王飞[1]2004年在《基于DSP技术的电力谐波监测仪的研制》文中研究表明近年来由于电子设备和电力电子设备迅速的增长，电网中的谐波污染越来越严重，对各种电力设备、通信设备及线路都会产生有害的影响，严重时会损坏设备，甚至造成电力系统事故，直接影响安全生产与生活的正常运行。因此，对电网谐波进行监测与研究是限制、消除谐波危害的前提，也是保证供电系统安全经济运行及保证设备和人身安全的迫切需要。 为了能够对电网的运行状况进行监测，本文提出采用DSP技术和RABBIT 3000模块设计一种电力系统谐波监测仪。该谐波监测仪被安装在检测现场，对电网电压和电流采样信号进行FFT等数学运算和处理，并通过调制解调器将处理后的数据传送到上位机，上位机可以对数据进行存储、显示、查询、汇总、打印等。监测仪与上位机以及网络构成了一套完整的谐波监测系统。监测仪能够完成包括叁相电压、叁相电流的有效值、功率因数、叁相不平衡、电压短期闪变、以及20次内的谐波、谐波相位、谐波失真总量等的测量。论文重点介绍了以下几部分：(1)电路的总体设计和功能；(2)硬件设计，包括A／D转换、锁相环、液晶显示和按键输入等原理和电路。(3)系统软件设计，包括A／D转换、FFT、数字滤波等程序的原理和算法以及上位机监控界面的设计；(4)系统测试。
张伟文[2]2006年在《基于DSP的电力谐波监测仪的研制》文中进行了进一步梳理为了能够对电网的运行状况进行监测,本文提出采用DSP技术设计一种电力系统谐波监测仪。该谐波监测仪被安装在检测现场,对电网电压和电流采样信号进行FFT等数学运算和处理,而且可以对数据进行存储、查询,并且在液晶上显示操作菜单等。监测仪能够完成包括叁相电压、叁相电流的频率、功率因数以及25次内的谐波、谐波相位、谐波畸变率等的测量。论文重点介绍了以下几部分:(1)电路的总体设计和功能;(2)硬件设计,包括A/D转换、锁相环、液晶显示和按键输入等原理和电路。(3)系统软件设计,包括A/D转换、FFT,液晶菜单显示等程序设计;(4)系统测试。
苏士美, 杨鹏[3]2009年在《基于DSP和ARM的新型电力谐波监测仪设计》文中提出根据目前电力谐波监测系统开发的现状,设计了一种以TMS320F2812DSP和LPC2292ARM双CPU为核心,结合高速同步AD转换器、并行双口RAM等硬件组成的监测系统。并阐述了主要功能模块的硬件设计和原理,实现了FFT算法。实验结果证明了本系统的可行性与精确性,具有很好的实用价值。
高索丹[4]2008年在《基于ARM7处理器的电力系统谐波监测与分析》文中研究表明电力电子装置谐波是公用电网中最主要的谐波源,近年来随着电力电子设备的应用日益广泛,电网中的谐波污染越来越严重,这种谐波污染对各种电力设备、通信设备及线路都会产生有害的影响,严重时不仅会损坏设备,甚至会造成电力系统事故,直接影响安全生产与生活的正常运行。因此,对电网谐波进行监测与研究是限制、消除谐波危害的前提,也是保证供电系统安全经济运行及保证设备和人身安全的迫切需要。但是很长一段时间以来,对设备安全稳定运行的重视仅仅停留在设备本身质量的提高上,而电能质量对仪器、设备安全稳定运行的影响则长期得不到重视。在这种情况下,必须对电能质量进行实时监测,本文将讨论监测电能质量仪器的原理与设计。在参阅大量技术文献的基础上,本文提出了基于ARM7的电网谐波仪的总体设计方案和技术指标,然后根据技术指标要求,设计并制作了系统的硬件电路并编写了相应的数据处理软件。系统的核心--微处理器是选用基于ARM7TDMI内核的LPC2132处理器,电网中信号采样的AD转换器是采用美国AD公司推出的一款专门应用于电能质量监测的新型A/D变换器AD73360,通过对电压和电流的采样数据分析计算和所得出影响电网的各次谐波电压和电流的值,各次谐波含有率、谐波畸变率等参数,设计并试制了新型的谐波测试仪。该谐波测试仪具有运算速度快且精度高、结构简单、造价相对低廉、易于操作、显示功能强等特点。本论文集中讨论了基于ARM7的电力系统谐波测试仪的软硬件设计方法,重点介绍了以下几个部分:(1)系统的总体设计及功能;(2)系统的硬件电路设计,包括电源电路、A/D转换电路、JTAG接口电路、按键输入与液晶显示电路、数据存储电路、实时时钟电路等; (3)系统的软件设计,包括主程序、A/D转换程序、FFT程序的原理和C语言实现等;(4)系统的测试与误差分析部分,经过对实测信号结果的分析,证明该谐波测试仪满足精度要求。
占欣然[5]2012年在《基于Nios Ⅱ的电压谐波监测仪的设计》文中认为随着现代工业和国民经济的迅速发展，电力系统的谐波问题也日趋严重。谐波含量已成为目前国内外电网中影响最为重要的一项指标。消除谐波污染，把谐波含量控制在允许范围内，已经成为主管部门和用电单位的共同奋斗目标。因此有必要对谐波进行准确及时的监测。该论文基于Nios II软核处理器技术，以Cyclone EP1C12为主芯片设计了一套电压谐波监测仪，用于对单相电压信号进行高速地采样转换，并借助希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang Transform，HHT)对采集的数据进行计算和分析，以及对分析所得数据进行的存储、显示和发送等。本监测系统主要由以下几部分组成：FPGA(Field-Programmable Gate Array)核心板单元，信号预处理单元，A/D采样单元，希尔伯特黄变换运算处理单元，按键控制单元，显示单元和网络通信单元。硬件设计方面，论文给出了系统的总体设计方案，介绍了系统硬件电路中用到的主要芯片及主要模块的设计，FPGA内部逻辑设计和PCB设计等内容。软件设计方面，论文论述了主程序控制模块、数据采集模块、希尔伯特黄变换算法模块、按键及显示模块，基于RS232、GPRS和以太网的网络通信模块等的设计流程。该仪器能够用来测量电压的有效值及其2到25次谐波的电压幅值、各次谐波含有率、谐波含量和谐波总畸变率等参数，并能通过10位LED数码管显示，同时还可以借助RS232、GPRS技术和以太网远程传输实现各参数的多种通信。最后通过将测量结果和实际值进行比较，验证了该实现方法的可行性及正确性。
杨鹏[6]2010年在《基于嵌入式系统的谐波分析算法及装置研究》文中研究表明随着电工技术的高速发展,各种新器件、新负载层出不穷,它们所产生的大量谐波对电力系统的安全造成了很大的危害,谐波问题也成为了大家日益关注的问题。因此提高针对谐波问题的检测水平,对于改善电网环境和提高电网的安全性都是十分重要的。本文首先对国内外电力谐波检测技术的发展现状作了简要介绍,又对电力谐波的基本性质及其所造成的危害作了详细阐述,对针对谐波检测的主要检测方法以及检测设备进行了概括。其次,在谐波检测方法方面针对加窗插值FFT算法进行了深入研究。研究了一种基于叁项余弦窗exact-Blackman窗的叁次样条插值FFT算法。分析了exact-Blackman窗的频率响应,详细推导了基于exact-Blackman窗的插值FFT算法的计算公式,从而使得新的插值FFT算法能够有效地提高电力系统谐波的测量精度。并通过MATLAB平台对此方法进行了仿真,仿真结果证明此算法能够在相对较少的采样周期内达到较高的精度,实时性好,适用于电力系统谐波检测。然后在研究了相关理论和技术的基础上,针对谐波检测对精确性以及实时性的要求,结合目前的相关技术手段,设计了一种基于DSP和ARM双CPU为核心的谐波检测装置,并详细阐述了各部分功能模块的设计,该装置能够充分发挥DSP在数据处理上的优势以及ARM在控制管理上的优势；在算法研究的基础上,设计了系统的软件部分,并将μC/OS-Ⅱ系统在ARM上进行了移植；开发了人机界面MiniGUI,使人机交互更加灵活方便。
谢伟[7]2012年在《基于DSP的稳态电能质量监测及谐波治理的研究》文中研究表明随着电网负载的大量增加，尤其是非线性负载的广泛使用，电网中电能质量被严重污染，但国家坚强型智能电网对电能品质的要求日益提高，一个绿色、节能、环保的电网体系势在必行。为解决这一矛盾，电能质量监测与谐波治理必不可少。电能质量监测具有实时性、全局性和高度的智能性，能对电网的电力品质进行实时监测，从而有效预防电能质量带来的损失；谐波治理是使电网净化的根本途径，两者相辅相成，缺一不可，从而提高整个电网的供电灵活性、可靠性和能源利用效率。本文第一、二章主要论述了课题研究的背景和意义，并对电能质量在国标中的定义及允许限值做了介绍，然后简述了电能质量监测与谐波治理的研究现状和发展趋势，最后，对电能质量中各参数的监测实现进行了分析。本文第叁章主要设计了稳态电能质量监测装置，包括硬件电路设计和算法研究。硬件系统采用分模块进行设计，主要包括电源板、互感器板、主板，并对各个模块中的核心电路进行了详细的解释，然后对装置的核心算法进行了透彻的分析。最后，对样机的各个监测参数进行系统测试，测量数据分析表明各相监测指标符合国家A级误差标准，并对其误差来源进行了分析。本文第四、五章主要对叁相叁线制电压并联型APF电力有源滤波的监控装置和主电路进行了研究设计。监控装置采用分层分模块进行设计，总共分为两层，上层为SVG装置，重点设计了PWM板、主板、继电器板；下层公网侧监测采用前面设计的稳态电能监测装置。最后，在现场对样机进行消谐实验，通过大量实验数据分析，总结得出了样机的补偿特性和补偿效果，并对样机的补偿误差来源进行详细分析。
詹光明[8]2013年在《基于FPGA的电网电压谐波监测系统研究》文中研究说明随着全球科技水平发展的日新月异，国内生产总值的不断提高，相应的对工业生产和国民生活用电的电能质量都提出了更高的要求。大量非线性负载的使用，给电网中注入了不同程度的谐波，谐波含量作为衡量电能质量的重要指标之一，对电网在输电、配电和用电等各个环节，都会造成很大的影响。对电网中谐波含量的抑制情况，近年来已经成为供电部门的一项技术考核指标。工程人员首先要做的工作就是监测其参数值的大小，为后续的抑制工作起到辅助作用。本论文是基于FPGA的开发平台，利用其并行处理技术来对电压谐波进行监测，以Xilinx公司的Spartan-3E系列的XC3S250ETQG144为主芯片，设计出的电网中电压谐波监测系统，利用电压互感器对民用电网220V，50Hz的交流电进行采样，并通过8位A/D芯片模数转换后，送至FPGA，采用希尔伯特黄变换对各次谐波分量进行分解和计算，将得到的参数信息进行的存储、显示并通过通信模块进行发送等。系统主要由以下几个模块组成：FPGA核心板单元，信号采集和调理模块，A/D转换模块，希尔伯特黄变换计算分析模块，按键控制模块，显示模块和通信电路模块。在介绍谐波及其参数计算的相关概念基础上，着重分析介绍了算法核心—HHT变换，还说明了FPGA设计的一般步骤和VerilogHDL语言的并行处理特点。在硬件电路设计上，给出了硬件电路的总体框架结构，详细说明了硬件各个模块用到的芯片和元器件的参数计算过程，FPGA核心板上的相关资源的介绍，和总体原理图及PCB设计等。软件设计方面，概括了总体的流程图，和软件思想原理图，详细介绍了各个模块的工作流程，并对一些单元的具体配置做了说明。该系统能够对电网电压2~19次谐波的电压幅值、各次谐波含有率、谐波含量和谐波总畸变率等参数进行测量，将结果存储至FIFO后，通过按键控制，将其显示在8位共阳数码管上，同时利用RS232串口通信、GPRS通信技术将数据信息分别传送至上位机和相应的监控用的设备。最后通过各模块的调通测试，获取到系统的一些测试数据，将监测到的实际结果和市场上的谐波检测仪器测试结果进行比较，在数据上验证了系统的可行性。
魏俊红[9]2007年在《双CPU电能质量监测仪的研究》文中研究说明随着电力系统的发展,非线性负荷在电网中所占比重不断增加,致使电网的非线性、不稳定性和不对称性日趋严重,电能质量越来越受到供用电双方的广泛重视。对电能质量实时在线监测、记录和分析,对明确电能质量问题的来源,改善电能质量,指导电网安全、稳定、经济运行具有重要意义。本文首先详细论述了电能质量监测仪中各监测参数的测量方法,主要包括四象限功率测量、谐波测量、叁相不平衡度测量及电压偏差测量等;然后详细介绍了整个装置的软硬件系统,所设计的监测仪采用双CPU结构,分别采用了DSP和ARM7TDMI处理器。DSP完成现场数据采集,并利用其快速运算能力进行各电能质量参量的运算;嵌入式处理器ARM负责与上位机通信和显示等后台工作。在软件方面,采用FFT实现了各电能质量参数的计算,并引入了μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统和嵌入式图形界面μC/GUI,成功移植到以ARM7TDMI为内核的S3C44B0X中,在多任务环境下开发ARM的单元的软件系统。μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统的引入不仅提高系统的可靠性,而且使应用程序的开发及扩展变得相对简单;同时利用嵌入式图形界面μC/GUI简洁、美观、方便和人性化的优点,开发了丰富的人机交互信息,方便用户的使用。最后对研发出来的装置完成了软硬件的调试,在实验室进行电压、电流有效值、谐波分析及频率等参数测量的实验,2007年1月在延吉电力局挂网运行,实际运行表明所设计的电能质量监测仪稳定可靠,达到设计要求。
莫广坚[10]2010年在《110kV电站谐波在线监测系统研究和应用》文中指出近年来,随着工业中非线性负载的不断增加,电力系统中的谐波畸变问题日趋严重。谐波会产生很大的危害,电网电压波形的畸变,使电能质量下降,影响发电供电和用电设备的安全经济的运行,增加对通信系统的干扰。同时,电网谐波对各种电气设备,继电保护、自动装置、计算机测量和计量仪器均有不利影响。目前,国际上公认谐波“污染”是电网的公害,国际上电气工程领域的两大权威学术组织——IEEE和IEC分别起草了抑制电力系统谐波的相关标准,并多次修订。因此,对电力谐波进行实时在线监测具有重大意义。首先,本文介绍了谐波的基本概念及其研究现状,简单总结了谐波的国家标准以及国际标准,并指出了国家标准在执行中的存在的一些问题。其次,结合近年来电力电子装置的不断增加,详细分析了主要谐波源及其危害,对谐波源产生谐波的机理进行了介绍。再次,详细介绍了谐波分析及谐波监测的方法,为研究并构建110kV变电站谐波在线监测系统提供了理论依据。最后,本文建立了一套110kV变电站谐波在线监测系统,并在高要局下辖的110kV变电站装设,实现了对电网谐波的在线监测。仪器系统采用基于DSP+MCU的结构,提高了数据处理能力和逻辑、控制能力。外围电路采用大规模可编程器件CPLD,减少了大量外围电路,数据采集通道采用单通道单A/D设计,提高了系统的可靠性。整个监测系统具有较强的兼容性,设计达到了国内先进水平。
参考文献：
[1]. 基于DSP技术的电力谐波监测仪的研制[D]. 王飞. 广东工业大学. 2004
[2]. 基于DSP的电力谐波监测仪的研制[D]. 张伟文. 华北电力大学（河北）. 2006
[3]. 基于DSP和ARM的新型电力谐波监测仪设计[J]. 苏士美, 杨鹏. 电测与仪表. 2009
[4]. 基于ARM7处理器的电力系统谐波监测与分析[D]. 高索丹. 沈阳理工大学. 2008
[5]. 基于Nios Ⅱ的电压谐波监测仪的设计[D]. 占欣然. 南昌航空大学. 2012
[6]. 基于嵌入式系统的谐波分析算法及装置研究[D]. 杨鹏. 郑州大学. 2010
[7]. 基于DSP的稳态电能质量监测及谐波治理的研究[D]. 谢伟. 华东交通大学. 2012
[8]. 基于FPGA的电网电压谐波监测系统研究[D]. 詹光明. 南昌航空大学. 2013
[9]. 双CPU电能质量监测仪的研究[D]. 魏俊红. 哈尔滨工业大学. 2007
[10]. 110kV电站谐波在线监测系统研究和应用[D]. 莫广坚. 华南理工大学. 2010
标签：电力工业论文; 自动化技术论文; 谐波论文; 电能质量论文; fft论文; dsp论文; 电力论文; 电压监测仪论文;