基于DSP的电能质量检测装置的设计
发布时间：2022-12-10 23:00
随着电能在国民经济各部门中的广泛应用,用电负荷迅速增加特别是不对称冲击性非线性负荷容量不断增长致使电能质量不断恶化,因此电力部门及电力用户对电能质量问题越来越关注,同时对电能质量的要求也是越来越高。如何提高电网质量,已成为国内外关注的焦点之一。 本文依据制定的电能质量国家标准,归纳了各项电能质量技术指标的测量原理和计算方法,为电能质量监测装置的研制提供了理论依据和算法。研究了电能质量分析的相关数学理论,确定了以快速傅立叶变换为主的谐波计算方法。 针对电能质量的特点设计了以DSP为核心的电能质量监测装置,本装置包括信号采集模块、DSP数据处理模块、CPLD逻辑控制模块、外扩存储模块、键盘及液晶显示模块和通信模块六大模块。其中,DSP处理器采用德州仪器公司TMS320F2812处理器、CPLD模块采用Altera公司EPM570芯片。软件设计方面,以快速傅里叶变换、对称分量法等算法实现电能质量谐波、相电压与线电压有效值、功率因数、频率、三相不平衡度的计算。并通过编写液晶显示程序,实现测量数据的显示功能。 通过JTAG在线调试,表明所采用算法及所编写程序工作正常。实验结果表...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 电能质量概述
1.1.1 电能质量的定义
1.1.2 电能质量的分类
1.1.3 电能质量的指标及其算法
1.2 电能质量监测的发展历程以及发展趋势
1.2.1 国内外电能质量的发展历程
1.2.2 电能质量监测的发展趋势
1.3 电能质量监测装置的研究意义
1.4 本文的主要工作
第2章 电能质量分析的数学基础
2.1 非正弦周期信号分解为傅立叶三角级数
2.2 连续傅立叶变换
2.3 离散傅立叶变换
2.4 快速傅立叶变换
2.5 本章小结
第3章 电能质量监测装置的硬件设计
3.1 电能质量监测装置硬件原理图设计
3.1.1 电压、电流互感器电路
3.1.2 偏置电路
3.1.3 迟滞比较电路
3.1.4 模数转换模块
3.1.5 数据处理电路(DSP)
3.1.6 扩展存储器电路
3.1.7 逻辑控制电路(CPLD)
3.1.8 键盘和液晶电路
3.1.9 以太网通信电路
3.1.10 电源电路
3.2 电能质量监测装置硬件PCB板设计
3.2.1 封装库的制作
3.2.2 元器件的布局
3.2.3 印制电路板(PCB)的布线
3.3 本章小结
第4章 电能质量监测装置的软件设计
4.1 主程序设计
4.2 采样程序设计
4.3 数据处理程序设计
4.4 液晶显示程序设计
4.5 按键程序设计
4.6 数据发送程序设计
4.7 本章小结
第5章 电能质量监测装置调试结果
5.1 调试界面
5.2 硬件显示界面
5.3 误差分析
5.4 改进方法
5.5 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
附录1 PCB板布线图
附录2 FFT算法程序
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于过采样技术提高ADC分辨率探析[J]. 李君. 现代电子技术. 2010(06)
[2]过采样技术在DSP中的应用[J]. 马玲,卢海英. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2009(01)
[3]电能质量监测技术综述[J]. 朱永强,尹忠东,肖湘宁,申展. 电气时代. 2007(05)
[4]电能质量及其测量系统综述[J]. 周航. 陕西电力. 2006(04)
[5]新时期电能质量研究浅议[J]. 江俊辉. 科教文汇(上半月). 2006(06)
[6]电能质量国家标准讲座（2） 电力系统频率偏差标准[J]. 林海雪. 大众用电. 2005(11)
[7]电能质量国家标准讲座（1） 供电电压偏差标准[J]. 林海雪. 大众用电. 2005(10)
[8]以太网控制器RTL8019AS的工作原理及应用[J]. 袁学文,庞辉,肖文华. 电子质量. 2003(05)
[9]电能质量标准体系简述[J]. 陆宠惠. 电力设备. 2003(01)
[10]电能质量监测数据的同步处理与装置设计[J]. 王宾,潘贞存,赵建国,时丽君. 电力系统自动化. 2002(11)
博士论文
[1]电能质量扰动检测和分析的研究[D]. 刘应梅.中国电力科学研究院 2003
硕士论文
[1]牵引负荷谐波负序在电力系统中分布计算的研究[D]. 李晴.北京交通大学 2008
[2]牵引变电所接线方式及电铁谐波向电力系统渗透影响研究[D]. 耿亮.北京交通大学 2008
[3]基于ARM和DSP的电能质量监测仪的研究[D]. 饶丽华.同济大学 2008
[4]基于DSP的电力系统谐波检测系统的研究[D]. 李盛伟.山东科技大学 2006
[5]基于DSP的电能质量在线检测装置的研究[D]. 吴磊.天津大学 2006
本文编号：3717676
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 电能质量概述
1.1.1 电能质量的定义
1.1.2 电能质量的分类
1.1.3 电能质量的指标及其算法
1.2 电能质量监测的发展历程以及发展趋势
1.2.1 国内外电能质量的发展历程
1.2.2 电能质量监测的发展趋势
1.3 电能质量监测装置的研究意义
1.4 本文的主要工作
第2章 电能质量分析的数学基础
2.1 非正弦周期信号分解为傅立叶三角级数
2.2 连续傅立叶变换
2.3 离散傅立叶变换
2.4 快速傅立叶变换
2.5 本章小结
第3章 电能质量监测装置的硬件设计
3.1 电能质量监测装置硬件原理图设计
3.1.1 电压、电流互感器电路
3.1.2 偏置电路
3.1.3 迟滞比较电路
3.1.4 模数转换模块
3.1.5 数据处理电路(DSP)
3.1.6 扩展存储器电路
3.1.7 逻辑控制电路(CPLD)
3.1.8 键盘和液晶电路
3.1.9 以太网通信电路
3.1.10 电源电路
3.2 电能质量监测装置硬件PCB板设计
3.2.1 封装库的制作
3.2.2 元器件的布局
3.2.3 印制电路板(PCB)的布线
3.3 本章小结
第4章 电能质量监测装置的软件设计
4.1 主程序设计
4.2 采样程序设计
4.3 数据处理程序设计
4.4 液晶显示程序设计
4.5 按键程序设计
4.6 数据发送程序设计
4.7 本章小结
第5章 电能质量监测装置调试结果
5.1 调试界面
5.2 硬件显示界面
5.3 误差分析
5.4 改进方法
5.5 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
附录1 PCB板布线图
附录2 FFT算法程序
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于过采样技术提高ADC分辨率探析[J]. 李君. 现代电子技术. 2010(06)
[2]过采样技术在DSP中的应用[J]. 马玲,卢海英. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2009(01)
[3]电能质量监测技术综述[J]. 朱永强,尹忠东,肖湘宁,申展. 电气时代. 2007(05)
[4]电能质量及其测量系统综述[J]. 周航. 陕西电力. 2006(04)
[5]新时期电能质量研究浅议[J]. 江俊辉. 科教文汇(上半月). 2006(06)
[6]电能质量国家标准讲座（2） 电力系统频率偏差标准[J]. 林海雪. 大众用电. 2005(11)
[7]电能质量国家标准讲座（1） 供电电压偏差标准[J]. 林海雪. 大众用电. 2005(10)
[8]以太网控制器RTL8019AS的工作原理及应用[J]. 袁学文,庞辉,肖文华. 电子质量. 2003(05)
[9]电能质量标准体系简述[J]. 陆宠惠. 电力设备. 2003(01)
[10]电能质量监测数据的同步处理与装置设计[J]. 王宾,潘贞存,赵建国,时丽君. 电力系统自动化. 2002(11)
博士论文
[1]电能质量扰动检测和分析的研究[D]. 刘应梅.中国电力科学研究院 2003
硕士论文
[1]牵引负荷谐波负序在电力系统中分布计算的研究[D]. 李晴.北京交通大学 2008
[2]牵引变电所接线方式及电铁谐波向电力系统渗透影响研究[D]. 耿亮.北京交通大学 2008
[3]基于ARM和DSP的电能质量监测仪的研究[D]. 饶丽华.同济大学 2008
[4]基于DSP的电力系统谐波检测系统的研究[D]. 李盛伟.山东科技大学 2006
[5]基于DSP的电能质量在线检测装置的研究[D]. 吴磊.天津大学 2006
本文编号：3717676
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