收藏本站
《西安科技大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于FFT和小波变换的电能质量实时监测仪的研究

孙鸿婷  
【摘要】: 针对电能质量监测和电网谐波污染问题,研制了一种基于嵌入式ARM技术和虚拟仪器平台的电能质量实时监测仪,实现了对三相电网相/线电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、电网频率、功率因数、有功电能、无功电能以及三相电压、电流谐波的实时监测。 课题主要内容包括电量计算的理论分析、硬件电路设计和上下位机软件设计三部分。论文首先在理论上分析了各个电能参数的计算原理,其中在对谐波处理上运用了FFT与WPT相结合的方法,并对该方法进行了matlab仿真,证实了此方法在谐波处理中的可行性。 其次,硬件设计采用ARM7 LPC2132作为核心处理芯片,设计了信号采样、滤波、测频、通讯模块等芯片外围电路,充分利用LPC2132内部集成的多路10位A/D、UART、定时计数器、I2C和实时时钟等功能模块,提高了电路集成度。在通信接口设计中,利用LPC2132的两个UART接口设计成双通信口,能同时与多个设备进行通信,并且每个通信口的物理协议可根据需要选择CAN或RS485总线,为现场监控与远程监测提供了便利,提高了与其他设备的兼容性。 软件设计分为上、下位机程序两部分。下位机程序主要实现对电网信号的采样以及各个电能参数的计算,其中包括利用FFT变换获取30次以内的谐波含量。上位机程序以虚拟仪器Lab Windows/CVI作为开发平台,完成了数据处理、电能参数显示等功能。在数据处理程序中,通过Lab Windows/CVI与matlab的接口,运用FFT与WPT相结合的算法,实现了对30次以上暂态谐波的观测。同时,程序运用多线程技术,使各功能程序相对独立,提高了监测仪的实时性。上下位机的数据通信遵循MODBUS协议,增强了监测仪在工业上的通用性。 按上述方案设计的样机经过了三次电路制作与软件调试,在实验室对其进行了与外购的电力综合参数测量模块的对比测试实验,实验结果表明监测仪对电能参数的测量精度达到了设计要求,带载荷实验数据稳定。目前本监测仪正在谐波治理系统中进行工业性实验。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 蔡云飞;王朝玉;;通用电气变量检测与分析装置的研制[J];电气自动化;2002年01期
2 李唐兵;姚建刚;刘一江;李继光;;电能质量在线监测装置算法研究[J];电测与仪表;2008年03期
3 应素云;胡金高;;基于USB的便携式电能质量数据采集分析系统[J];机电技术;2010年04期
4 钱克昌;刘洪文;赵锦成;;军用电站虚拟电能质量检测仪的设计与实现[J];现代电子技术;2007年15期
5 杨黄华;杜欣慧;邵玉槐;渠学真;;基于DSP的电能质量监测系统的设计[J];水电能源科学;2010年11期
6 王程刚;;基于TMS320VC5509A的电能质量监测系统设计[J];电声技术;2011年04期
7 彭明智;刘永强;;基于DSP和MCU的电能质量在线监测装置的设计[J];电气自动化;2010年02期
8 张志胜;黄光明;;智能配电网监测系统的实现[J];电子设计应用;2006年03期
9 施奕平,吴国安;基于DSP的电能质量监测仪[J];电测与仪表;2002年01期
10 朱正超,姬劳,彭卫东;用TMS320LF2407和FPGA实现电能质量监测[J];单片机与嵌入式系统应用;2003年06期
11 关海川;许金福;;虚拟仪器在电能质量测试中的应用[J];自动化仪表;2010年04期
12 郑淼;余楚中;赵维;;基于TMS320C5402的交流采样装置设计[J];自动化技术与应用;2010年07期
13 吴展遥;;电能质量数据采集和谐波分析方法的实现[J];湖北三峡职业技术学院学报;2006年02期
14 吴展遥;;电能质量数据采集和谐波分析方法的实现[J];现代电子技术;2006年23期
15 刘春玲,王咏,田国红;电力参数数字化测量的常用算法研究[J];辽宁工学院学报(自然科学版);2001年06期
16 马月辉,石彦丛,王颜芳;基于FFT的低频谐波失真度测试仪[J];自动化与仪器仪表;2001年06期
17 刘乘;包装材料振动传递特性试验数据采集及处理[J];包装工程;2002年02期
18 党宏社,韩崇昭,赵广社;汽车毫米波FMCW雷达中频信号的采样与处理[J];现代雷达;2002年04期
19 郑桂波,李晓枫;灵敏料位计在磨煤机优化运行控制中的应用[J];仪器仪表用户;2002年03期
20 许月琳;;具有间谐波监测功能的电压监测仪的设计与实现[J];仪表技术;2010年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱涛;李文云;吴琛;李玲芳;申洪;黄镔;;风电场并网对地区电网电能质量的影响分析[A];战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集[C];2011年
2 赵春枝;;提高城市供电系统供电电能质量的研究[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(上册)[C];2002年
3 郑港;邱佑存;周德钧;;电能质量及补偿控制技术方案探讨[A];第七届全国电技术节能学术会议论文集[C];2003年
4 耿云玲;王群;何怡刚;;典型电能质量扰动信号的小波检测[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(上册)[C];2004年
5 杨振宇;赵剑锋;唐国庆;;电能质量的经济评估以及改善方案的净现值确定[A];江苏省电工技术学会成立十周年庆典暨2004年学术年会论文集[C];2004年
6 何益宏;刘进军;叶英华;李红雨;卓放;王兆安;;一种基于双变流器结构的通用电能质量控制器[A];第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集[C];2002年
7 李加升;柴世杰;;电能质量谐波间谐波在线快速检测方法研究[A];2008中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C];2008年
8 张大鹏;朴在林;许童羽;陈春玲;;嵌入式电能质量分析设备的设计[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(下册)[C];2008年
9 王振民;李鹏;;燃料电池电站三相功率调节系统试验研究[A];广州市仪器仪表学会2009年学术年会论文集[C];2010年
10 苏鹏程;;牵引供电系统电能质量在线检测技术的研究[A];电气化铁路牵引变电所新技术年会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张哲;欧盟亚洲电能质量投资项目在华启动[N];中国电力报;2008年
2 人微;电能质量小常识[N];中国电力报;2004年
3 本报记者 刘超辉;电能质量离仲裁还有多远[N];中国电力报;2003年
4 胡俊霞曹建萍;电能质量在线监测仪——为奥运供电保障加道保险[N];国家电网报;2008年
5 王靖;柔性直流输电技术项目启动[N];国家电网报;2008年
6 ;电能质量关乎电网健康[N];中国电力报;2004年
7 记者 吴国瑛;电网“污染”岂容小觑[N];上海科技报;2006年
8 薛枫 周昕峰;通辽局首套电能质量在线监测系统投运[N];东北电力报;2011年
9 本报记者 方彬 通讯员 孙国彬 王宏兴;提高电能质量有路可寻[N];中国电力报;2004年
10 王国柱;唐山供电QC小组技术创新获奖[N];中国电力报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 管春;电能质量综合检测与分析系统研究[D];重庆大学;2011年
2 刘昊;基于时域特性分析的电能质量分析与评估方法的研究[D];中国矿业大学;2009年
3 王琳凯;无线通信中剪枝FFT算法研究及其可配置VLSI设计与实现[D];复旦大学;2012年
4 谭亲跃;大容量脉冲功率系统对电能质量的影响研究[D];华中科技大学;2011年
5 赵勇;小波变换与匹配追踪电能质量分析方法研究[D];北京化工大学;2011年
6 高晓芝;微网控制策略与电能质量改善研究[D];天津大学;2012年
7 冯小明;动态电压恢复器理论及仿真研究[D];中国农业大学;2005年
8 刘颖英;串联型电能质量复合调节装置的补偿策略研究[D];华北电力大学(北京);2010年
9 孙辉;配电网络电能扰动辨识与电能质量调节研究[D];大连理工大学;2002年
10 刘飞;中高压系统并联型混合有源电力滤波器研究[D];华中科技大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙鸿婷;基于FFT和小波变换的电能质量实时监测仪的研究[D];西安科技大学;2010年
2 俞峰;电能质量监测软件的研究和开发[D];西南交通大学;2003年
3 李豪举;电力推进船舶电能质量分析[D];江苏科技大学;2010年
4 周俭节;基于DSP的电能质量在线监测装置的设计与实现[D];合肥工业大学;2010年
5 周世平;电压质量监测与分析系统的开发[D];西安理工大学;2004年
6 胡海兵;电能质量实时检测的研究[D];浙江大学;2003年
7 秦东;地区电能质量监测与管理系统的设计与实现[D];四川大学;2003年
8 浣威;配电网高压电能质量综合补偿装置的研究[D];湖南大学;2010年
9 吕志鹏;含分布式发电的配电网电能质量综合控制研究[D];湖南大学;2010年
10 付俊波;微网及含微网配电系统优质电力保障方法研究[D];华北电力大学(北京);2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978