本文關鍵詞：嵌入式電能質量監(jiān)測儀的研究與設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：當今社會的發(fā)展對電力需求正在迅速增長,與此同時,對供電質量的要求也越來越高,許多電能質量問題導致了產品質量下降,生產流程中斷,甚至設備損壞,影響國民經濟的總體效益,因此,在建設智能電網的理念下,研究與分析電能質量監(jiān)測儀,保證電網中廣大用戶安全可靠運行,已經成為電力可持續(xù)發(fā)展的必要條件。 本文在電能質量分析的理論方法上進行了深入研究,為各項電能指標在線計算提供了理論依據,其中針對檢測技術復雜,研究相對不足的電壓閃變理論,在含有高次諧波時提取電壓閃變量會引入快速變化不對稱振蕩幅值的問題,提出了改進希爾伯特變換求解含高次諧波閃變量的方法,利用同步檢波原理和小波包分析處理希爾伯特變換后的閃變信號可以提高檢測精度,并在MATLAB中得到仿真結果。另外本文根據現場需求對電能質量監(jiān)測儀進行了詳細的產品設計,考慮到監(jiān)測系統(tǒng)所需的多通道采集、海量數據處理、及滿足實時性的條件,本課題最終提出以DSP為核心,輔以FPGA和ARM的嵌入式電能質量監(jiān)測儀的硬件設計方案,由于作者在工作中的偏重,本文重點在算法,原理圖設計和DSP部分。在模塊化設計的指導思想下,進行電能質量監(jiān)測系統(tǒng)的軟硬件設計,利用FPGA的并行處理能力和數據高速傳輸時邏輯時序控制,控制AD7606數據采集及傳輸；利用DSP強大的數據運算處理能力,完成基本電參量和各項電能指標的計算與分析；利用ARM微處理器豐富的外圍接口電路以及方便移植嵌入式操作系統(tǒng)的優(yōu)勢,實現監(jiān)測系統(tǒng)的任務調度,數據顯示,人機交互界面等功能。 經測試,本文改進算法后的電壓閃變測量精度明顯提高,所設計的電能質量監(jiān)測儀在滿足需求的條件下能夠長期穩(wěn)定運行,初步達到預期目標。最后對整個監(jiān)測系統(tǒng)進行性能測試,所得測試結果驗證了各項指標達到國家標準,實現了電能質量在線監(jiān)測和分析的目的。
【關鍵詞】：電能質量 電壓閃變 希爾伯特 DSP 嵌入式系統(tǒng)
【學位授予單位】：上海師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM711
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題背景9-12
• 1.1.1 電能質量的基本概念9-10
• 1.1.2 電能質量問題的分類10
• 1.1.3 電能質量問題的產生與危害10-11
• 1.1.4 電能質量監(jiān)測的重要性11-12
• 1.2 國內外研究現狀和發(fā)展趨勢12-15
• 1.2.1 國外研究現狀12-13
• 1.2.2 國內發(fā)展狀況13-14
• 1.2.3 電能質量監(jiān)測分析的發(fā)展趨勢14-15
• 1.3 本論文主要研究工作15-17
• 第二章 電能質量指標分析和理論方法研究17-27
• 2.1 電能質量各項指標測量與計算17-22
• 2.1.1 供電電壓偏差17
• 2.1.2 電力系統(tǒng)頻率偏差17-18
• 2.1.3 公用電網諧波18-19
• 2.1.4 電壓波動與閃變19-21
• 2.1.5 三相電壓不平衡21-22
• 2.1.6 暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓22
• 2.2 基于希爾伯特變換檢測電壓波動與閃變22-23
• 2.2.1 Hilbert變換的基本原理22-23
• 2.2.2 Hilbert變換解調法23
• 2.3 改進希爾伯特變換方法求含有高次諧波的閃變量23-27
• 2.3.1 同步檢波原理提取閃變信號24-25
• 2.3.2 小波包分析原理實現降噪25-27
• 第三章 電能質量監(jiān)測儀硬件設計27-42
• 3.1 電能質量監(jiān)測儀總體設計方案27-28
• 3.2 數據采集模塊硬件設計28-31
• 3.2.1 互感器電路設計28-29
• 3.2.2 信號放大電路設計29-30
• 3.2.3 模數轉換電路設計30-31
• 3.3 數據處理模塊硬件設計31-36
• 3.3.1 數據信號處理器的選型32-33
• 3.3.2 電源與復位電路設計33-35
• 3.3.3 存儲擴展電路設計35
• 3.3.4 時鐘、JTAG調試電路設計35-36
• 3.4 數據顯示模塊硬件設計36-40
• 3.4.1 電源電路設計36-37
• 3.4.2 存儲擴展電路37-39
• 3.4.3 網口電路設計39
• 3.4.4 LCD接口電路設計39-40
• 3.5 數據傳輸硬件模塊40-42
• 第四章 電能質量監(jiān)測儀的軟件設計42-48
• 4.1 數據采集模塊軟件設計42-43
• 4.2 數據處理模塊軟件設計43-46
• 4.2.1 DSP軟件開發(fā)壞境43-44
• 4.2.2 電能指標計算主程序44-45
• 4.2.3 DSP中閃變計算子程序45-46
• 4.3 數據顯示模塊軟件設計46-48
• 第五章 電能質量監(jiān)測儀性能測試及分析48-58
• 5.1 信號采集電路測試48-50
• 5.1.1 工作電壓測試48
• 5.1.2 采樣精度測試48-50
• 5.2 數據傳輸與顯示測試50-51
• 5.3 Hilbert算法仿真結果及分析51-54
• 5.4 電能質量監(jiān)測儀的指標測試54-58
• 5.4.1 測試結果分析56-58
• 第六章 總結與展望58-60
• 6.1 總結58-59
• 6.2 展望59-60
• 參考文獻60-63
• 致謝63-64
• 附件64-65

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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  本文關鍵詞：嵌入式電能質量監(jiān)測儀的研究與設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：353035