隨著電力電子技術的發展以及用電負荷的不斷增加,特別是不對稱、沖擊性、非線性負荷容量不斷增長,使得電網電壓、電流波形發生畸變,電網頻率在50HZ附近波動;另外,由于大量基于計算機系統的控制設備和精密儀器的廣泛應用,對電能質量的要求越來越高。因此,目前的電力監測儀表已逐漸不能滿足系統性能的要求,該文的研究正是在此背景下展開的。該文對電力監測的相關理論和技術進行了研究,設計了基于DSP+MCU的雙CPU的智能電力監測系統,采用交流采樣技術實現對電力參數的實時測量,為電能質量的治理提供了可靠的依據。 該文首先簡述了電力監測儀的研究現狀及發展趨勢,然后對高次諧波影響下的電壓、電流的實時有效值及其他電力參數的測量算法進行了闡述,主要提供了基參數可調的神經網絡與FFT(Fast Fourier Transformation)相結合的諧波算法,能夠地分析整數次諧波和非整數次諧波;同時提供了利用插值改進的FFT算法來實現電力系統頻率的高精度測量。然后,提供了基于小波變換的暫態電能質量擾動的檢測算法,利用快速小波變換算法即Mallat算法檢測和提取擾動信號,并在MATLAB環境下進行了仿真,采用db4小波,3尺度進行小波分解與重構對信號進行檢測,驗證了小波變換能夠實現電能質量擾動信號的準確定位,同時提供了FWT(Fast Wavelet Transformation)算法在DSP上的實現;zui后實現了智能電力監測系統的軟硬件設計。 文中硬件設計采用了DSP+MCU的雙CPU結構,DSP采用性價比高的16位定點TMS320LF2407A芯片,MCU采用AT89C51芯片,用雙端口RAM芯片來解決MCU與DSP之間的數據傳輸問題,并配以外圍電路來實現各項功能,主要包括數據采集、數據處理和人機接口及RS485串行通信接口,實現了各部分的電路連接。這樣可以充分發揮DSP的數字信號處理功能和MCU的控制管理功能,能夠提高整個系統的效率和性能。軟件設計采用模塊化和自頂向下的程序設計方法,使得程序結構清晰,便于維護和擴充功能,降低出錯的可能性,實現了各模塊的流程圖設計。 該文zui后總結了系統產生干擾的原因,并提供了相應的硬件和軟件抗干擾設施,以提高系統的可靠性。并對整個系統做了總結與展望。
