效应问题,引入扩展DFT算法,该算法以傅里叶积分变换为目标,在扩展的频率范围内优化变换基。介绍了算法的原理、实现过程和在谐波检测中的应用。(4)电能质量监测装置的硬件采用的是基于TMS320F2812和LPC1758的双CPU结构,充分利用两种CPU的优点提高装置的性能。负责数据采集和处理的DSP子系统主要包括信号采集电路、AD转换电路、DSP数据处理电路;负责数据管理的ARM子系统主要包括时钟模块、SIM800无线通信、HT1626液晶驱动模块,着重介绍各个模块的工作原理和硬件电路设计。(5)根据硬件结构利用C/C++语言按照模块化的编程理念完成软件系统的设计和开发,详细阐述了DSP和ARM子系统的软件设计流程、软件开发平台等。包括DSP初始化、AD转换驱动程序、数据分析和计算程序、数据发送程序、时钟同步程序、GPRS无线方式连接远程服务器程序、HT1626驱动液晶显示屏程序等。(6)为确保装置的稳定性,将装置分模块调试,每个模块独立完成指定的功能后再整体调试;标准源线性输出不同的值,根据液晶显示结果校准装置,从而提高监测精度;将装置接入电网中,将监测结果上传至服务器,便于实时监测低压侧的电能质量状况。
[Abstract]:The use of electrical equipment in power generation, transmission and distribution processes increases the three-phase imbalance, voltage distortion and harmonics in the power system. These disturbances all belong to the power quality problem, and the quality of power quality has become the basis to measure the country and the level of management. With the help of the powerful data processing ability of DSP and the rich management ability of arm, a set of power quality monitoring device with multi-parameter calculation and display and multiple wireless communication is developed in this paper. The scheme is simple in structure, strong in portability and low in power consumption. Convenient for later development. The main contents of this paper are as follows: (1) introducing the relevant definition of power quality problem, thus leading to the significance of power quality monitoring, and introducing the standard, index, domestic and foreign research trends of power quality, etc.) the harm of three-phase imbalance is introduced. Definition, calculation formula and other basic theories; use symmetrical component method to calculate the three phase unbalance degree; at the same time, build the power system model with MATLAB, compare the three phase unbalance degree before and after the electric arc furnace, This paper introduces the application of traditional DFT in power system, but it is easy to cause spectrum leakage and fence effect problems. The extended DFT algorithm is introduced, which aims at Fourier integral transform. The transform basis is optimized in the extended frequency range. This paper introduces the principle of the algorithm, the realization process and the application in harmonic detection. The hardware of the power quality monitoring device adopts the dual-CPU structure based on TMS320F2812 and LPC1758, and makes full use of the advantages of the two CPUs to improve the performance of the device. The DSP subsystem in charge of data acquisition and processing mainly includes signal acquisition circuit, AD conversion circuit and DSP data processing circuit, and arm subsystem in charge of data management mainly includes clock module, SIM800 wireless communication device, HT1626 liquid crystal driving module. The working principle and hardware circuit design of each module are introduced emphatically.) according to the hardware structure, C / C language is used to complete the design and development of the software system according to the modular programming concept. The software design flow of DSP and arm subsystem is described in detail. Software development platform, etc. It includes DSP initialization of AD converter driver, data analysis and calculation program, data transmission program, clock synchronization program GPRS wireless connection remote server program, HT1626 LCD driver program, etc.) to ensure the stability of the device. The device is debugged into modules, each module completes the specified function independently and then debugs as a whole; the standard source outputs different values linearly and calibrates the device according to the result of liquid crystal display, thereby improving the monitoring accuracy; connecting the device to the power grid, The monitoring results are uploaded to the server for real-time monitoring of the power quality of the low voltage side.
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM930
【参考文献】
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,本文编号:2015475
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