基于DSP的微电网电能质量数据采集系统设计实现

发布时间：2017-03-18 13:02

  本文关键词：基于DSP的微电网电能质量数据采集系统设计实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科技的发展,人们需求的日益提高,传统的不可再生能源譬如煤、石油、天然气等将会消耗殆尽。为了突破能源危机和环境危机,促进节能减排、低碳电力的发展,风能、太阳能等新能源分布式发电如雨后春笋,异军突起。分布式发电系统是位于用户附近的小型模块化电力能源集成形成,它靠近用户并可与配电网的互联,具有节省输电投资、提高供电可靠性、减缓大电网供电压力和减轻环境污染等优点。分布式发电存在着成本较高、控制不灵活等缺点,不能有效地整合风能、太阳能等分布式电源。在此背景下,人们在发展智能电网的过程中,开始关注新的发电技术,微电网概念就是在这个前提下提出来的,几十年来,人们一直在致力于发展可持续发展的新能源包括光能、风能、潮汐能等,微电网基于这些清洁可再生能源建立起的发电系统。我们知道,前面所提到的清洁能源都要最终转化成电能才能为千家万户所使用,电力系统领域在这里起到至关重要的作用,而电能质量问题往往是电力系统的核心问题,是保证用户正常使用电能的前提。当今,以电力电子器件为主的各种非线性器件在电力系统的大量使用,导致电能质量问题越来越复杂,分析越来越困难。本文基于学校的110KW光伏微网平台,设计了一种基于TI公司TMS320F2812的电能质量监测系统,为电能质量数据的分析提供了保障。本文着重介绍了电能质量参数的计算方法,如电压偏移量、三相电压允许不平衡度、电网谐波、供电频率偏差等。本文还对TMS320F2812以及开发过程中所使用的开发软件做了简单介绍。本系统上位机开发是基于C#语言的WPF用户界面框架开发的,通过RS232接口的自由协议通讯,分别用不同的帧头来代表相应的电压、电流、频率,并且实现电能质量参数波形显示,解决了当前大多数上位机没有实现波形显示的问题。采集系统方面,本文使用了AD7865采集芯片,其具有快速、低功耗、4通道、14位同时采样的优点。同时利用DSP芯片与网络芯片W5100结合实现以太网通信,达到了电力系统中对电能质量监测的要求。本文还对DSP在谐波分析算法上做了实践验证。最后,提出总结和需要进一步研究的问题。
【关键词】：微电网 电能质量 在线监测
【学位授予单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM76
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第1章 绪论13-22
• 1.1 微电网的概念13-14
• 1.2 安徽工程大学光伏微电网介绍14-15
• 1.3 微电网数据采集系统的必要性及特点15-16
• 1.3.1 微电网数据采集系统的必要性15-16
• 1.3.2 微电网数据采集系统的特点16
• 1.4 国内外研究现状16-20
• 1.4.1 国内发展现状16-19
• 1.4.2 国外发展现状19-20
• 1.5 本文的主要工作20-22
• 第2章 电能质量参数标准22-30
• 2.1 电能质量的概念22
• 2.2 供电电压偏差的定义与国家标准22-24
• 2.3 供电频率偏差的定义与标准24-26
• 2.4 供电三相电压允许不平衡度的概念与标准26-27
• 2.5 电网谐波27-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第3章 DSP概述及硬件设计30-43
• 3.1 DSP概述30-32
• 3.1.1 DSP特点30
• 3.1.2 DSP的原理与系统组成30-32
• 3.2 硬件设计方案及框图32-34
• 3.2.1 设计方案的提出32-33
• 3.2.2 硬件系统框图33-34
• 3.3 数据采集系统的硬件设计34-37
• 3.3.1 AD采样芯片的选择34
• 3.3.2 信号调理电路设计34-36
• 3.3.3 采集芯片与DSP的接口模块36-37
• 3.4 串口通讯模块的硬件设计37-38
• 3.5 测频电路模块38-39
• 3.6 其他硬件模块39-42
• 3.6.1 主控板电路设计39-41
• 3.6.2 强弱电变换模块41-42
• 3.7 本章小结42-43
• 第4章 系统软件开发实现43-58
• 4.1 DSP集成开发环境CCS43-48
• 4.1.1 CCS软件简介43
• 4.1.2 DSP工程的配置43-48
• 4.2 下位机软件设计的系统流程图48-49
• 4.3 相关模块的程序实现49-52
• 4.3.1 数据采集程序实现49-50
• 4.3.2 串口通信程序实现50-52
• 4.4 上位机概述及开发52-53
• 4.4.1 上位机的构成及其特点52
• 4.4.2 上位机工作原理52-53
• 4.5 上位机软件平台——WPF53
• 4.5.1 WPF概述53
• 4.5.2 WPF窗口的上位机程序开发过程53
• 4.6 本系统上位机界面及相关模块程序实现53-57
• 4.6.1 本系统上位机整体界面54-55
• 4.6.2 电压波形显示实现55-57
• 4.7 本章小结57-58
• 第5章 总结与展望58-59
• 5.1 课题总结58
• 5.2 未来展望58-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-63
• 攻读学位期间取得的科研成果63-64
• 附录一：主控板64
• 附录二：AD采集板64-65
• 附录三：IPM板65
• 附录四：本系统设计上位机开发部分主要程序65-68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郑漳华;艾芊;;微电网的研究现状及在我国的应用前景[J];电网技术;2008年16期

2 麻敏;韩继明;麻秀慧;陈衍妍;;浅谈微电网[J];科技资讯;2009年15期

3 楼书氢;李青锋;许化强;刘鲁丹;;国外微电网的研究概况及其在我国的应用前景[J];华中电力;2009年03期

4 杨为;丁明;毕锐;高研;丁银;;微电网实验平台的设计[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2010年01期

5 袁清芳;周作春;陈艳霞;李香龙;陈国锋;;微电网发展应对策略[J];农村电气化;2010年10期

6 安智敏;罗时光;;微电网的概念及发展[J];内蒙古石油化工;2011年21期

7 王t

本文编号：254460