分布式電源并網(wǎng)中電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置的開發(fā)與應(yīng)用.pdf

1、近年來，電力系統(tǒng)主要依靠大型集中式供電來滿足日益增長(zhǎng)的電力需求，但這種方式帶來的環(huán)境問題和大面積停電問題，給社會(huì)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。利用風(fēng)能和太陽能等清潔能源的分布式電源，環(huán)境友好，而且可以彌補(bǔ)大電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的不足，逐漸受到人們的重視，在電網(wǎng)中所占比例不斷提高。但由于分布式電源的自身的特點(diǎn)，分布式電源并網(wǎng)在提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的同時(shí)，也給電網(wǎng)引入了許多電力擾動(dòng)，引發(fā)了大量電能質(zhì)量問題。
　　目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于分布式電源并網(wǎng)后對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)

2、量的影響研究還比較少，同時(shí)，各種對(duì)電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備不斷普及，人們對(duì)電能質(zhì)量及可靠性的要求越來越高，電能質(zhì)量直接關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的總體效益，這使得分布式電源并網(wǎng)中的電能質(zhì)量問題研究顯得尤為迫切。本課題結(jié)合實(shí)際需求，同時(shí)根據(jù)分布式電源的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款應(yīng)用于分布式電源并網(wǎng)的電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置。
　　本文首先分析了各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)和判別計(jì)算方法，以及分布式電源并網(wǎng)中電能質(zhì)量問題的產(chǎn)生原因及問題類型，明確了電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置的功能

3、需求。電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置能夠測(cè)量基本電力參數(shù)、暫態(tài)擾動(dòng)和進(jìn)行SOE事件記錄，設(shè)計(jì)中使用快速傅里葉變換、小波變換和寬量程相位差頻率測(cè)量法進(jìn)行參數(shù)計(jì)算和分析。為實(shí)現(xiàn)裝置的在線監(jiān)測(cè)并結(jié)合分布式電源的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了RS-485、以太網(wǎng)和GPRS通信功能，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置之間的互聯(lián)，組成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電能質(zhì)量參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與上傳。
　　根據(jù)對(duì)電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置的需求分析和性能指標(biāo)要求，本設(shè)計(jì)采用STM32F405和STM32F

4、107的雙CPU解決方案。基于Cortex M4內(nèi)核的STM32F405具有強(qiáng)大的是數(shù)據(jù)計(jì)算能力，主要負(fù)責(zé)電力信號(hào)采集和分析、與STM32F107進(jìn)行SPI通信等功能。STM32F107主要負(fù)責(zé)通信功能:使用自身的以太網(wǎng)模塊實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信，使用SIM900A模塊實(shí)現(xiàn)GPRS無線通信。雙CPU解決方案有效保證了參數(shù)計(jì)算和通信的實(shí)時(shí)性。
　　根據(jù)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案，軟件設(shè)計(jì)按照模塊化進(jìn)行。STM32F405主要分為:信號(hào)采集與分析模塊、