收藏本站
《电子科技大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于DSP的智能电表的研究

李会容  
【摘要】: 国内传统的交流电表的测量方式多为模拟乘法器的功率变换器或以数字乘法器为核心的功率变换器,前者准确度和稳定度不理想,而后者成本高,不能同时测量三相电压、电流和功率。为了更好地满足计算过程中准确性、精确性、快速性和宽频带的要求,克服目前国内现行的电表存在的局限,本文提出基于DSP的智能电表的设计原理和实现技术。该电表采用双CPU结构,其实现方案是用数字信号处理器TMS320VC5402完成数据处理功能,用单片机8051完成管理功能。由于采用了DSP技术,使得该电表不仅具有一般智能仪器的特点,还能实现了高速、多点采样及大量累加和实时运算,大大减小了高次谐波对测量精度的影响,因此还具有实时性好、测量精度高、抗干扰能力强等优点。 本文主要包括以下三个方面的工作: (1)智能仪器的设计原则及优点首先讨论智能仪器的设计原则和典型结构,其次讨论智能仪器的优点,最后讨论如何应用智能仪器设计原则设计智能电表。 (2)智能电表的硬件和软件实现 分析智能电表应该具备的功能,给出该仪表的总体设计框图,详细讨论了该电路的核心芯片选取、前置电路实现、数据采集电路的设计并给出了核心芯片-高速数字处理器TMS320VC5402的详细参数;讨论广泛使用的谐波分析算法FFT原理和实现方法并对提出利用加窗插值算法、修正理想采样频率技术和采样锁相环电路对该算法进行改进,利用TMS320VC5402汇编程序完成该算法;使用结构化程序设计手段,利用单片机汇编指令实现按键的扫描程序、按键分析程序和按键控制程序。 (3)测试误差分析 阐述了误差的分类和定义,分析了本装置的理论设计精度,给出了实验结果及实验结果分析,提出了误差补偿手段。 经过实验仿真,本装置的各项指标满足设计要求,并能准确计量电网中各次谐波电能,其精度可以达到0.05级。这种电表是一种值得推广使用的新型电表。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM933.4

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 张艳玲;邵玉槐;陈奇;白治国;;电能质量在线监测装置的算法研究[J];电气技术;2009年07期
2 王思彤;周晖;袁瑞铭;易忠林;;智能电表的概念及应用[J];电网技术;2010年04期
3 唐红雨;;基于MSP430FE42X和ESP430的单相智能电表的设计[J];低压电器;2012年01期
4 陈雪梅;孙丽萍;;DSP技术在电能测量中的应用[J];林业机械与木工设备;2008年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张恺;基于高级量测体系的智能电表双向通信研究[D];太原理工大学;2011年
2 杨士奇;智能电表在配电网中的扩展应用研究[D];华北电力大学(北京);2011年
3 陈勇;利用MB95F418芯片实现智能电表的设计与研究[D];成都理工大学;2011年
4 李梦婷;基于ATT7022C的三相智能电表的设计[D];青岛理工大学;2011年
5 赵靖;基于STM32的具有谐波分析功能的智能电表设计[D];上海交通大学;2012年
6 陈旭林;智能电表的研究与开发[D];天津大学;2012年
7 陈雪梅;基于DSP的单相电子式电表的设计[D];东北林业大学;2008年
8 刘毅;基于ARM和μC/OS-Ⅱ的智能直流校验表的研制[D];南昌大学;2009年
9 韦正丛;基于GPRS通信的三相智能电表的设计[D];广西师范大学;2012年
10 王艳;基于DSP的汽车防侧翻控制系统的研究[D];安徽理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林兴和;国外电子式功率表和电能表发展概况[J];电测与仪表;1986年01期
2 杨本渤;高精度功率电能仪表的发展概况[J];电测与仪表;1990年08期
3 林炳海;我国电能管理用仪器仪表发展概况[J];电测与仪表;1990年09期
4 薛德晋;对电能表生产、技术的回顾和展望[J];电测与仪表;1991年07期
5 杨晓科,张忠怀,金维宇,郑小平;谐波下的电能计量及电能质量分析方法[J];电测与仪表;2004年08期
6 裴学元;FEE-3型工频基波电子电能表的原理及应用[J];电测与仪表;1996年01期
7 杨学昌,邓春,盛新富,戚庆成;新型基波和谐波电能同时计量电能表[J];电工电能新技术;1997年02期
8 刘荣;DSP技术的现状及发展[J];电子技术应用;1999年04期
9 许伟;DSP应用的结构和发展方向[J];电子技术应用;1999年03期
10 李光辉,陈志英;DSP技术在电力系统谐波测量中的应用[J];福州大学学报(自然科学版);2005年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王一鸣;;电力负荷测试方法研究[J];北京农业工程大学学报;1993年01期
2 万小萍,田学隆,尹定平,罗庆慧,刘国传,彭承琳;数字信号处理技术与多媒体[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2001年S1期
3 宋正勋,胡贞,许红梅;DSP器件的原理及应用[J];长春光学精密机械学院学报;1999年02期
4 钱志鸿,戴宏亮;基于DSP平台的一种光耦器件检测方法[J];东北师大学报(自然科学版);2003年03期
5 张才德;电能表试验装置的发展与研究(下)[J];电测与仪表;1989年04期
6 杨本渤;高精度功率电能仪表的发展概况[J];电测与仪表;1990年08期
7 费宇航,富致超;模拟/数字复合乘法器和数字移相技术及其应用[J];电测与仪表;1991年02期
8 陶时澍;李慧英;王月志;;多功能电能表[J];电测与仪表;1992年02期
9 冯伟江;陈歆技;王道武;;单相集中式智能电能表[J];电测与仪表;1993年06期
10 赵伟,庞海波,刘灿涛;电能表技术的发展历程[J];电测与仪表;1999年06期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 吴石增;;现代科学仪器与计算机技术[A];第三届科学仪器前沿技术及应用学术研讨会论文集(三)[C];2006年
2 梁原华;王学伟;费正生;;应用数字模拟混合乘法器进行矢量测量的原理及应用[A];’02全国电工测试技术学术交流会论文集[C];2002年
3 张晓冰;于革;;电网功率潮流分析及功率计量新方法研究[A];2010电工测试技术学术交流会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李永奎;农业工程信号计算机处理系统的研究[D];沈阳农业大学;2001年
2 王学伟;模拟、数字及混合采样功率测量的理论与误差研究[D];哈尔滨理工大学;2002年
3 邢素霞;非制冷红外热成像系统研究[D];南京理工大学;2005年
4 潘锋;仿人眼颈视觉系统的理论与应用研究[D];浙江大学;2005年
5 谢应科;SAR高分辨率实时成像系统存储结构研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2000年
6 张晓冰;畸变信号条件下电网功率潮流分析与电能计量新方法研究[D];哈尔滨理工大学;2007年
7 夏桂锁;陀螺经纬仪自动寻北关键技术的研究[D];天津大学;2007年
8 王葵;电网谐波数据的检测与分析研究[D];山东大学;2008年
9 赵俊;热敏元件综合特性测试系统研究[D];华中科技大学;2007年
10 王洪;大跨越架空输电线路分裂导线的微风振动及防振研究[D];华北电力大学(北京);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪溢;智能木材含水率测试仪的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘尧虎;基于NiosⅡ的电能质量监测系统设计[D];长沙理工大学;2009年
3 王小方;0.5s级三相多功能电能表的原理、设计与实现[D];西安电子科技大学;2010年
4 朱丹凤;远程抄表系统的研究与实现[D];西安工业大学;2011年
5 孟领朋;某型制导航空炸弹模拟器设计与实现[D];南京理工大学;2011年
6 熊华;峨眉山供电局预付费系统需求分析和总体方案设计[D];电子科技大学;2011年
7 陈阳;自然语言理解中疑问代词研究及其在产品设计中的应用[D];西安电子科技大学;2011年
8 纪娟娟;基于不同误差函数小波盲均衡算法及DSP仿真[D];安徽理工大学;2010年
9 陶川辉;基于DSP的无刷同步发电机励磁系统的研究[D];安徽理工大学;2010年
10 林坤华;面向数字信号处理的胚胎阵列研究[D];国防科学技术大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙立新;;发展中的国产电子测量仪器[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年03期
2 唐冰,骆云志,周勇;采用McBSP和DMA的数据传输[J];兵工自动化;2004年01期
3 白明;许敏;崔新雨;董红海;;基于可再生能源的分布式发电技术的应用及前景[J];节能与环保;2008年02期
4 陈馨;;谐波标准和电力电子设备[J];船电技术;2011年10期
5 张松,方小马,晏平华,廖科;CPLD实现DSP片外存储器扩展[J];成都信息工程学院学报;2005年01期
6 张艳平,李益华;电力系统微机监控的交流采样方法研究[J];长沙电力学院学报(自然科学版);2000年03期
7 赵伟,庞海波,刘灿涛;电能表技术的发展历程[J];电测与仪表;1999年06期
8 马岚,杨玉星;DSP技术在高精度三相电能测量系统中的应用[J];电测与仪表;2001年11期
9 郭松林,林海军,张礼勇;电子式电能表专用芯片分类及原理[J];电测与仪表;2002年10期
10 李劲松,武培秀;点阵液晶显示器汉字程序设计[J];电测与仪表;2003年04期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 田杰;汽车线控转向系统动力学分析与控制方法研究[D];江苏大学;2011年
2 金智林;运动型多功能汽车侧翻稳定性及防侧翻控制[D];南京航空航天大学;2008年
3 魏科科;中国电力行业规制改革研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王小方;0.5s级三相多功能电能表的原理、设计与实现[D];西安电子科技大学;2010年
2 冯涛;汽车可控制动系统的仿真与分析[D];南京航空航天大学;2010年
3 李梦婷;基于ATT7022C的三相智能电表的设计[D];青岛理工大学;2011年
4 赵鑫;智能交流电压表的研究[D];河北工业大学;2003年
5 程杰;基于低压电力线载波和GPRS的集抄系统研究[D];南京林业大学;2004年
6 葛崇志;基于GPRS的电能量智能监控及计费系统的研究[D];南京理工大学;2004年
7 胡琥;电力质量分析仪的研制[D];哈尔滨理工大学;2004年
8 梅永;交流采样的实现与谐波分析新算法[D];河海大学;2005年
9 陈静;电能质量检测仪器的研制[D];安徽理工大学;2005年
10 董高原;电力负荷管理系统的研究与实现[D];华北电力大学(北京);2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴文忠;;基于LonWorks技术的智能电表的研制[J];电测与仪表;2011年03期
2 朱中文;周韶园;;智能电能表的概念、标准化和检测方法初探[J];电测与仪表;2011年06期
3 谢燕;谢文;;智能电能表在电网中的应用分析与探讨[J];江西电力职业技术学院学报;2011年04期
4 张高龙;;智能电表技术及市场[J];电器工业;2010年12期
5 陈益哲;张步涵;王江虹;毛彪;方仍存;毛承雄;段善旭;;基于短期负荷预测的微网储能系统主动控制策略[J];电网技术;2011年08期
6 林弘宇;田世明;;智能电网条件下的智能小区关键技术[J];电网技术;2011年12期
7 田峰;;智能电表的市场发展空间得益于智能电网建设[J];经营管理者;2010年19期
8 曹培;翁慧颖;俞斌;郭创新;周恒俊;;低碳经济下的智能需求侧管理系统[J];电网技术;2012年10期
9 董思思;阮宵君;谭小倩;;浅谈智能电能表的主要功能与特色[J];电子世界;2012年22期
10 赵玉梅;李众智;魏星;张艺;;基于R5F212B8的单相智能电能表的研制[J];电测与仪表;2012年12期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 赵亮;地区电网智能调度理论与管理模式研究[D];华北电力大学;2012年
2 曾博;双向互动电能计量模式下的谐波分析及应用研究[D];湖南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 万华山;基于ARM的嵌入式淬火机床能量监控器的设计[D];华北电力大学(北京);2011年
2 马杰;分布式供电系统电能质量监测与评估系统研究[D];华北电力大学;2011年
3 陈万昆;面向智能电表的用电信息管理系统研究[D];华北电力大学;2011年
4 王长清;智能电网高级量测体系智能电表的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 陈益哲;微网中分布式储能系统的建模与控制研究[D];华中科技大学;2011年
6 赵靖;基于STM32的具有谐波分析功能的智能电表设计[D];上海交通大学;2012年
7 郑蔚蔚;基于ARM的智能电表中无线通讯及谐波分析技术研究[D];燕山大学;2012年
8 贺静丹;基于MSP430FE427的单相多功能电子式电能表设计[D];湖南大学;2011年
9 韦正丛;基于GPRS通信的三相智能电表的设计[D];广西师范大学;2012年
10 刘杰;太原理工大学能源管理平台建设研究[D];太原理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐统一,陆瑶海;工频电网中畸变波形对一些常用仪表运行情况的影响[J];电测与仪表;1983年07期
2 林兴和;国外电子式功率表和电能表发展概况[J];电测与仪表;1986年01期
3 刘宝锷;西德ZERA精密电表试验装置简介[J];电测与仪表;1988年02期
4 郭永坤;电流平衡原理的新型时分割乘法器[J];电测与仪表;1988年04期
5 李达义,陈乔夫,贾正春;基于Matlab中FFT函数的电力谐波分析方法[J];电测与仪表;2002年07期
6 丁艺,赵伟,侯国屏;谐波条件下感应系电能表计量误差分析[J];电测与仪表;2002年10期
7 赵旺初;电力网的谐波源及降低谐波的措施[J];电力建设;1999年09期
8 戴先中;准同步采样及其在非正弦功率测量中的应用[J];仪器仪表学报;1984年04期
9 戴先中;准同步采样中的几个理论与实际问题[J];仪器仪表学报;1986年02期
10 戴先中,唐统一;周期信号谐波分析的一种新方法[J];仪器仪表学报;1989年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 温如春;何学文;张振利;;射频IC卡智能电表的研制[J];微计算机信息;2006年29期
2 祁传琦,朱利强,郭俊杰,陈一军;基于DSP的智能主动量仪设计[J];仪器仪表学报;2003年S2期
3 本刊编辑部;;智能电网[J];华北电力技术;2010年01期
4 朱巾国;;长春市民不需花钱 到2012年底都能用上智能电表——访省人大代表辛国良[J];吉林人大;2011年02期
5 Rudye McGlothlin;;CMOS数字隔离器为智能电表提供数据保护[J];世界电子元器件;2011年06期
6 王莹;于寅虎;;智能电网/电表芯片成创新热点[J];电子产品世界;2010年Z1期
7 迎九;;智能电表、气表、水表、热表SoC化,Freescale智能MCU助阵[J];电子产品世界;2010年06期
8 张丽丽 ,李洪宇,高荣华;基于电力线载波的多用户智能电表的设计[J];电子技术;2004年04期
9 Keith Odland;;智能电表带来智能化、互联互通和有效数据保护[J];中国电子商情(基础电子);2011年07期
10 王新民,石素娥;消除智能仪器±1个字计数误差的程序设计[J];电测与仪表;1989年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 祁传琦;朱利强;郭俊杰;陈一军;;基于DSP的智能主动量仪设计[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
2 徐泽群;;DSP芯片测试向量生成方法[A];第一届中国微电子计量与测试技术研讨会论文集[C];2008年
3 许卓兵;刘春宁;田蔚风;金志华;;基于DSP的全姿态挠性陀螺寻北仪[A];2001年飞行器惯性器件学术交流会论文集[C];2001年
4 汪向阳;张云峰;;基于双DSP的图像处理系统硬件设计[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
5 邹积涛;白山;刘一恒;;潜油式永磁同步直线抽油机无位置传感器控制系统研究[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
6 张春;王志华;;DSP系统的系统内编程的实现[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
7 商斌梁;张振仁;;柴油机智能诊断仪的研制[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(下)[C];2001年
8 华学明;吴毅雄;张勇;焦馥杰;;数字信号处理器在焊接电源中的应用前景[A];第五届21世纪中国焊接技术研讨会论文专刊[C];2003年
9 耿忠庆;;DSP在逆变焊接电源中的应用[A];第五届21世纪中国焊接技术研讨会论文专刊[C];2003年
10 杨霞;杨波;杜继光;;永磁同步电动机矢量控制系统设计[A];第十三届中国小电机技术研讨会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 刘相华;长城开发中标 意大利1.23亿元智能电表[N];上海证券报;2011年
2 刘子健;“智能电表”提升居民幸福指数[N];中国电力报;2011年
3 记者 卞建国;年内换装102万具智能电表[N];天津日报;2011年
4 记者曹轶广;今年我州将新增智能电表用户1.9万户[N];博尔塔拉报(汉);2011年
5 张秀彬 上海交通大学电子信息与电气工程学院教授 采访 本报记者 王夕;智能电表到底准不准?[N];北京科技报;2011年
6 通讯员 孙卉;海淀 20万户居民换智能电表[N];北京日报;2011年
7 向丽;北京公司加速推广应用智能电表[N];国家电网报;2011年
8 史林元 杨梅;4000只智能电表阿克苏“上岗”[N];国家电网报;2011年
9 本报记者 王荣;智能电表公司急寻多元化支撑[N];中国证券报;2011年
10 邓超 赵虹;智能电表的“成都速度”[N];中国电力报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈晓毅;数字广播接收机的软件无线电研究[D];浙江大学;2005年
2 章健;原子力与光子扫描隧道组合显微镜功能性样机[D];大连理工大学;2005年
3 李香平;基于复合颜色空间与时空域的视频车辆监控系统的研究[D];天津大学;2004年
4 郑德春;DSP可测性、测试方法和平台的研究[D];浙江大学;2005年
5 麦宋平;一种双模人工耳蜗系统及其低功耗数字信号处理器的设计[D];清华大学;2009年
6 邓学欣;开放式故障诊断构架及动态测试分析方法研究[D];天津大学;2004年
7 肖继学;基于累加器的DSP数据通路的内建自测试技术的研究[D];电子科技大学;2007年
8 王雷;无刷直流电动机调速系统的研究[D];浙江大学;2008年
9 张延军;面向特定应用的指令集处理器设计方法研究[D];清华大学;2006年
10 杜志强;高响应短行程直线直流电机的建模、控制与实验研究[D];华中科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李会容;基于DSP的智能电表的研究[D];电子科技大学;2007年
2 范新宇;100MHz数字存储示波表样机的研究与试制[D];电子科技大学;2005年
3 王焱;基于并行DSP的VLSI功能测试研究[D];北京工业大学;2005年
4 周洁;局域网环境下音频认证水印系统的设计与实现[D];南京理工大学;2005年
5 刘为超;G.729语音编码算法研究及其DSP的实现[D];湖南大学;2005年
6 刘述喜;基于直接转矩控制的交流变频电力测功机控制方法的研究[D];重庆大学;2005年
7 刘丽丽;基于μC/OS-Ⅱ的多轴运动控制器的研究与应用[D];中国海洋大学;2005年
8 王文静;基于DSP的数字化UPS监控系统的设计与实现[D];华中科技大学;2005年
9 张丽萍;先进飞机电气系统控制与管理系统远程终端硬件平台研究[D];西北工业大学;2006年
10 赵秀玲;基于定点DSP的FIR数字滤波器的研究与设计[D];曲阜师范大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026