電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的研究與設(shè)計

1、本資料來源基于ARM和DSP的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的研究與設(shè)計姓名：井路學(xué)號：106101371專業(yè)：檢測技術(shù)與自動化裝置指導(dǎo)老師：陳慶偉目錄1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及意義2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)3 主要研究內(nèi)容4 預(yù)期解決的主要問題5 學(xué)位論文工作進(jìn)度安排1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及意義 電能既是一種經(jīng)濟(jì)實用、清潔方便且容易傳輸、控制和轉(zhuǎn)換的能源形式，又是一種由電力部門向電力用戶提供，并由供、用雙方共同保證質(zhì)量的特殊產(chǎn)品。 電能的應(yīng)用程度是一個國家發(fā)展水平和綜合國力的主要標(biāo)志之一。國外發(fā)達(dá)國家關(guān)于電能質(zhì)量的研究國外有關(guān)電能質(zhì)量控制的研究起步較早，而且正掀起高潮。電能質(zhì)量檢測儀器大都采用智能式，具有高精確度、高集成度及高

2、可靠性的特點。既有可對電能質(zhì)量參數(shù)在線實時測量的便攜式儀器，也有可對這些參數(shù)按天、按月進(jìn)行累計分析的固定儀器，而且還具備諧波分析功能 價格不菲國內(nèi)關(guān)于電能質(zhì)量的研究已經(jīng)有20多年的歷史，一些廠家如上海寶鋼安大電能質(zhì)量有限公司、安徽省振興科技股份有限公司等生產(chǎn)的電能質(zhì)量檢測儀器能基本滿足用戶的要求 電能質(zhì)量理論的全面研究比較薄弱，電能質(zhì)量檢測產(chǎn)品還存在不少問題如:檢測指標(biāo)不全面；通信手段單一，人機(jī)交互性差 ；不少產(chǎn)品沒有經(jīng)過權(quán)威部門的全面認(rèn)證，質(zhì)量不高；實時監(jiān)測系統(tǒng)尚處于試點階段，離成熟推廣還有相當(dāng)距離；產(chǎn)品缺乏相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 研究意義供電質(zhì)量不高將引起產(chǎn)品質(zhì)量下降，甚至導(dǎo)致某些重要

3、的生產(chǎn)過程中斷，從而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失 隨著時代的發(fā)展，現(xiàn)代電網(wǎng)負(fù)荷結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了很大變化，傳統(tǒng)的一些監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)不能完整、準(zhǔn)確地描述實際發(fā)生的動態(tài)電能質(zhì)量 對電能質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測、統(tǒng)計和分析，實現(xiàn)對電能質(zhì)量的全面控制是十分必要的 2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分為三個模塊系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊系統(tǒng)控制模塊系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理模塊3 主要研究內(nèi)容系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集電路 電能質(zhì)量分析方法 嵌入式Linux的系統(tǒng)開發(fā) 系統(tǒng)的調(diào)試和優(yōu)化 4 預(yù)期解決的主要問題1 電能質(zhì)量的分析方法 2 嵌入式Linux系統(tǒng)的開發(fā) 3 數(shù)據(jù)采集模塊的控制 4.1 電能質(zhì)量的分析方法 電能質(zhì)量分析很重要的方面是對引起電能質(zhì)量問題的信號進(jìn)行分析與處

4、理。 分析方法的選擇： FFT（快速傅立葉變換） 小波變換小波變換小波基的選擇小波變換的多分辨率分析SA1D1A2D2A3D3小波基的選擇：Daubechies4小波濾波器 需要采用時域和頻域同時具有良好的局部性 對不規(guī)則性較為敏感 頻域分析時，要求能夠提取非平穩(wěn)信號的瞬時、奇異與突變成分。分析大量的數(shù)據(jù)DSP應(yīng)用系統(tǒng)軟件的設(shè)計首先進(jìn)行初始化，包括A/D和DSP寄存器以及串口的初始化 打開串口接收中斷，開始采集數(shù)據(jù)，采樣結(jié)束后關(guān)閉A/D 利用小波變換對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 處理結(jié)果以及必要數(shù)據(jù)送到HPI交互區(qū)，完畢后重新打開A/D進(jìn)行新一輪的采樣4.2 嵌入式Linux系統(tǒng)的開發(fā)嵌入式系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功

5、能實現(xiàn)系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存人機(jī)交互界面對外通信GUI開發(fā)工具的選擇： Qt/Embedded 可移植性 穩(wěn)定性 配套的工具也比較多，用戶可以在較短時間內(nèi)開發(fā)出高品質(zhì)的圖形用戶系統(tǒng) 用戶圖形界面編程要求：簡單、直觀、可靠、占用資源小且反應(yīng)快速，以適應(yīng)系統(tǒng)硬件資源有限的條件。系統(tǒng)與上位機(jī)的通信預(yù)想的三種通信方案1：利用網(wǎng)線向上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，不過只適合 近距離傳輸2：利用GPRS，即通用分組無線業(yè)務(wù)，可以作為遠(yuǎn)程通信的方式3：利用現(xiàn)場總線技術(shù)，比如longworks，支持設(shè)備間的點對點通信，能保證現(xiàn)場設(shè)備間通信的速率和可靠性4.3 數(shù)據(jù)采集模塊的控制 電網(wǎng)信號的數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)的內(nèi)部通信 ARM和DSP之間通信 DSP與A/D轉(zhuǎn)換器之間的通信 利用DSP處理器的增強型8位EHPI8主機(jī)接口來完成ARM和DSP之間的通信 由于ARM中不具有標(biāo)準(zhǔn)的HPI接口，所以在和DSP的HPI接口相接時需要使用其它的一些信號線來進(jìn)行模擬 將ARM中的接口引入CPLD，在其內(nèi)部完成各種邏輯控制后，再通過I/O引腳與DSP的HPI接口相連5 學(xué)位論文工作進(jìn)度安排 第一階段（2007年5月2007年7月）：了解市場需求，閱讀文獻(xiàn)，完成開題報告、文獻(xiàn)綜述；第二階段（2007年8月2007年9月）：學(xué)習(xí)軟硬件相關(guān)的知識，確定大體解決方案； 第三階段（2007年10月2008年1月）：完成