论文摘要
在我国大力发展新能源技术,有条不紊地探索智能电网实现途径的新形势下,本文以开发高性能电能质量监测装置为背景,广泛参考了国内外电能质量监测装置发展动态；设计了一款快速的、实时的、高性能的电能质量监测装置。本监测装置选用DSP2812作为微处理器,实现对三相电压、三相电流的实时采集；计算和分析采样数据的电压偏差、频率偏差、谐波和三相不平衡度；通过CAN通信的方式将采样数据和分析处理的数据一并传至上位机,通过可视化界面实时显示、统计和分析,直观地给出电网的状况。与此同时,在下位机,人机接口模块实时显示电能质量各项指标的信息。具体工作如下：(1)介绍了电能质量监测装置的国内外研究现状；给出了电能质量的定义；论述了电能质量各个指标以及检测方法。(2)根据监测装置要对数据进行采集、分析、上传和显示的设计要求,完成了硬件电路的设计,并绘制了电能质量监测装置的原理图和PCB图。硬件电路包括数据采集模块、主控制器及其外围电路、人机接口模块和通信模块。(3)系统的软件设计。采用模块化的编程思想,使用C语言编写主程序以及各功能子模块程序；应用中断技术,实时采样三相电压和三相电流数据；采用了CAN总线的通信方式,应用查询方式,结合CAN转以太网模块将采集的和分析后的数据一并传至上位机；使用独立按键实现向上、向下、确认和返回的功能；选用FYD12864液晶模块实时显示电能质量各项指标的信息；在下位机实现对电能质量关键的四个指标的检测,采用软件过零检测算法进行频率偏差分析；采用快速傅立叶算法进行谐波分析；采用对称分量法进行三相不平衡度分析。(4)概述了数字滤波器的原理；介绍了FIR滤波器的几种结构及其优缺点；详细分析了软件数字滤波器的DSP实现,采用的方法是Matlab和DSP相结合的方式；先在Matlab上设计FIR数字滤波器并将滤波器的系数表导入至CCS中；接着在CCS中编写滤波器程序；最后通过输入模拟函数验证所设计滤波器的正确性。(5)重点分析了快速傅立叶算法的下位机实现；介绍了FFT和DFT的基本原理及FFT算法的导出；详细阐述了定点DSP的FFT实现,并通过模拟正弦函数的方式验证FFT算法的正确性；然后分别接入实验室电网和含有大功率非线性元件的电网实时监测谐波变化情况。本文研发的电能质量检测装置达到了设计时的预期,具有一定的实际意义。
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标签：电能质量监测装置论文; 滤波器论文; 总线论文;