基于雙嵌入式控制器的電能質量分析儀的研制.pdf

1、隨著大量非線性時變拓撲負荷電力電子器件的應用和分布式發(fā)電技術的發(fā)展，產生了大量的電能質量問題，對供電系統(tǒng)的安全性和可靠性造成了威脅，已成為我國智能電網(wǎng)建設的重要研究課題。電能質量的實時監(jiān)測作為智能電網(wǎng)建設的基礎，其重要性不言而喻。
　　我國已經(jīng)制定了一些電能質量方面的國家標準，但由于關于電能質量的研究起步較晚，與西方國家仍有一定差距，尤其是在電能質量監(jiān)測產品的開發(fā)應用方面。因此，本課題根據(jù)國家標準的相關規(guī)定，結合智能儀表的性能要求

2、，參考同類產品的優(yōu)點，設計了一款可對電能質量進行在線實時監(jiān)測的電能質量分析儀。
　　本文分析了電能質量相關的國家標準，并參考相關文獻，總結出電能質量分析儀的總體功能需求，據(jù)此選擇雙嵌入式控制器的硬件設計方案。分析常見的電能質量問題，并總結發(fā)生不同類型電能質量問題時電力信號波形特征和判別方法，提出采用小波變換和傅里葉快速變換組合算法進行電能質量分析。
　　電能質量分析儀能夠測量的電能質量參數(shù)分為穩(wěn)態(tài)參數(shù)、暫態(tài)擾動事件和SOE信

3、息。分析儀具有數(shù)據(jù)存儲模塊，可以對電能質量數(shù)據(jù)進行存儲，而且具有運行監(jiān)視和越限告警功能，告警閾值可以由用戶根據(jù)實際需要自由設定，告警信息也可以實現(xiàn)存儲。為了提供信息存儲所需的時間戳，設計了專門的時鐘同步電路，既可以獨立計時，也可以通過通信周期性校準時間。分析儀通過符合IEC61850協(xié)議的以太網(wǎng)接口可以與其他符合該協(xié)議的智能電子設備自由互聯(lián)，組建監(jiān)測網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)的實時傳輸。
　　根據(jù)分析儀的功能需求和所采用的具體算法，本設計采用D

4、SC+ARM雙嵌入式控制器的硬件總體設計方案。數(shù)字信號控制器DSC芯片采用自帶浮點運算單元的ADSP-CM408，主要負責電力信號的采集、快速傅里葉變換FFT、小波變換DWT、與ARM進行通信等工作。微控制器采用基于ARMCortex-M3內核的MB9BF617S，主要完成電能質量數(shù)據(jù)存儲、時間同步、人機交互和以太網(wǎng)通信等工作。
　　本文根據(jù)分析儀的硬件設計方案，選擇合理的軟件設計方案:DSC不使用嵌入式操作系統(tǒng)，以“裸跑”的方式