本文關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)

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【摘要】：近年來,電網(wǎng)及其負(fù)荷構(gòu)成發(fā)生了較大變化,尤其是大量的非線性、沖擊性負(fù)荷的投入帶來了電壓波形畸變、電壓波動(dòng)和三相不平衡等一系列電能質(zhì)量問題。隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和電力改革的推進(jìn),使得電力供應(yīng)既要跟上電力容量需求的不斷增長,還要能夠保證要求越來越高的電能質(zhì)量。因此,研制一款精度高、成本低、使用方便的遠(yuǎn)程在線電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)對保障電網(wǎng)和用電設(shè)備的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行具有重要意義。本文首先分析了我國有關(guān)電能質(zhì)量的國家標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)外各類電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備的發(fā)展情況,研析了電能質(zhì)量暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)指標(biāo)的分析和測量方法,為電能質(zhì)量遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。通過對比現(xiàn)有電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的架構(gòu)形式,分析各自的優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合設(shè)計(jì)目標(biāo),給出了由一臺(tái)服務(wù)器連接多臺(tái)基于DSP+MCU+GPRS的監(jiān)測裝置的電能質(zhì)量遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。基于該結(jié)構(gòu)的監(jiān)測系統(tǒng)具有成本低、精度高、運(yùn)算能力強(qiáng)、同時(shí)適合在線和離線監(jiān)測、不受地域和網(wǎng)絡(luò)條件限制等優(yōu)點(diǎn)。在硬件方面,設(shè)計(jì)了基于TMS320F28335的DSP系統(tǒng)和基于C8051F340的單片機(jī)系統(tǒng)作為系統(tǒng)硬件的控制處理核心,然后在此基礎(chǔ)上做了傳感器單元設(shè)計(jì)、采樣觸發(fā)單元設(shè)計(jì)、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元設(shè)計(jì)、GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸單元設(shè)計(jì)和SD大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的設(shè)計(jì)等,并實(shí)際制作焊接了印刷電路板。在軟件方面,基于CCS v4.12和Keil v4開發(fā)環(huán)境采用C語言分別開發(fā)了DSP和單片機(jī)的控制、計(jì)算、通訊等下位機(jī)程序,并在Lab VIEW平臺(tái)上開發(fā)了人性化的監(jiān)測分析界面,實(shí)現(xiàn)了電能質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)時(shí)分析、顯示、存儲(chǔ)、事件記錄、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)發(fā)布等功能。實(shí)驗(yàn)測試驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的合理性,系統(tǒng)的各項(xiàng)功能和指標(biāo)達(dá)到了相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。
【關(guān)鍵詞】：電能質(zhì)量 在線監(jiān)測 DSP LabVIEW GPRS
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM76
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 電能質(zhì)量問題綜述9-12
• 1.1.1 電能質(zhì)量基本概念9
• 1.1.2 電能質(zhì)量問題的分類9-11
• 1.1.3 電能質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因11
• 1.1.4 電能質(zhì)量的國家標(biāo)準(zhǔn)11-12
• 1.2 電能質(zhì)量的監(jiān)測12-13
• 1.3 電能質(zhì)量監(jiān)測儀器的發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本課題研究的意義14-15
• 1.5 本文主要工作15-17
• 2 電能質(zhì)量的分析和測量方法17-36
• 2.1 電能質(zhì)量的分析方法17-19
• 2.2 基本交流電參數(shù)的測量19-20
• 2.3 穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量指標(biāo)及其測量20-29
• 2.3.1 供電電壓偏差20-21
• 2.3.2 電力系統(tǒng)頻率偏差21-22
• 2.3.3 電壓波動(dòng)和閃變22-25
• 2.3.4 公用電網(wǎng)諧波和間諧波25-28
• 2.3.5 三相電壓不平衡度28-29
• 2.4 暫態(tài)電能質(zhì)量指標(biāo)的測量29-34
• 2.4.1 暫態(tài)過電壓和瞬態(tài)過電壓29-30
• 2.4.2 電壓暫升/暫降和短時(shí)中斷30-34
• 2.5 本章小結(jié)34-36
• 3 監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)36-44
• 3.1 監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則36-37
• 3.2 監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)37-39
• 3.3 監(jiān)測系統(tǒng)的總體架構(gòu)39-42
• 3.3.1 監(jiān)測系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)40-41
• 3.3.2 監(jiān)測系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 4 監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)44-59
• 4.1 基于TMS320F28335 的DSP單元設(shè)計(jì)44-45
• 4.2 基于C8051F340 的單片機(jī)單元設(shè)計(jì)45-48
• 4.3 傳感器單元設(shè)計(jì)48-50
• 4.4 采樣觸發(fā)單元設(shè)計(jì)50-53
• 4.5 模數(shù)轉(zhuǎn)換單元設(shè)計(jì)53-56
• 4.6 GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸單元設(shè)計(jì)56-57
• 4.7 SD大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元設(shè)計(jì)57-58
• 4.8 本章小結(jié)58-59
• 5 監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)59-73
• 5.1 DSP程序設(shè)計(jì)59-65
• 5.1.1 DSP程序開發(fā)環(huán)境59-60
• 5.1.2 DSP程序開發(fā)流程60
• 5.1.3 DSP主程序設(shè)計(jì)60-61
• 5.1.4 DSP數(shù)據(jù)采集中斷子程序設(shè)計(jì)61-63
• 5.1.5 SCI接收中斷子程序設(shè)計(jì)63-64
• 5.1.6 同步信號異常中斷子程序設(shè)計(jì)64-65
• 5.2 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)65-66
• 5.3 上位機(jī)監(jiān)測分析軟件設(shè)計(jì)66-72
• 5.3.1 監(jiān)測分析軟件開發(fā)環(huán)境66-67
• 5.3.2 監(jiān)測分析軟件結(jié)構(gòu)67-68
• 5.3.3 USB接口驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)68-69
• 5.3.4 串口程序設(shè)計(jì)69-70
• 5.3.5 原始數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計(jì)70-71
• 5.3.6 實(shí)時(shí)分析程序設(shè)計(jì)71-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 6 系統(tǒng)測試及結(jié)果分析73-80
• 6.1 測試條件及方式73-74
• 6.2 測試結(jié)果及分析74-79
• 6.2.1 頻率測量精度測試74-75
• 6.2.2 電壓測量精度測試75-76
• 6.2.3 電壓諧波測量精度測試76-77
• 6.2.4 三相電壓不平衡測量功能測試77-78
• 6.2.5 歷史記錄分析功能測試78-79
• 6.3 本章小結(jié)79-80
• 7 結(jié)論與展望80-82
• 7.1 結(jié)論80-81
• 7.2 展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-85
• 致謝85-86
• 附錄PCB設(shè)計(jì)圖86-88
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果88

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：867597