【摘要】： 對電力參數(shù)進(jìn)行高精度、多參數(shù)的測量,是充分了解電網(wǎng)運(yùn)行狀況,尋找并解決電力系統(tǒng)中出現(xiàn)問題的重要途徑。目前國內(nèi)市場上電力參數(shù)測試儀器功能相對較單一,且技術(shù)不成熟,而國外一些大型生產(chǎn)廠家和研發(fā)機(jī)構(gòu)在這方面已經(jīng)有了相對成熟的產(chǎn)品,但是價(jià)格昂貴。本文的研究就是在這樣的背景下提出的。 論文首先對電力參數(shù)測量意義和基本情況以及目前市場上測試儀器的研究現(xiàn)狀、存在問題以及發(fā)展趨勢做了深入研究,在查閱國內(nèi)外電力參數(shù)檢測技術(shù)的有關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,通過分析、比較,提出了基于DSP的智能型電力參數(shù)測試儀的總體設(shè)計(jì)方案。 文中對高次諧波影響下的電壓、電流有效值及其它電力參數(shù)測量原理進(jìn)行了理論闡述,分析并比較了幾種常用數(shù)學(xué)方法的優(yōu)缺點(diǎn),決定采用經(jīng)典成熟的傅立葉變換法。著重研究了復(fù)數(shù)形式下傅立葉變換對求解各次諧波幅值的作用。文中采用的交流采樣算法是將同一相的電壓和電流分別作為復(fù)序列的實(shí)部和虛部來進(jìn)行傅立葉變換,其最大的優(yōu)點(diǎn)就是只需要一次復(fù)序列傅立葉變換就能同時(shí)求U、I、P、Q、COS_φ,從而大大減少了計(jì)算量。 本設(shè)計(jì)采用以TMS320LF2407A為核心,其它芯片為輔的數(shù)模電路。在軟件設(shè)計(jì)上著力遵循模塊化設(shè)計(jì)原則。針對系統(tǒng)中較難實(shí)現(xiàn)的算法程序作了較為詳細(xì)地說明。并針對大量的浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算,提出了浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算程序設(shè)計(jì)。并提出了硬件與軟件方面的抗干擾措施。 論文最后對系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試與分析,結(jié)合開發(fā)板與實(shí)驗(yàn)室開發(fā)裝置,在CCS調(diào)試工具和硬件仿真器的共同作用下,對文中所用的A/D采樣,FFT算法以及通訊接口等程序進(jìn)行了調(diào)試。并對系統(tǒng)進(jìn)行了部分功能的測試。經(jīng)測試證明,達(dá)到了預(yù)計(jì)精度(＜0.5%)。
【圖文】：

Fig·3ThefrequeneysPeetrumofseveralkindsofwindowfunction上圖給出了上述各窗口的頻譜圖形，可以看出，隨K值增大，旁瓣的幅值減小，衰減速度變大，同時(shí)主瓣寬度隨K值增大而增加。在這幾種窗函數(shù)里，矩形窗具有最窄的主瓣，但具有最大的旁瓣，所以矩形窗的頻率分辨率最好，而幅值分辨率最差;而布萊克曼窗的旁瓣幅值最小，而主瓣寬度最大，所以布萊克曼窗的幅值分辨率最好，但頻率分辨率最差。因此，在對信號處理時(shí)，，要根據(jù)信號處理的目的來選擇窗函數(shù)。對于諧波分析而言，一般對信號的幅值要有較高的分辨率，所以，本系統(tǒng)的諧波分析中采用了布萊克曼窗，用來抑制頻率泄漏;特別是當(dāng)信號中存在間諧波，并且距離某次諧波點(diǎn)很近時(shí)，直接應(yīng)用FFT就會因?yàn)樾孤┑挠绊懚蟠笥绊懻麛?shù)次諧波點(diǎn)的計(jì)算精度，應(yīng)用布萊克曼窗后，只要這兩個(gè)頻率點(diǎn)之間的距離不超過一個(gè)布萊克曼窗主瓣的寬度，就不會造成大的影響。事實(shí)上，這個(gè)影響是很微小的，不會影響計(jì)算的精度。

波等間隔采樣N點(diǎn)。那么第1個(gè)采樣點(diǎn)從何時(shí)開始?第1個(gè)方案是第1個(gè)采樣點(diǎn)就是在同步信號的過零點(diǎn)，方案2是第一個(gè)采樣點(diǎn)從起始點(diǎn)向后推遲rs/2。兩種方案的采樣原理如圖4所示。方案2圖4兩種采樣方案的原理Fig·4ThePrinciPleof。萬osamPlingscheme下面分析比較這兩種方案的分析精度。對于如下的給定信號: u(t)==ssin(助x50t)+o.3sin(助x1O0t)+0.3sin(劫x150t)+0.3sin(劫x250t)對上述給定信號每個(gè)周波采樣犯點(diǎn)，即采樣頻率為160OHZ。首先對其進(jìn)行過零采樣，即采樣的起始位置為信號過零點(diǎn);然后再把采樣起始的位置向后偏移0.5個(gè)采樣間隔，即在信號過0點(diǎn)偏移Ts/2處。用這兩種方法采樣后的計(jì)算結(jié)果如表2所示。表2采用不同的起始點(diǎn)對分析精度的影響 Table2TheanalyseaecuraeyaffeetofadoPtingdifferentstartingPoint諧諧波波理論值 (V)))過零點(diǎn)采樣 樣偏移0.5個(gè)采樣間距 距幅 幅 幅幅值 (V)))誤差 差幅值 (V)))誤差 差基基波波 5554.9982220.036%%%4.9982220.036%%%222次 次 0.3330.2933332.233%%%0.2934442.2%%%333次 次 0.3330.2981110.633%%%0.2982220.6%%%555次 次 0.3330.2985550.5%%%0.2987770.433%%%由表2可知，非過零采樣避免了第一個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)值為O，從而提高了計(jì)算精2)均值處理問題給定3個(gè)信號如下:
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TP368.12

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2689751