基于μc/OS-Ⅱ的电能质量在线监测装置研制

发布时间：2021-01-01 01:40

　　近年来,由于非线性、大功率电力设备的大量应用,电网中出现了大范围的谐波污染。这些污染不仅影响精密用电设备的使用、供电网络的高效稳定运行,还会降低电能计量装置的准确性。目前市面上的高性能电能质量在线监测装置由于价格昂贵而无法被大规模应用,因此设计一种高精度、低价格的电能质量在线监测装置对于公用电网的电能质量监管意义重大。本文对电能质量在线监测装置的实际应用需求和技术研究现状进行深入分析,采用ARM Cotex-M3作为控制处理核心、ADE7880作为采样和数字信号处理芯片搭建装置的硬件平台。在此基础之上,结合嵌入式实时操作系统成功研制集基本电力参数测量、高精度谐波分析、电能事件监测存储、人机交互和通信等功能为一体的在线监测装置。首先,本文根据国标要求,对采样方式、基本电参数的测量原理和谐波分析方法进行理论阐述。以硬件平台为依托,详述了装置内部的采样方案、关键数据处理算法以及附加功能模块底层算法设计。在采样方案中,着重对比传统采样法与本设计采用的同步采样法,通过仿真论证了该采样方案对于减小频谱泄露和噪声的精度优势。谐波分析部分,为了解决传统谐波分析算法运算量过大、实时性差、硬件依赖程度高等... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)同步采样频谱分析示意图(b)非同步采样频谱分析示意图

电子科技大学硕士学位论文' '2' '2( ) ( ); 0,1,..., 12( )( ) ( ); , 1,..., 12 2kNkNNX k W X k kX kN NX k W X k k N 11-21)中的'X ( k)1为周期采样序列的偶序列 DFT，'2X ( k )为奇序列-4 绘制快速傅里叶运算的 8 点的基 2 信号流。

电子科技大学硕士学位论文综上所述，最后本方案选取了 NXP 公司的 LPC 1768，它采用 ARM Cortex-M3 内核，具有高达 100MHz 的操作频率并且外设组件丰富。3.2.2 整体方案简介( 1 ) 核心芯片ADE7880 不仅内置多个二阶的Σ-Δ型 ADC、数字积分器和所有必需的信号处理电路来进行高精度同步采样，同时内置了一个的 DSP 实现复杂的电能质量分析算法。图 3-3 为 ADE7880 的整体架构，从图中可以看到在前端集成了 7 个Σ-Δ型 ADC 对三相电压电流信号和零线电流信号进行 7 通道独立同步采样，采样完成的信号经过抽取、积分、滤波后被送入内置 DSP 做相应处理。

【参考文献】：
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本文编号：2950702