基于双CPU的电力参数监测仪的研究与设计

【摘要】：电力系统中各重要节点的电压、电流、用电量及绝缘设备老化程度等都对整个电力系统的安全稳定运行起着关键作用,因此,对它们的监测技术也就尤为重要。同时电力参数的准确、快速测量对于实现电网调度自动化、保证电网安全与经济运行也具有十分重要的意义。随着经济的快速发展,电网中非线性设备的使用日益增多,所产生的高次谐波电流大量注入电力线路中,使得电网电压、电流波形发生畸变,原有的电力监测仪就不能满足现阶段电力的需要,迫切需要一种新型多功能电力监测仪应用于电力系统的监测。 本文以电力监测系统领域现阶段的技术为参考,提出并研制了一种基于ARM内核和DSP内核双CPU的电力监测仪。文中着重分析了以TI公司的双核处理器TMS320VC5470为核心的嵌入式系统的软件硬件设计原理,并对该系统的关键技术之一的操作系统移植问题作了系统的论述,并给出了相关的移植程序。TMS320VC5470它是基于TMS320VC54x体系结构的DSP子系统和基于ARM7TDMI核的RISC微控制器子系统的双核定点系列处理器。 硬件部分以ARM核为主机控制核心,DSP核为从机核心,配以适当的外围接口电路来完成各项功能。系统主要包括数据采集单元、数据处理单元(DSP单元)、主机控制单元(MCU单元)和人机接口单元等。这样就可以充分发挥DSP芯片的数字信号处理优势和MCU的控制功能。软件部分采用了嵌入式实时操作系统μc/OS-Ⅱ在ARM+DSP双核处理器芯片TMS320VC547X上的移植。DSP核进行了基2—FFT运算,可以有效减少干扰,提高测量精度。 电力系统监测是近年来得到迅速发展并受到电力系统有关运营、管理、科研等部门工程技术人员日益关注的一个新的研究领域,是目前国际上的一个研究热点。因此,这类新型多功能监测仪具有广阔的市场和前途。