基于ZYNQ的高性能测控终端装置的研发
发布时间：2021-10-24 12:47
我国各行业对于电能需求随着经济的发展不断增长,对电能质量的关注也越来越高,同时在电力系统中由于非线性元器件的引入会出现谐波污染,对谐波问题有效监测至关重要,谐波存在稳态谐波和暂态谐波,对稳态谐波的监测也有一定的研究历史,暂态谐波监测问题尚且除于初级阶段,目前已有的电力谐波监测问题在供电系统中也存在着一些问题,一方面由于大功率和逆变设备的使用,将会对整个电网造成严重的谐波污染,使得电网中电能质量受到严重的影响。这就涉及到电能质量监测的问题,在电网中不仅存在着稳态谐波的污染还存在着暂态谐波的污染,对于稳态的研究已达成共识。而暂态电能质量相关的研究相对较少,有效的对暂态电能质量和稳态电能质量监测十分重要,电网中除了谐波还存在着基波,由于基波频率可能发生偏移,因此需要对基波频率进行矫正与测量并完成基本的电量测量。另一方面当输电线路某一点发生故障时,会产生向线路两端传播的故障行波,这就需要对暂态行波进行分析,能够准确地定位故障点。所以对电网中产生的谐波和行波监测和分析十分重要。针对以上存在的问题,为了设计一套高性能的测控终端装置,既能实现基本电量测量、谐波监测、又能实现行波故障测距等功能,本文主...
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高性能测控终端功能结构
第二章 高性能测控终端装置的研究内容第二章 高性能测控终端装置的研究内容2.1 系统总体结构与功能2.1.1 总体方案结构的设计图 2-1 为基于 ZYNQ-7020 芯片的高性能测控终端系统总体设计框图，ZYNQ 芯片内有自带的 A/D 采集，并且 ZYNQ 芯片也可以实现多种滤波器的设计和信号分析理。
图 2-3 高性能测控终端硬件结构Figure. 2-3 hardware structure of high performance measurement and control terminal2.1.2 系统总体预期达到的功能本文研究的主要是谐波检测波分，由于非同步采样会产生频谱泄露、栅栏效应，影响测量结果的准确性，所以把采集后的信号然后进行加窗、FFT 变换处理，在对 FFT 变换之后的数据信号进行估值处理模块的处理分析，最后把计算得出的结果输出到 AXI总线上，通过 DMA 传输模块进行传输，图 2-1-3 为基于 ZYNQ-7020 芯片的改进 FFT算法的电能质量监测装置的系统总体设计框图。同时能够满足 IEC 61850 协议测量标准，能够实现 1-50 次谐波的幅值、相位、频率的测量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速多通道变电站远程终端单元设计[J]. 蔡勇超,全惠敏,吴桂清,孙文. 电源技术. 2015(09)
[2]电能质量监测装置校验信号实现新方法[J]. 陈兵,李群,袁晓冬,杨洪耕,罗珊珊. 电测与仪表. 2014(12)
[3]基于FPGA IP核的FFT实现与改进[J]. 栗旭光,何国经,刘江涛. 电子科技. 2013(12)
[4]改进加窗插值FFT动态谐波分析算法及应用[J]. 温和,滕召胜,王永,曾博,郑丹. 电工技术学报. 2012(12)
[5]基于FFT的电网谐波检测误差分析与研究[J]. 姜钰梁,谭智力,董彦敏. 电源技术. 2012(09)
[6]基于FFT算法的电网谐波检测方法[J]. 周雪峰. 工矿自动化. 2012(03)
[7]基于窗函数下频谱泄露的研究[J]. 张斌,孔敏,吴从兵. 信息化纵横. 2009(11)
[8]非同步采样信号频谱插值校正分析法[J]. 陶薇薇,张建秋,陆起涌. 复旦学报(自然科学版). 2008(06)
[9]一种基于非同步采样的FFT算法（英文）[J]. 胡海兵,祁才君,吕征宇. 中国电机工程学报. 2004(12)
博士论文
[1]暂态电能质量检测方法的研究与实现[D]. 房国志.哈尔滨理工大学 2013
[2]电能计量在线监测与远程校准系统的研制[D]. 罗志坤.湖南大学 2011
[3]基于FFT和小波变换的电力系统谐波检测方法研究[D]. 亓学广.山东科技大学 2007
硕士论文
[1]基于Zynq-7000内置XADC的数据采集系统设计[D]. 黄妹.南京邮电大学 2017
[2]基于zynq高性能RTU的开发与设计[D]. 钟汉华.华东交通大学 2017
[3]基于ZYNQ的电能质量检测装置设计与算法实现[D]. 金磊.华东交通大学 2017
[4]FFT和小波变换混合的谐波检测研究[D]. 王晴晴.安徽理工大学 2016
[5]电能质量检测算法研究与监测装置实现[D]. 刘明.燕山大学 2014
[6]基于FPGA的32点FFT算法的设计与实现[D]. 余雷.西安电子科技大学 2014
[7]基于FPGA的电力谐波信号检测研究[D]. 王芊岷.成都理工大学 2013
[8]变电站远程终端单元的设计与实现[D]. 蔡勇超.湖南大学 2013
[9]电力系统谐波检测全相位频谱分析研究[D]. 刘晨曦.东北大学 2012
[10]电力系统谐波检测算法研究与实现[D]. 刘艳利.山东大学 2012
本文编号：3455311
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高性能测控终端功能结构
第二章 高性能测控终端装置的研究内容第二章 高性能测控终端装置的研究内容2.1 系统总体结构与功能2.1.1 总体方案结构的设计图 2-1 为基于 ZYNQ-7020 芯片的高性能测控终端系统总体设计框图，ZYNQ 芯片内有自带的 A/D 采集，并且 ZYNQ 芯片也可以实现多种滤波器的设计和信号分析理。
图 2-3 高性能测控终端硬件结构Figure. 2-3 hardware structure of high performance measurement and control terminal2.1.2 系统总体预期达到的功能本文研究的主要是谐波检测波分，由于非同步采样会产生频谱泄露、栅栏效应，影响测量结果的准确性，所以把采集后的信号然后进行加窗、FFT 变换处理，在对 FFT 变换之后的数据信号进行估值处理模块的处理分析，最后把计算得出的结果输出到 AXI总线上，通过 DMA 传输模块进行传输，图 2-1-3 为基于 ZYNQ-7020 芯片的改进 FFT算法的电能质量监测装置的系统总体设计框图。同时能够满足 IEC 61850 协议测量标准，能够实现 1-50 次谐波的幅值、相位、频率的测量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速多通道变电站远程终端单元设计[J]. 蔡勇超,全惠敏,吴桂清,孙文. 电源技术. 2015(09)
[2]电能质量监测装置校验信号实现新方法[J]. 陈兵,李群,袁晓冬,杨洪耕,罗珊珊. 电测与仪表. 2014(12)
[3]基于FPGA IP核的FFT实现与改进[J]. 栗旭光,何国经,刘江涛. 电子科技. 2013(12)
[4]改进加窗插值FFT动态谐波分析算法及应用[J]. 温和,滕召胜,王永,曾博,郑丹. 电工技术学报. 2012(12)
[5]基于FFT的电网谐波检测误差分析与研究[J]. 姜钰梁,谭智力,董彦敏. 电源技术. 2012(09)
[6]基于FFT算法的电网谐波检测方法[J]. 周雪峰. 工矿自动化. 2012(03)
[7]基于窗函数下频谱泄露的研究[J]. 张斌,孔敏,吴从兵. 信息化纵横. 2009(11)
[8]非同步采样信号频谱插值校正分析法[J]. 陶薇薇,张建秋,陆起涌. 复旦学报(自然科学版). 2008(06)
[9]一种基于非同步采样的FFT算法（英文）[J]. 胡海兵,祁才君,吕征宇. 中国电机工程学报. 2004(12)
博士论文
[1]暂态电能质量检测方法的研究与实现[D]. 房国志.哈尔滨理工大学 2013
[2]电能计量在线监测与远程校准系统的研制[D]. 罗志坤.湖南大学 2011
[3]基于FFT和小波变换的电力系统谐波检测方法研究[D]. 亓学广.山东科技大学 2007
硕士论文
[1]基于Zynq-7000内置XADC的数据采集系统设计[D]. 黄妹.南京邮电大学 2017
[2]基于zynq高性能RTU的开发与设计[D]. 钟汉华.华东交通大学 2017
[3]基于ZYNQ的电能质量检测装置设计与算法实现[D]. 金磊.华东交通大学 2017
[4]FFT和小波变换混合的谐波检测研究[D]. 王晴晴.安徽理工大学 2016
[5]电能质量检测算法研究与监测装置实现[D]. 刘明.燕山大学 2014
[6]基于FPGA的32点FFT算法的设计与实现[D]. 余雷.西安电子科技大学 2014
[7]基于FPGA的电力谐波信号检测研究[D]. 王芊岷.成都理工大学 2013
[8]变电站远程终端单元的设计与实现[D]. 蔡勇超.湖南大学 2013
[9]电力系统谐波检测全相位频谱分析研究[D]. 刘晨曦.东北大学 2012
[10]电力系统谐波检测算法研究与实现[D]. 刘艳利.山东大学 2012
本文编号：3455311
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