基于DSP/BIOS+Linux的电能质量检测仪的设计与开发
发布时间：2022-01-08 22:54
随着电力事业的迅猛发展以及电力系统的规模不断扩大，电能质量问题的日益突出。要解决电能质量的问题，首要任务便是建立完善的检测和分析系统，对电能质量的各相指标进行实时的测量和分析，从而为进一步制定改善电能质量的具体措施提供可靠的技术依据。本课题的提出正是出于这一目标，设计了一种基于DSP和Linux嵌入式操作系统的电能质量在线检测装置。本文针对课题中的设计任务详细陈述了相关的测量指标及常见的测量方法。并就其中一项电能质量参数—闪变的测量方法进行了深入分析，因为这是本次设计的优化方向所在。传统的IEC闪变检测算法有一定的局限和误差，针对这些问题，本文从测量的原理上进行了深入的分析。为解决IEC闪变检测算法带来的误差，本文在原有检测方法的基础上提出了适当的优化，并利用Matlab仿真平台，针对此优化的方法建立了仿真系统。经过大量数据的仿真实验，验证了优化策略的有效性，为该算法在电能质量检测仪的设计实现中打下了基础。本文还根据相应的测量原理，详细地介绍了基于DSP+Linux嵌入式操作系统的双CPU电能质量检测仪的软件设计思路。软件设计采用模块化的设计方法，主要实现对电网数据的实时采集分析计算与...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
1.1 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本论文主要研究目标内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
第二章 电能质量指标及其测量
2.1 电能质量指标
2.2 各项指标的定义及测量
2.2.1 电力系统频率允许偏差
2.2.2 供电电压允许偏差
2.2.3 公用电网谐波
2.2.4 三相电压允许不平衡度
2.2.5 电压波动与闪变
2.2.6 暂时过电压和瞬时过电压
2.3 本章小结
第三章 闪变算法的研究及改进
3.1 闪变的标准
3.1.1 闪变觉察率 F（%）和瞬时闪变视感度 S(t)
3.1.2 视感度系数 K（f）
3.2 闪变严重度评估指标
3.2.1 短时闪变严重度
3.2.2 短时闪变严重度
3.2.3 长时间闪变值Plt
3.3 闪变的数学模型
3.4 电压闪变常用的检测方法
3.4.1 平方检测法
3.4.2 整流检测法
3.4.3 有效值检测法
3.5 平方检测法的优化和改进
3.6 短时闪变严重度 PST 计算方法的研究
3.7 本章小结
第四章 闪变检测模块的分析与仿真
4.1 IEC 推荐的闪变仪
4.2 IEC 闪变系统的设计
4.2.1 带通滤波器设计
4.2.2 视感度加权滤波器的设计
4.2.3 平均平滑滤波器的设计
4.2.4 闪变的统计
4.3 IEC 闪变仪系统仿真
4.3.1 IEC 闪变仪的模拟化实现
4.3.2 IEC 闪变仪的数字化实现
4.4 本章小结
第五章 电能质量检测仪的硬件详细设计与实现
5.1 系统总体结构
5.1.2 Linux 操作系统特点
5.1.3 DSP/BIOS 操作系统特点
5.2 DSP 子系统的结构和功能
5.3 ARM 子系统的结构和功能
5.3.1 控制子系统
5.3.2 HMI 子系统
5.4 硬件逻辑框图及总体结构
5.5 硬件各功能模块说明
5.6 各功能模块实现方式
5.6.1 交流采集输入模块（AD 板）
5.6.2 CPU 模块（CPU 板）
5.6.3 DO 模块（DO 板）
5.6.4 电源模块（POWER 板）
5.6.5 BUS 板
5.6.6 按键板
5.6.7 LCD
5.7 本章小结
第六章 电能质量检测仪的软件详细设计与实现
6.1 DSP 子系统各模块详细设计说明
6.1.1 DSP 子系统数据库详细设计
6.1.2 测频任务
6.1.3 采样任务
6.1.4 瞬态计算及分析
6.1.5 基本量计算任务
6.1.6 对时任务
6.2 控制子系统各模块详细设计说明
6.2.1 控制子系统数据库
6.2.2 越限分析及 DI 扫描任务
6.2.3 故障录波任务
6.2.4 数据存储任务
6.2.5 通讯任务
6.3 本章小结
第七章 电能质量检测仪的测试及分析
7.1 电压测试
7.2 电流
7.3 功率测试
7.4 频率测试
7.5 谐波、间谐波测试
7.5.1 各相谐波测试
7.5.2 各相间谐波测试
7.6 闪变测试
7.7 本章小结
结论
致谢
参考文献
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于IEC闪变仪测试系统的仿真研究[J]. 刘大贵,王维庆,王海云. 自动化仪表. 2011(04)
[2]基于DSP+ARM的便携式电能质量分析仪设计[J]. 骆晓明,杨拴科,金印彬. 现代电子技术. 2010(05)
[3]基于嵌入式Linux和DSP的在线电能质量监测系统[J]. 王金武,全惠敏,戴瑜兴,广建设. 仪表技术与传感器. 2010(02)
[4]虚拟闪变仪的设计[J]. 李士庆,刘正义. 硅谷. 2009(18)
[5]基于小波变换提高短时闪变严重度计算精度的方法[J]. 张锐,高辉,徐殿国,徐金凤. 电力自动化设备. 2009(09)
[6]基于LabWindows/CVI的电压闪变测量研究[J]. 姚国珍. 山西电子技术. 2009(04)
[7]基于Matlab的电力系统谐波分析[J]. 张玉华. 电力学报. 2009(03)
[8]基于MATLAB的数字式IEC闪变仪分析研究[J]. 吴炜,陈劲操. 电测与仪表. 2009(04)
[9]电压波动与闪变实时检测的数字化实现及仿真[J]. 刘承员,刘桂英,粟时平. 南方电网技术. 2009(02)
[10]网络化电能质量监测与分析系统的设计[J]. 翁国庆,张有兵. 电力系统自动化. 2008(15)
博士论文
[1]电能质量扰动相关问题研究[D]. 张明.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]基于DSP的电能质量监测仪设计与开发[D]. 广建设.湖南大学 2010
[2]基于DSP的电压闪变仪研究[D]. 肖俊波.南京理工大学 2009
[3]基于ARM-Linux嵌入式电能质量监测仪的研究与设计[D]. 杜景琦.东北电力大学 2008
[4]闪变测量方法的实现及其实验研究[D]. 闫军.华北电力大学（河北） 2007
[5]基于DSP和CDMA技术的远程电能质量测量终端的设计[D]. 王俊鹏.浙江大学 2007
[6]电能质量监测与评估系统的研究与开发[D]. 李连结.湖南大学 2007
[7]基于ARM＋Linux的高性能电能质量分析仪[D]. 徐鹏煜.华北电力大学（北京） 2006
[8]基于DSP的电能质量监测系统的设计与实现[D]. 邓少军.东北大学 2006
[9]基于ARM的嵌入式Linux操作系统移植[D]. 范艳开.西北工业大学 2005
[10]基于DSP的高性能电能质量分析仪数据接口的研制[D]. 何东.华北电力大学（北京） 2005
本文编号：3577433
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
1.1 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本论文主要研究目标内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
第二章 电能质量指标及其测量
2.1 电能质量指标
2.2 各项指标的定义及测量
2.2.1 电力系统频率允许偏差
2.2.2 供电电压允许偏差
2.2.3 公用电网谐波
2.2.4 三相电压允许不平衡度
2.2.5 电压波动与闪变
2.2.6 暂时过电压和瞬时过电压
2.3 本章小结
第三章 闪变算法的研究及改进
3.1 闪变的标准
3.1.1 闪变觉察率 F（%）和瞬时闪变视感度 S(t)
3.1.2 视感度系数 K（f）
3.2 闪变严重度评估指标
3.2.1 短时闪变严重度
3.2.2 短时闪变严重度
3.2.3 长时间闪变值Plt
3.3 闪变的数学模型
3.4 电压闪变常用的检测方法
3.4.1 平方检测法
3.4.2 整流检测法
3.4.3 有效值检测法
3.5 平方检测法的优化和改进
3.6 短时闪变严重度 PST 计算方法的研究
3.7 本章小结
第四章 闪变检测模块的分析与仿真
4.1 IEC 推荐的闪变仪
4.2 IEC 闪变系统的设计
4.2.1 带通滤波器设计
4.2.2 视感度加权滤波器的设计
4.2.3 平均平滑滤波器的设计
4.2.4 闪变的统计
4.3 IEC 闪变仪系统仿真
4.3.1 IEC 闪变仪的模拟化实现
4.3.2 IEC 闪变仪的数字化实现
4.4 本章小结
第五章 电能质量检测仪的硬件详细设计与实现
5.1 系统总体结构
5.1.2 Linux 操作系统特点
5.1.3 DSP/BIOS 操作系统特点
5.2 DSP 子系统的结构和功能
5.3 ARM 子系统的结构和功能
5.3.1 控制子系统
5.3.2 HMI 子系统
5.4 硬件逻辑框图及总体结构
5.5 硬件各功能模块说明
5.6 各功能模块实现方式
5.6.1 交流采集输入模块（AD 板）
5.6.2 CPU 模块（CPU 板）
5.6.3 DO 模块（DO 板）
5.6.4 电源模块（POWER 板）
5.6.5 BUS 板
5.6.6 按键板
5.6.7 LCD
5.7 本章小结
第六章 电能质量检测仪的软件详细设计与实现
6.1 DSP 子系统各模块详细设计说明
6.1.1 DSP 子系统数据库详细设计
6.1.2 测频任务
6.1.3 采样任务
6.1.4 瞬态计算及分析
6.1.5 基本量计算任务
6.1.6 对时任务
6.2 控制子系统各模块详细设计说明
6.2.1 控制子系统数据库
6.2.2 越限分析及 DI 扫描任务
6.2.3 故障录波任务
6.2.4 数据存储任务
6.2.5 通讯任务
6.3 本章小结
第七章 电能质量检测仪的测试及分析
7.1 电压测试
7.2 电流
7.3 功率测试
7.4 频率测试
7.5 谐波、间谐波测试
7.5.1 各相谐波测试
7.5.2 各相间谐波测试
7.6 闪变测试
7.7 本章小结
结论
致谢
参考文献
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于IEC闪变仪测试系统的仿真研究[J]. 刘大贵,王维庆,王海云. 自动化仪表. 2011(04)
[2]基于DSP+ARM的便携式电能质量分析仪设计[J]. 骆晓明,杨拴科,金印彬. 现代电子技术. 2010(05)
[3]基于嵌入式Linux和DSP的在线电能质量监测系统[J]. 王金武,全惠敏,戴瑜兴,广建设. 仪表技术与传感器. 2010(02)
[4]虚拟闪变仪的设计[J]. 李士庆,刘正义. 硅谷. 2009(18)
[5]基于小波变换提高短时闪变严重度计算精度的方法[J]. 张锐,高辉,徐殿国,徐金凤. 电力自动化设备. 2009(09)
[6]基于LabWindows/CVI的电压闪变测量研究[J]. 姚国珍. 山西电子技术. 2009(04)
[7]基于Matlab的电力系统谐波分析[J]. 张玉华. 电力学报. 2009(03)
[8]基于MATLAB的数字式IEC闪变仪分析研究[J]. 吴炜,陈劲操. 电测与仪表. 2009(04)
[9]电压波动与闪变实时检测的数字化实现及仿真[J]. 刘承员,刘桂英,粟时平. 南方电网技术. 2009(02)
[10]网络化电能质量监测与分析系统的设计[J]. 翁国庆,张有兵. 电力系统自动化. 2008(15)
博士论文
[1]电能质量扰动相关问题研究[D]. 张明.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]基于DSP的电能质量监测仪设计与开发[D]. 广建设.湖南大学 2010
[2]基于DSP的电压闪变仪研究[D]. 肖俊波.南京理工大学 2009
[3]基于ARM-Linux嵌入式电能质量监测仪的研究与设计[D]. 杜景琦.东北电力大学 2008
[4]闪变测量方法的实现及其实验研究[D]. 闫军.华北电力大学（河北） 2007
[5]基于DSP和CDMA技术的远程电能质量测量终端的设计[D]. 王俊鹏.浙江大学 2007
[6]电能质量监测与评估系统的研究与开发[D]. 李连结.湖南大学 2007
[7]基于ARM＋Linux的高性能电能质量分析仪[D]. 徐鹏煜.华北电力大学（北京） 2006
[8]基于DSP的电能质量监测系统的设计与实现[D]. 邓少军.东北大学 2006
[9]基于ARM的嵌入式Linux操作系统移植[D]. 范艳开.西北工业大学 2005
[10]基于DSP的高性能电能质量分析仪数据接口的研制[D]. 何东.华北电力大学（北京） 2005
本文编号：3577433
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3577433.html
