基于DSP的电能质量数据采集系统的研究 (1)
基于DSP的电能质量检测综述
基于DSP的电能质量检测综述摘要：本文综述了数字信号处理理论的发展现状，对其在控制和电能质量检测中的应用现状和趋势进行了总结。
同时叙述了数字信号处理器(DSP)的发展现状，并将其与GPP，MCU，FPGA进行了简单的对比，最后指出控制系统和电测系统采用DSP的必要性。
关键字：数字信号处理；DSP；电能质量检测中图分类号：TM933 文献标志码：AReview of power quality inspection based on DSPAbstract: This paper reviewed the development of the theory of digital signal processing, application status and trends are summarized in its control and power quality inspection. And, the development of DSP is reviewed, which is simply compared with GPP，MCU，FPGA,At last, it is pointed out that control system and electrical measurement system use DSP necessary.Keywords: digital signal processing; DSP; power quality inspection电能质量的标准和技术是随着电力系统的发展和用户需求的变化而变化和发展的。
大量电力电子设备的使用是新技术的运用，同时也是电能质量恶化的制造者和受害者。
有目共睹，电力质量问题是严重的。
近20年来全球范围内因电能质量而引起的重大电力事故已达20多起，每年电能质量扰动和电力环境污染引起的国民经济损失高达300亿美元。
其实，供电质量问题不仅对大型企业的正常生活影响较大，同时对重大活动，政治活动安全供电影响也较大。
基于DSP与虚拟测量技术的电能质量在线监测系统研制
Ｔｈ ｖ ｌｐ ｎ ｆｔ ｅ ｏ － ｎ ｗｅ ａｉｙＭ ｏ ｉ ｒｎ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｏ ｅ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｈ ｎ ＬｉｅＰｏ ｒＱｕ ｌ ｎ ｔ ｉｇ Ｓ ｓｅ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｏ
ＤＳ ａ ｒ ｕａ ｅ ｓ ｒｎ ｃ ｏ ｏ Ｐ ｎｄ Ｖｉｔ ｌＭ ａ ｕ ｉ ｇ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇｙ
管理 能力 和Biblioteka 入式 控 制功 能 ， 特别 适 用 于 有 大批 量 数 据处 理 的测控 场合 。近年 来 ， Ｐ技 术 已被应 用 于 一 ＤＳ 些 电力 系统产 品 中 ， 并充 分发 挥 出它 的优 势 ｌ 。 ＿ １ ］ 虚拟 测量 技术 基于 Ｇ 图形 语 言 编程 ， 文采 用 基 本 于 Ｇ 语 言 的 虚 拟 仪 器 软 件一 Ｌ ｂ Ｅ 开 发 平 台 。 ａ ＶＩ ｗ Ｌ ｂ Ｅ 继承 与满 足 ＧＰ Ｂ、 ａ ＶＩ Ｗ Ｉ ＶＸＩＲＳ２ ２和 ＲＳ４ ５ 、 －３ －８ 协议 的硬件及 数据 采集 卡 通 讯 的全 部 功 能 ， 有 强 大 具 的数 据分 析 和处理 能 力 ， 供 大量 与 外 部 代码 或 软 件 提 进行 连接 的机 制 ， 支持 常 用 网络协 议 ， 方便 网络 、 程 远 测控 仪器 的开 发 。 本 文将 ＴＭＳ ２ Ｌ ２ ０ ３ ０ Ｆ ４ ７与虚拟 测量 技术 相结 合 ， 应用 于 电 能 质 量 在 线 监 测 系 统 。Ｄ Ｐ体 现 了强 大 的 Ｓ 数 字处 理功 能 ， ａ ＶＩ Ｗ 带 有 大量 内置 功 能 ， 供 了 Ｌｂ Ｅ 提 广 泛 的数据采 集 、 分析 和数据 显示 功能 ， 提高 电网 自 对 动 化水 平 ， 强 电网 的实 时 性 监测 以及 提 高 电 网 的安 增 全 性与 可靠性 具有 重要 的意 义 。
一种基于DSP的电能质量分析平台的研究与设计
（ 二） 采集基波频率。 测量精度应不低 于± Ｏ ． ０ １ Ｈ ｚ 。
（ 三） 通过 基 于 Ｒ Ｓ 一 ２ ３ ２标 准 串行 口和 上 位 机 通 可能发生波形畸变 、 电压波动 、 三相不平衡等 。 使得 信 ，数据格式和功能的定义符合 电力系统中的 １ ０ １ 。 电网电能质量的严重降低 。同时 ， 随着科学技术和 国 规约［
【 关键词】 数字信号处理器 电能质量 数据采集 频率测量 【 中图分类号］ Ｔ Ｍ２ ０ ２ 【 文献标识码】 Ａ 【 文章编号】 １ ０ ０ ９ — ８ ５ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ ８ ４ — ０ ４
一
、
引言
应 不低 于± ０ ． １ ％。
电力系统存在着大量非线性 、冲击性和波动性
★１ ６ 位的Ｆ Ｌ Ａ Ｓ Ｈ Ｅ Ｅ Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ， １ ． ５ Ｋ字 的数 据／ 程序 器 中的捕获单元实现 ， 原理如图 ２ 所示。
Ｒ Ａ Ｍ， ５ ４ ４字 的双 口 Ｒ Ａ Ｍ（ Ｄ Ａ Ｒ Ａ Ｍ） 和 ２ Ｋ字 的单 口 Ｔ ＭＳ ３ ２ ０ Ｌ Ｆ ２ ４ ０ ７的事 件 管 理器 模 块 包括 Ｅ Ｖ Ａ和
使电能质量问题越来越受到人们的关注 。而要对 电 值大于 ５ ０ ． ２ Ｈｚ 或小 于 ４ ９ ． ８ Ｈ ｚ Ｂ 寸 ［ ， 向上 位机 报 警 频 网的电能质量进行改善 。首先要对电能质量做 出精 率越限。 确 的检 测 和分 析 ．基 于单 片 机 的 电能 质量 分 析 系统 （ 五） 具 有 开 关 量输 入 输 出能 力 ， 可 以实 现 各 种 由于运算速度慢 ， 精 度低 ， 存储空间小 ， 运算能力低 开关控 制功 能 。 三、 系统 的硬 件实 现方 案 等缺点 ， 使其应用范围受到了很大的限制 ， 往往不能
基于DSP的电能质量监测系统的研究的开题报告
基于DSP的电能质量监测系统的研究的开题报告一、选题背景随着电力电子技术的不断发展和电力系统的日益复杂化，电能质量问题日益凸显。
电能质量问题会对电力系统的稳定性、运行效率和电能利用效率产生很大的负面影响。
因此，建立一套高效的电能质量监测系统对于维护电力系统的稳定运行、提高电能利用效率意义重大。
二、研究目的和意义本项目旨在研究基于DSP的电能质量监测系统，对电力系统中常见的电能质量问题（如电压变化、电流不平衡、谐波等）进行监测和分析。
具体目的如下：1. 设计一种高效的、具有智能化和自适应性能的电能质量监测系统。
2. 通过该系统实现电能质量参数的实时监测、分析和诊断，及时发现和解决电能质量问题。
3. 为电力系统的改善、优化和运行提供科学的决策依据。
三、研究内容和方法研究内容：1. 基于DSP的电能质量监测系统的设计与实现。
2. 电能质量参数（电压、电流、功率因数等）的采集和信号处理。
3. 电能质量参数的分析和诊断方法。
4. 系统智能化和自适应优化算法的研究。
研究方法：1. 研究电能质量监测系统的结构和特性，确定系统的工作原理和功能模块。
2. 选用合适的传感器和采集装置，实现电能质量参数的实时采集和处理。
3. 设计合适的信号处理算法，实现电能质量参数的数字化处理和存储。
4. 通过数据分析和建模等方式，研究电能质量参数的分析和诊断方法。
5. 研究智能化和自适应优化算法，提高系统的自适应性和优化控制能力。
四、预期成果1. 基于DSP的电能质量监测系统的设计与实现。
2. 电能质量参数的实时采集和数字化处理算法。
3. 电能质量参数的分析和诊断方法。
4. 系统的智能化和自适应优化算法。
五、可行性分析1. 技术可行性该研究运用DSP技术、数字信号处理技术和智能化算法，这些技术已经成熟并广泛应用于电力电子和信息技术领域，因此在技术上具有高度可行性。
2. 经济可行性电能质量监测系统的价值非常显著，可以在电力行业、工业生产和民生用电等领域中大幅提升电能利用效率。
基于ARM和DSP的电能质量在线监控系统的研究的开题报告
基于ARM和DSP的电能质量在线监控系统的研究的开题报告一、研究背景及意义电能质量是指电力系统的运行状态和电能与负载之间的相互作用，包括电压波动、电压变化、电力电子设备带来的谐波和间断等问题。
随着工业化进程的加速和经济水平的提高，人们对于电能质量的要求也越来越高，这就要求电力系统具有高效、可靠、稳定的品质保证。
因此，对于电能质量在线监控系统的开发研究有着重要的意义。
二、研究目标本文的研究目标是基于ARM和DSP平台开发一种适用于电力系统的电能质量在线监测系统。
该系统能够实时监测电力系统的电压、电流、电能参数以及电能质量等多个参数，并快速准确地反馈到监测系统。
通过实时监测和精确分析，可以及时发现和解决电能质量问题，保障电力系统的稳定运行。
三、研究内容和方法本文将采用ARM和DSP平台结合的方法，设计和开发可实现电能质量在线监测的嵌入式系统。
具体研究内容包括：1.设计嵌入式运行环境：通过移植嵌入式Linux系统和DSP驱动程序，搭建可运行的嵌入式运行环境。
2.进行电能参数的实时采集：采用模拟电路和数字信号处理技术，实现对电网电压、电流、功率、功率因数等参数的实时采集。
3.建立电能质量分析模型：通过电能参数的采集和信号处理，建立电能质量分析模型，实现电能质量分析和监测。
4.实现界面交互和实时监测：开发友好的用户交互界面和实时数据监测功能，方便用户查看电能质量状态。
四、研究预期成果通过本研究，将设计和开发出一款基于ARM和DSP平台的电能质量在线监测系统，具有以下特点：1.准确高效的数据采集和处理能力；2.能够实时监测电能质量，提供定量的电能质量参数；3.开发友好的用户交互界面和实时数据监测功能，方便用户查看电能质量状态。
五、论文结构本论文主要分为如下几个部分：第一部分：绪论，包括研究背景、目标、内容、方法、预期成果和论文结构等；第二部分：相关技术和理论的研究及分析，主要介绍电能质量的基本理论和技术、ARM和DSP平台的相关技术、嵌入式系统的开发等；第三部分：系统设计和实现，包括系统架构设计、硬件实现、软件设计和实现等；第四部分：系统测试和优化，主要介绍系统测试步骤、测试结果及对系统进行优化的具体方法；第五部分：总结与展望，对本研究的工作进行总结，并对未来的研究内容和发展方向进行展望。
基于DSP的电力参数检测系统的研究
库 存储 管理 等功 能 ，整 体框 图如 图 １ 示 。 所
些 行业 （ 如医 院的 精 密仪 器 、徽 计算 机 系统 以 及智 能 电子 、工 业过 程 控 制 中的徽 处 理 器等 ） 成 了重 构
大 的威 胁 ，甚 至造 成 “ 布 ”式 的 连 锁 反 应 ，有 瀑 可 能从 而 引发 电 网崩 溃 的 事件 。所 以 ， 电力 系统
参数检测的主程序 ，同时实现 了语音提示功能和 更加人性 化的操 作显示 界面。
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｓ ｐ ｐ ｒｉ ｔ ｄ ｃ ｓ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｔ ｏ ｆｅ ｅ ｔｉ ｐ ｗｅ ａ ａ ｔ ｒｄ ｔｃ ｉｎ ｂ ｓ ｄ ｏ Ｐ ＴＭ Ｓ ２ Ｌ ４ ７ Ｉ ｓｒ ｃ ： ｉ ａ ｅ ｒ ｕ ｅ ｈ ｅ ｉ ｎ ｍｅｈ ｄ ｏ ｌｃｒｃ ｏ ｒｐ ｒ ｍｅ ｅ ｅ ｅ ｔ ａ ｅ ｎ ＤＳ ｎ ｏ ｏ ３ ０ Ｆ２ ０ ． ｔ
文献 标 识 码 ：Ｔ ３ Ｍ９ ３
Ｉ图 分 类号 ：Ａ Ｉ Ｉ
１ 言 ． 引
随 着 电力 系统 新 型 非 线 性 负荷 的大 量 增加 ，
电 力系统 的 电压 和 电流 波 形 可 能发 生 严 重 畸 变 ， 从 而 给 系统 带 来 大 的 “ 网污染 ” 。而 系 统短 路 电 以 及开 关 操 作 、变压 器 或 电容 器组 投 切 时 的短 时 冲 击 均会 引起 电能 质量 扰 动 问题 ，由于 电网 中 的 谐 波 成份 越 来 越 复 杂 ，严 重 的 电 力 “ 染 ” 对某 污
２系统整体设计 ．
电 力 参 数 检 测 系 统 的 主 体 设 计 思 想 是 采 用
基于DSP的电能质量分析仪系统研究
河南机电高等专科学校学报
Ｊｕｎｌ ｆ ｅａ ｅｈｎｃｌ ｎ ｌｃ ｉ ｌ ｎｉｅｆ ｇＣ ｌ ｇ ｏｒａ ｏ ｎｎＭ ｃａｉａ ａｄＥｅｔｃ ｇｎｅ ｎ ｏ ｅｅ Ｈ ｒａ Ｅ ｉ ｌ
Ｖｏ ＿ ９ Ｎ ． ｌ１ ｏ ６ ＮＯ ． ０ １ Ｖ ２ １
一
２ ５．
［］ ３ 江思敏． Ｍ ３ ０ ２０ Ｓ２ Ｃ ０ ０系列 Ｄ ［开发应用技巧 ［ ． Ｆ Ｓ Ｍ］ 北京 ： 中国电
力 出版 社 ，０８ ２０ ．
［］ ４ 何学辉 ， 苏涛． ＭＳ２ ＶＣ ４２ Ｉ Ｐ与串行 ＡＤ ３ ６ ／ Ｔ ３ ０ ５ ０ Ｓ ） ７ ３０Ａ Ｄ转换器 的 接 口设计 ［ ］ 电子技术应用 ，０ ３ １ （Ｏ ：７— Ｏ Ｊ． ２ ０ ，１ ２ ）６ ７ ． ［］ ５ 许鹏翔 ， 蒋大林 ， 刘芳亮． 于 Ａ ７ ３０电力参数测 量的算法 实现 基 Ｄ ３６ ［ ］ 仪器仪表学报 ，０ ６ ６ ２ ：Ｏ一２ ． Ｊ． ２ ０ ， （７）２ ２
３ ３
河南机 电高等专科学校学报
２ １ 年 ６期 ０１
和外 部 扩 展 其 他 硬 件 电 路 大 量 的 硬 件 中 断 请 求 。 出了系统 的总体 设计 方案 ， 建 了 以 Ｄ Ｐ为 核 心 ， 构 Ｓ 包 Ｔ ３０ ２ １ ＭＳ ２ Ｆ ８ ２通过 外 围 中断扩展 控 制 器 （ Ｉ ） 用 １ 括信 号调理 、 ＰＥ ， ２ 锁相 模 块 、 Ｄ 采集模 块 、 Ａ 信号 处理 模块 、 个可屏 蔽 核 心 中 断 来 管 理 外 围 中 断 。 中 断 产 生 时 ， Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ通信模块等的系统总体架构， 使该仪器在大型 Ｔ ３０ ２ １ 处理 完 比较 的指 令 后 会 立 即对 中断 用电设备现场完成测量和监控 ， ＭＳ２Ｆ ８２在 又能实时上传用 电数 申请进 行相应 ， 然后 对 中断 源进 行 识别 。如果 是 可屏 据 。 蔽 中断 ， 则首先 要检 查 中断源 对 应 的屏 蔽 位是 否 屏蔽
基于DSP的电力系统故障录波器的数据采集与传输研究的开题报告
基于DSP的电力系统故障录波器的数据采集与传输研究的开题报告一、选题背景及意义随着电力系统的发展，电力系统的安全稳定性越来越受到人们的关注。
在电力系统运行中，故障是无法避免的，因此及时有效的故障检测对于电力系统的安全稳定运行至关重要。
故障录波器是一种用于记录电力系统故障信息的仪器。
随着科技的发展，电力系统故障录波器已经从最初的机电式记录方式发展到数字化、自动化的记录方式。
DSP（数字信号处理器）作为数字化信号处理的重要手段，在电力系统中得到了广泛的应用。
基于DSP的电力系统故障录波器数据采集与传输技术的研究，将有助于提高电力系统故障检测的精度和效率。
二、研究内容本文将研究基于DSP的电力系统故障录波器数据采集与传输技术，具体内容包括：1. DSP的基本原理及应用；2. 故障录波器的基本原理及结构；3. DSP在故障录波器中的应用；4. 数据采集与传输技术的实现；5. 实验验证与结果分析。
三、研究方法本文将采用实验研究方法，包括理论分析和实验验证两部分。
理论分析将主要集中于DSP的基础原理及应用、故障录波器的基础原理及结构、数据采集与传输技术的基本原理。
实验验证将主要针对数据采集与传输技术的实现和传输效果进行实际测试和分析。
四、研究预期成果本文将完成基于DSP的电力系统故障录波器数据采集与传输技术的研究，采用实验验证方法，将得到基于DSP的电力系统故障录波器数据采集与传输的关键技术、系统结构和设计方案，并进行实验验证。
预期成果包括：1. 基于DSP的电力系统故障录波器数据采集与传输技术设计方案；2. 基于DSP的电力系统故障录波器数据采集与传输系统的实验平台；3. 基于DSP的电力系统故障录波器数据采集与传输系统的实验验证结果。
五、预期进度安排本文预计的时间进度安排如下：1. 第一阶段（一个月）：完成基础理论的学习和梳理，撰写开题报告；2. 第二阶段（两个月）：完成系统设计和算法实现；3. 第三阶段（一个月）：进行实验验证和数据分析；4. 第四阶段（一个月）：完成论文撰写和论文答辩准备。
基于DSP的电能质量监测分析装置的研究
收稿 日期：２１－ ５ ０ ００ ０－ ４
作者简 介 ：孙楷淇 （ ８一 １ １ ），男 ， ９ 助理工程师。
测 量 电 力 系统 三相 电压 和 电流 ，分 析 计 算 出 电能
的 各项 指标 ：电压 电流 Ｒ ＭＳ值 、峰 值 、电压 电流
１ 言 引
电 系统 注 入干 扰 ｌ。 电能 质 量 的水 平 从 工 业用 电 ｌ 】
开 始 ，逐 渐 影 响到 全 部 供 电 网络 。 由于 不 良的 电 随 着 电力 工 业 和 国 民经 济 的 飞速 发 展 ， 电能 能 质 量 会产 生 严重 的危 害 ，因 此 对 电网 参数 进 行
Ｋｅ ｒ ｓ ＤＳ ； ｏ ｒ ｕ ｌ Ｆ Ｔ ｐ ｗｅ ｄｃ ｔｒ ｙｗｏ ｄ ： Ｐ ｐ ｗｅ ａｉ ｑ ￣： Ｆ ； ｏ ｒｉ ｉａｏ ｎ
中图分类号 ：Ｔ ３ Ｖ７６
文 献标志码 ：Ａ
文章编 号：ｌ７— ２ ｌ ０ ００ — ０ ８ Ｏ ６ ３ ８４ （ ｌ）７ ０２ 一 ５ ２
摘
要 ：本文设计 了一种 基于Ｔ ３ ０ ２ １ Ｓ 的电能质量 监 测分 析装置 ，借助 Ｔ ３ ０ ２ １ ＭＳ ２ Ｆ ８ ２ Ｄ Ｐ ＭＳ ２ Ｆ ８ ２
ＤＰ Ｓ 的高 速数据 处理 能力 ，采 用改进 的Ｆ Ｔ算法 ，通过 采样 滤波 电路 的设 计达 到 实时交 流采样 。 Ｆ 通过 测量 电力 系统 三 相电压 和 电流 ，分析 计算 出电能的各 项指 标 ，为 电能 质量管 理提供 了一个 有 效工 具 。 关键 词 ：ＤＳ Ｐ；电能 质量 ；Ｆ Ｔ；电能 指标 Ｆ
Ｔｈｒ ｕ ｈ ｇｈ ｓ ｅ ａ ａｐ ｏ ｅ ｓｎ ａ ｂｉ ｔｅ ｆＴＭ Ｓ ２０ ８１ Ｐ ｎｄｔ ｅ ｏ ｍｐ ｏ ｅ ｏ ｇｈ ｔ ｅｈｉ —ｐｅ ｄ ｄ ｔ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｃ ｐａ ｌ ｉ ｓｏ ｉ ３ Ｆ２ ２ ＤＳ ａ ｈｅｕｓ ｆｔ ｉ ｒ ｖ ｄ ｈｅ ＦＦＴ ｌ ｏｒｔ ａ ｇ ｉｈｍ，ｔ ｓ ｄ ｖ ｃ ａ ｅ ｌｚ ｅ ｌｔｍ ｅ ｅ ｃ ａ ｅ ｏｆｓ ｍｐ ｅ ｙ ｔ ａ ｈｉ ｅ ｉ ｅ ｃ ｎ ｒ ａｉ ｅ ｒ ａ —ｉ ｘ ｈ ｎｇ ａ ｌ ｓ ｂ ｈｅ ｓ ｍｐｌｎ ｉｔ ｒｃ ｒ ｕｉ ｉ ｇ ｆｌｅ ｉｃ ｔ ｗｈｉｈ ｉ ｓｇ ｅ Ｔｈｅ ｄ ｖｉｅ ｍｅ ｓ ｒ ｓｔ ｅ — ｈａ ｅ ｖｏｔ ｇ ｎ ｕ ｒ ｎ ｆｔ ｗｅ ｙ ｔ ｍ ｎ ｈｅ ｃ ｓｄｅ ｉ ｎ ｄ． ｅ ｃ ａ ｕ ｅ ｈ ｅ ｐ ｓ ｌ ｅ ａ ｄ ｃ ｒｅ ｔｏ ｐｏ ｒｓ ｓｅ ａ ｄ ｔ ｎ ｒ ａ ｈｅ ｃ ｌ ｕ ａｅ ｈｅｉ ｉａ ｏ ｓｏｆ ｈ ｗｅ ． ｅ ｏ ｌ ｅ ｔｎ ｒ ｖ ｓｔ ｅ ｄ ｖｉｅａ ｆｅ ｔｖ ｏ ｌｆ ｒｔｅｐｏ ｒ ａｃ ｌ ｔｓｔ ｎｄ ｃ ｔ ｒ ｅｐｏ ｒ Ｔｈ ｎ ｉ ｔ ｓｉｇ ｐ ｏ ｅ ｈ ｅ ｃ ｎ ｅｆ ｃ ｉ ｅｔ ｏ ｏ ｗｅ ｔ ｎｅ ｈ ｑ ｌｔ ｍ ａ ａ ｅ ｎ ． ｕａｉ ｙ ｎ ｇ ｍｅ ｔ
基于DSP技术的配电网设备电能质量监测系统
Key words：DSP technology；distribution network；power quality monitoring；communication
为了保证电压电流的稳定性，目前配电网设备
功能上依旧存在一些问题，其最核心的在于处理功
电能质量监测相关领域技术，已经引起了各国电力
能性较差 [2]。目前的电力监控主要用微处理器包括
feedback results of the experiment，it can be determined that the power quality monitoring system of the
distribution network equipment developed in this study greatly improves the processing efficiency under
量监测系统在满足电能质量国家监测标准的前提下，处理效率得到极大提高，符合研发猜想，具有
推广应用价值。
关键词：DSP 技术；配电网；电能质量监测；通信
中图分类号：TN272
文献标识码：A
DOI：10.14022/j.issn1674-6236.2020.08.029
文章编号：1674-6236（2020）08-0132-04
第 28 卷
Vol.28
第8期
No.8
电子设计工程
Electronic Design Engineering
2020 年 4 月
Apr. 2020
基于 DSP 技术的配电网设备电能质量监测系统
谢正勇，陆晓坤，汤远红，杜 青
（国家电网安徽省六安市供电公司 安徽 六安 237000）
基于DSP的数据采集系统的设计与研究
基于DSP的数据采集系统的设计与研究摘要当前，由于科学技术在不断的发展，而对于通讯、雷达、航天测量、电子对抗、图像以及多媒体方面等领域对于数据采集系统的要求从而提出了更高的一个层次。
而随着电子芯片不断的推出，在其系统设计上也就有了更加广泛的选择条件，从而促使采集系统得到更加迅速的发展。
但是，怎样可以把大量的数据进行快速的存储，则是作为采集系统设计当中必须解决的问题。
基于DSP的数据采集系统，主要给出了一个总体的系统方案介绍，从而选取在系统当中主要的一个硬件模块，进行分析了其主要硬件的功能以及软件设计的主要思想。
应用这种方案主要通过高速、实时的大容量数据进行采集，从而也突出了它的优越性，从而为数据采集系统提供更为有效的一个途径。
关键词电子芯片；DSP 数据采集；系统设计对于实时数据的采集系统则是作为测量当中不可缺少的一部分组成。
一般在对硬件供电电压等方面的信号进行监测、采集雷达信号等方面，都是需要对连续变化的高速模拟信号做同步的数据采集以及对外部设备的数字量进行异步通信。
所以，只有满足对数据的高速以及高精度的采集，才能确保数据具有一定的有效性以及完整性。
1 DSP的特点1）如果选用以DSP芯片作为主要处理单元的，则可以从该系统的结构方案出发，在满足信息处理的大量数据要求以外，还必须要实现键盘控制以及显示液晶等方面的主要功能。
在应用DSP数据采集的加工控机方案，主要是考虑由于实际系统可能处理的信息会较多，并且工作量会较大，把所有的任务在不影响其速度的情况下都通过DSP进行完成，会存在一定的难度。
但是PMU则它的成本会较低，同时它的优势就是要对外部的设备进行控制，然而PMU数字信号处理的能力却较差，同DSP可以进行互补。
在很多任务当中，对于键盘控制以及液晶显示等一些方面简单的处理环节都可以通过工控机进行完成，从而在单片机的控制方面也利用了其长处，促使DSP的各种算法可以通过数字信号进行处理，同时也满足了处理的要求；2）在对交流电量进行同步采集时，要求全部的测量数据必须要对应一个时标，所以，要求系统就应具有同步的一个高精度时钟。
基于DSP的电力参数测量研究的开题报告
基于DSP的电力参数测量研究的开题报告一、选题背景及意义电力是现代社会发展必不可少的基础设施之一，电力参数的测量是电力系统运行的重要环节，而DSP技术的出现为电力参数测量系统的开发提供了新的技术手段。
因此，基于DSP的电力参数测量研究具有重要的理论价值和实践应用价值。
二、研究内容和目标本课题的研究内容主要包括基于DSP的电流、电压、功率因数、电能等电力参数的测量方法研究，采用数字滤波、时域分析、频域分析等DSP技术对电力参数进行测量和分析；开发基于DSP的电力参数测量系统，实现实时监测和数据采集，并对实验室和现场数据进行测试和分析，以验证该系统的稳定性和可靠性。
三、研究方法和技术路线本研究采用文献调研、理论分析和实验研究等方法，通过对DSP技术和电力参数测量理论的深入研究，结合实验验证，设计开发基于DSP的电力参数测量系统。
主要技术路线如下：1. 研究DSP技术的基本原理和应用方法，了解其在电力参数测量领域中的应用现状和研究进展。
2. 研究不同电力参数的测量原理和方法，包括电流、电压、功率因数、电能等参数的测量方法和数字滤波、时域分析、频域分析等分析方法。
3. 根据研究结果，设计并开发基于DSP技术的电力参数测量系统，包括硬件电路和软件实现方案。
4. 对实验室和现场数据进行测试和分析，验证该系统的稳定性和可靠性。
四、预期成果和创新点1. 设计开发基于DSP的电力参数测量系统，实现电流、电压、功率因数、电能等参数的实时测量和分析。
2. 提出一种基于DSP技术的电力参数测量方法，解决了传统测量方法存在的误差较大、稳定性差等问题，具有较高的准确度和可靠性。
3. 对系统进行了实验验证，得到了实验数据，并进行了数据分析，验证了系统的稳定性和可靠性。
五、研究难点和可行性分析难点：1. 根据不同的电力参数测量方法，设计合理的DSP算法和电路结构，具有较高的准确度和稳定性。
2. 对系统的实时性和多点采样等性能要求比较高，需要对DSP芯片的处理能力和数据存储能力进行优化。
基于DSP和CPLD实现的电能质量监测系统
第36卷第8期继电器V ol.36 No.8 2008年4月16日 RELAY April 16, 2008基于DSP和CPLD实现的电能质量监测系统左 涛，唐 巍（中国农业大学信息与电气工程学院，北京 100083）摘要：电能质量监测技术是当前电力系统领域的研究热点。
针对电网三相电压及电流信号的采集与处理。
设计了电能质量监测装置的数据采集系统，系统以霍尔传感器和并行A/D转换芯片组成前向采集电路，以数字信号处理器（DSP）组成数据处理电路，以复杂可编程逻辑控制器（CPLD）和锁相环组成硬件同步采样电路并以快速傅立叶变换为主要处理算法。
实验表明：系统具有响应速度快、精度高、实时性好的优点。
关键词:数字信号处理器； 电能质量； CPLD； 霍尔传感器Power quality monitoring system based on the DSP and CPLD chipsZUO Tao，TANG Wei（Information and Electrical Engineering College, China Agricultural University , Beijing 100083,China）Abstract: Power quality monitoring technology is the hotspots of current research in the field of power systems. Based on three-phase power grid voltage and current signal acquisition and processing, this paper designs the power quality monitoring device data acquisition system. The system takes a Hall sensor system and the parallel A/D converter chip as prior acquisition circuit, digital signal processor (DSP) as data processing circuits, and complex programmable controller (CPLD) and PLL as synchronous sampling hardware circuit. And fast fourier transform algorithm is also adopted as the main treatment. Experiments show the proposed system is of fast response, high accuracy, and real-time processing.Key words: digital signal processor；power quality；CPLD；Hall sensor中图分类号：TM76 文献标识码： A 文章编号： 1003-4897(2008)08-0040-060 引言随着电能质量对国民经济的影响逐渐加大和人们对电能质量研究的逐渐深入，人们对电能质量关注的焦点已不仅仅是电压、频率和谐波等各种稳态指标，还包括影响电能质量的实时信息，如瞬时扰动和暂态谐波等，同时也要求电能质晕监测系统提供更为直观的分析结果，以利于对电能质量问题做出决策，如要求系统能够进行故障识别、干扰源识别、故障预测和信息共享等。
基于DSP的电量参数采集和处理系统研究
中图文 类号 ：Ｔ ３ Ｍ７
文 献标 识码 ：Ａ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｅ ｔ ｉ ａ ｒ ｍ ｅ ｅ ｓＳａ ｐｌｎｇａ ｏ ｅ ｓｎ ｙ ｔ ｍ ｓ ａ ｃ ｆＥｌ ｃ ｒ ｃ ｌ Ｐａ ａ ｔ ｒ ｍ ｉ ｎｄ Ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｇ Ｓ ｓ ｅ
Ｂａ ｅ ｎ ＤＳＰ ｆ ｒＳ ｐｓ ｓ ｄｏ ｏ ｈｉ
。
系 统 已成 为 船 舶 配 电系 统 提 高 信 息 化 的必 然 趋 势 。 因而 ，建 立 全 船 配 电监 测 系 统 成 为 解 决 上 述 问题 一 个 较 好 的方 法 ［ｓ ４ －。 Ｊ
１ 工程 背景
本 文 研 究 工 作 以某 船 舶 配 电监 测 项 目为 研 究
对 象 ，着 重 叙 述 其 核 心 技 术 “ 电量 采 集 及 处 理 系 统 ” 的研 制 。在 充 分 调 研 我 国船 舶 配 电监 测 的技 术 现 状 基 础 上 ， 开 展 了基 于 Ｔ ３ ０ ＭＳ ２ ＶＣ５ ０ 型 ４２
Ｓ ｎ Ｊａ ｈ ｎ ｕ ｉｎ ｏ ｇ
（ ｉ ａＳ ｉ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｓｇ ｎｅ ， ｕ ａ ３ ０ ４ Ｃｈ ｎ ） Ｃｈ ｎ ｈｐ Ｄｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔａ ｄＤｅ ｉｎＣｅ ｔｒ Ｗ ｈ ｎ４ ０ ６ ， ｉ ａ
Ａｂｔａ ｔ ｍｅ ｔ ｏ ｕｓｉｎ ｎ ｅｌｇｓａｅｏ ｎｔｒｎ ｎ ｎ ｇ ｍｅｔｍｅｎ ｏ ｏ ｒ ｓｒ ｃ：Ａｉ ｄａ ｍｅｑ ｅｔ ｓａ ｄｔ ａ ｔｔ ｆｍｏ ｉ ｉｇ ａ ｄｍａ ａ ｅ ｎ ａｓｆ ｐ ｗｅ ｓ ｏ ｈ ｏ ｄｓ ｉｕｉｎｉ ｓ ｉｓ ｈ ｏ ｃｐｉｎａ ｄｔｅｄｓｇ ｅｈ ｄｏ ｅ ｏ ｅ ｉｒｂ ｔ ｎｍｏ ｉ ｒｎ ｌｃｒ ａ ｉｒｂ ｔ ｎ ｈ ，ｔｅｃ ｎｅ ｔ ｎ ｅｉｎｍ ｔｏ ｔ ｗ ｒｄｓ ｉｕｉ ｎｔ ｉｇｅｅｔｉ ｌ ｔ ｏ ｐ ｏ ｈ ｆ ｈｐ ｔ ｏ ｏ ｃ ｐ ｒｍｅｅｓ ａ ｐｉｇａ ｄ ｒｃｓｉｇｓｓｅ ｕ ｒ ａｄｉ ｉｔｅｉ． ｌ ａ ｉｇｓ ｄｅ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ａａ ｔｒ ｍ ｌ ｎ ｏｅｓｎ ｔｍ ｉｐ ｔｏｗ ｒ ｔ ｓ ｈｓｓＦｕｌ ｈ ｖｎ ｔ ｉ ｒ ｕｒ ｎｓ ｓ ｎ ｐ ｙ ｓ ｆ ｎｈ ｙ ｕ ｄｅ ｅ
基于DSP和嵌入式系统的电能质量监测系统的研究与设计的开题报告
基于DSP和嵌入式系统的电能质量监测系统的研究与设计的开题报告一、选题的背景和意义：随着工业化、城市化的加速，电能质量问题越来越受到人们的重视。
特别是近年来，随着电子技术的进步和电力电子技术的广泛应用，电力系统中出现了更加复杂、多样化的电能质量问题，而这些问题给人们的生活、生产、环境等方面带来了不利影响。
因此，设计一种能够对电能质量进行实时监测、诊断和灵敏判断的系统具有重要的现实意义和深远的发展前景，能够保障电力系统的稳定运行，为了进一步提高电力系统的可靠性和经济性、降低能源的消耗、保护环境。
二、研究的内容和目标：本课题采用DSP和嵌入式系统技术，设计一种电能质量监测系统，对电源系统、线路及接线方式等进行监测和分析，能够实现对电压、电流、功率因数、谐波等电能质量指标进行实时监测和分析，并实现数据处理及存储。
系统设计主要内容包括：（1）基于TI DSP芯片的电能质量监控模块的设计。
（2）开发适用于该系统的测量电路。
（3）嵌入式微处理器系统的软硬件设计。
（4）人机界面的设计和实现，包括监测数据的显示、报警及记录。
三、研究的方法和步骤：1、分析电能质量监测的基本理论和技术，并进一步了解DSP和嵌入式系统的基本原理和应用。
2、研究电能质量监测领域的最新发展情况，分析已有的相关技术和设备，对其优缺点进行分析。
3、进行电能质量监测系统的硬件设计，包括模拟电路、功率放大电路、电源电路等的设计。
4、进行系统软件的设计和开发，主要包括DSP程序设计、嵌入式微处理器程序设计、人机界面设计等。
5、进行实验，对系统的功能和性能进行测试和调试。
四、预期的研究成果和应用前景：本课题完成后，将建立一种可以广泛应用的电能质量监测系统，通过对电力系统的监测和控制，能够提高电力系统的可靠性、经济性和环保性，具有广泛的应用前景。
基于DSP的电能质量监测系统的研究的开题报告
基于DSP的电能质量监测系统的研究的开题报告一、选题的背景和意义随着电力系统从传统的中央式供应向分布式发展，电能质量问题愈发突出。
电能质量的问题包括电压、电流、电力因数、电磁兼容等多个方面。
在制造业、医药、金融等行业领域设备开发和生产，精确的电能质量的保障至关重要，电力系统不断出现的谐波、间歇性断电等问题，往往会给设备的生产使用带来一系列的负面影响，如造成设备故障、增加能源浪费、降低生产效益等等。
因此，如何有效地对电能质量进行监测，对于提高电力系统的稳定性和安全性，减少设备故障和损失，提高电力系统整体效益具有重要意义。
二、研究内容和拟解决的问题基于DSP的电能质量监测系统是一种能够通过数字信号处理进行电能波形分析的电力监测系统。
通过对电能质量指标的监测和分析，可以有效地检测谐波、不均衡度、电流突变等电能质量问题，并能在第一时间进行处理。
因此，本研究的重点是构建一种基于DSP的电能质量监测系统，以实现对电能质量进行实时监测并提供精确的数据指标，并系统化地解决在电力系统工作过程中出现的电能质量问题。
三、研究方法和技术路线1、研究方法本研究采用实验分析和理论研究相结合的方法。
通过实验的数据采集和分析，探究电能质量监测系统的具体应用情况和优缺点，同时，在理论层面上研究电能波形的特性和电能质量参数的计量方法。
2、技术路线技术路线主要包括以下三部分：（1）硬件平台设计：搭建硬件平台，包括数据采集电路、滤波电路等。
（2）软件算法设计：研究各种电能质量参数的计算方法，并设计出相应的算法，完成对电能波形的分析。
（3）系统集成与测试：将硬件与软件进行集成，对整个系统进行测试，实现对电力系统的实时监测。
四、预期成果和应用价值1、预期成果本研究的主要成果是构建一种基于DSP的电能质量监测系统，实现对电力系统电能质量的实时监测和精确计算。
具体而言，研究将集成各种电能质量参数的计算方法，设计出相应的软件算法，并结合硬件平台实现整个系统的高效运行。
基于DSP的电力系统交流电量同步采集系统
第24卷 第5期2009年10月电力学报JOU R N AL OF EL ECT R IC P OW ERV ol.24N o.5 Oct.2009文章编号: 1005 6548(2009)05 0375 05基于DSP 的电力系统交流电量同步采集系统王 宁1,叶慧强2(1.华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003; 2.浙江电力公司丽水莲都供电局,浙江丽水323000)摘 要:研究了基于DSP 的电力系统交流电量同步采集处理系统的整体结构及各组成子模块,描述了采集系统各模块的构成及模块主要芯片的性能及工作原理,给出了模块及器件之间硬件接口设计思路和架构,设计了DSP 和USB 的程序框架,最后介绍了同步采样波形的产生过程,并进行了数据采集误差分析,结果证明了本方法的可行性与精确性。
关键词:电力系统;DSP;GPS;CPLD;同步采集中图分类号:T M73 文献标识码:A 目前电网中各种测控与保护装置普遍要求交流数据量的同步采样,这对于电力系统继电保护、故障判断、系统稳定的分析与控制等都具有重要意义。
一般采样脉冲都是在装置内部时钟的控制下产生的。
对于需要异地同步采样的装置来说,由于装置内部晶振频率有误差,采样难以同步。
但是随着电力系统的发展,对系统监控要求的提高,必然要求能够实现交流数据量的异地同步采样[1 2]。
本系统采用基于全球定位系统(GPS)的同步采样方法实现了交流数据量的异地同步采集。
1 系统原理数据采集处理系统主要由前端信号调理电路,信号采集和处理芯片(DSP 芯片T MS320F2812),GPS 接收板GN 80,USB2.0芯片CY7C68001,CPLD 芯片EPM 1270T144C5及其外围电路组成。
系统原理框图如图1所示。
系统主要完成的任务为:由于各个异地设备的GPS 接收板接收的时间信号是同步的,所以如果将异地设备设置在同一时间开始采集信号,就可以实现数据的异地同步采集。
基于-DSP-的电能质量在线监测装置的设计与实现
密号研究生请勿填写大学研究生课程考试答题纸姓 名学 号专 业考 试 科 目 电能质量分析与控制考 试 时 间 2012.04.24注意：此半页研究生请勿填写摘要随着电力电子器件和敏感性负载在电力系统中越来越频繁的使用，很多年前电能质量就引起了电力工程师的注意，尤其是最近几年，对电能质量的关注不断提升。
电能质量问题被定义为：频率、电压所导致的问题，如电压跌落、电压闪变、电压短时中断、谐波、功率因数以及三相不平衡度。
针对当前电能质量监测需求的不断提升，本文提出了一种基于单片 DSP TMS320F2812 的电能质量在线监测装置的设计与实现。
本系统主要利用 TMS320F2812 的多通道缓冲串行口和多通道高速同步 AD 采样芯片 AD73360 的结合实现电力参数的实时采集，同时利用该 DSP 芯片与网络芯片 W5100 结合实现与以太网通信，从而实现对电能质量的各项指标进行实时分析、存储及远程上报，而且 DSP 与内嵌式网络接口使系统结构紧凑、易于实现、成本降低，很好地适应了电力系统对电能质量监测的要求。
关键词：电能质量；在线监测；AD73360；TMS320F2812ABSTRACTWith the increasing usage of power electronic devices and sensitive loads in power systems, power quality has attracted the attention of power engineers over the past years. The interest in power quality has increased during the latest years. A power quality problem can be defined: problem due to frequency, voltage regulation, voltage dips, flicker, transients, harmonics, and power factor and 3 phase imbalance. With the rising of the power quality monitoring current demand, this paper presents a design and realization of power quality on-line monitoring device based on a single-chip DSP TMS320F2812. This system mainly uses TMS320F2812’s multi-channel buffered serial port (McBSP) and multi-channel high-speed synchronous AD sampling chip AD73360 to realize the power parameters of the real-time acquisition. This design takes advantage of the DSP chip and network-chip W5100 to achieve the Ethernet communication. So the design realizes the real-time analysis, storage and remote reporting of various indicators of power quality. The system based on single-chip DSP in order to make it compact, easy to implement, cost reduction, and well adapted to the power quality monitoring requirements of power system.Keywords：power quality, on-line monitoring, AD73360, TMS320F28121 电力系统的谐波分析及其测量1.1 谐波定义与分类发电厂出线端电压一般具有很好的正弦特性，但在接近负荷端，由于大容量电力设备、用电整流或换流设备以及其他非线性负荷的影响，会在电力系统中产生高频的电压、电流分量，其频率为工频的整数倍，从而造成波形发生较大的畸变。
基于DSP的电能质量分析系统的研究的开题报告
基于DSP的电能质量分析系统的研究的开题报告一、选题背景电能是现代社会的生命线之一，然而电能质量问题一直影响着电力系统的稳定和安全运行，给生产和生活带来不可估量的损失和影响。
电能质量问题主要体现为电压波动、电流谐波、供电中断、电压闪烁、电力负荷波动等现象，这些问题会严重威胁电力系统的安全和可靠运行。
因此，对电能质量进行分析和监测，对于预防和解决电能质量问题具有重要意义。
二、选题意义电能质量分析是电力系统中的一个重要研究领域，对于优化电网结构、提高电力质量、提高供电可靠性、保障电能质量等方面具有重要作用。
本课题拟基于DSP技术，设计并实现一款电能质量分析系统，该系统可以对电能质量进行监测、分析和评估，为电力系统的安全和可靠运行提供有力的支持。
三、研究内容和技术路线1. 系统需求分析：根据电力系统的特点和要求，分析系统的功能需求和性能指标，确定系统设计的基本要求。
2. DSP系统设计：基于TI公司的TMS320F28335芯片，设计并实现DSP 系统，包括系统硬件和软件设计。
3. 信号采集和预处理：采用电能质量分析仪采集电能信号，对采集的信号进行预处理，包括滤波、抽取和转换等。
4. 电能质量分析算法：设计和实现电能质量分析算法，对采集的电能信号进行分析，包括电压波形分析、谐波分析、功率因数分析等。
5. 系统实现和测试：将系统硬件和软件进行集成和调试，进行系统测试和性能评估。
四、预期成果本课题拟设计并实现一款基于DSP技术的电能质量分析系统，该系统能够对电能质量进行监测、分析和评估，为电力系统的安全和可靠运行提供有力的支持。
预期成果包括：1. 电能质量分析系统硬件设计和实现。
2. 电能质量分析系统软件设计和实现。
3. 电能质量分析系统的测试和性能评估。
五、研究意义和应用价值本课题设计并实现基于DSP技术的电能质量分析系统，对于电力系统的安全和可靠运行具有重要意义和应用价值。
具体表现在以下几个方面：1. 提高电力质量：电能质量分析系统能够对电力质量进行监测、分析和评估，能够及时发现和解决电力质量问题，提高电力质量。
基于DSP的电能质量监测系统的设计
基于DSP的电能质量监测系统的设计
赵不贿;李霖;徐雷均
【期刊名称】《仪表技术与传感器》
【年(卷),期】2009(000)003
【摘要】介绍了一种基于DSP处理器实现电能质量监测的解决方案.将
TMS320F2812与MAX125A/D器件相结合,并通过CPLD来实现组合逻辑和外设电路的地址译码.系统可以对电网电能质量进行在线监测、分析、记录得出评价电能质量的各项指标,通过扩展SD卡来存储实时数据和以太网接口进行远程通信.系统结构简单、功能强大、接口丰富、性价比高,具有很好的应用前景.
【总页数】3页(P72-74)
【作者】赵不贿;李霖;徐雷均
【作者单位】江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江,212013;江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江,212013;江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江,212013
【正文语种】中文
【中图分类】TP216
【相关文献】
1.基于DSP+GPRS的远程在线电能质量监测系统设计 [J], 周勇;朱明丽;杜霞;王洪林
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ＤＳＰ开发与应用
《ＰＬＣ技术应用２００例》
您的论文得到两院院士关注
１引言
随着国民经济地高速发展，电的使用也越来越广泛。
但是，随着电网负荷地急剧加大，特别是由于冲击波，非线性负荷容量地不断增长，使得电网发生了电压波形畸变，电压波动与闪变和三相不平衡等多种电能质量问题。
本文介绍的是一在线式电能质量数据采集装置，它具备６项国家电能质量标准监测能力，能够检测所有基本电力参数，可以实现测量的基本精度达０．２级，拥有丰富的数据传输，数据管理和图文报表功能，还可以根据用户需要扩展电能计量。
２系统的硬件设计
２．１ＤＳＰ核心处理模块
根据拟研制的电能质量数据采集装置的精度高的特点，系统选用浮点ＤＳＰ芯片：ＴＭＳ３２０Ｃ６７１１，它采用０．１３微米的ＣＭＯＳ技术，内核电压为１．４Ｖ，Ｉ／Ｏ电压为３．３Ｖ，具有高控制器的运算灵活性，同时其数字处理功能还接近阵列处理器；该处理器具有
３２个３２位字长的通用寄存器以及８个非常独立的功能单元：４
个浮点／定点ＡＬＵ，２个定点ＡＬＵ以及２个浮点／定点乘法器。
本项目的电能质量监测系统的ＤＳＰ部分完成对１２路被检
测信号的模数转换、各项电能指标的分析技术、存储和上传，ＭＣＵ部分完成对ＤＳＰ数据的分析、
存储和显示。
ＤＳＰ及其外围接口电路是整个ＤＳＰ测量单元的核心部分，它由３２位浮点
ＤＳＰ、
振荡器＋锁相倍频器、电压监测及看门狗电路、片外程序ＦＬＡＳＨ、
片外ＳＤＲＡＭ、片外设置参数存储器ＦＲＡＭ等电路组成。
２．２采样电路
此电路为硬件核心部分，采用同步采样方法。
硬件同步的采样方式是一种预防式方法，主要采用锁相环电路来实现跟踪信号频率的变换，从而实时调整采样频率，实现同步采样。
这种方法的优势是处理简单、直接、可靠，而且不占用系统资源。
图１采样电路原理框图
２．２．１过零比较和整形选相电路
电压信号先经过隔直滤波电路，然后进入过零比较器，得到一个与输入信号同频率的ＴＴＬ电平的方波信号后，再经过整形电路，得到一个上升沿陡峭、波形规则并且频率与输入电压信号相同的ＣＭＯＳ电平方波后，进入选相电路。
选相电路能自动选择电压的相别，在触发器和ＣＰＬＤ可编程逻辑的控制选择下，按一定规律选择电压相别，并根据选中相别的电压产生过零信号提高给后续的ＰＬＬ电路，以实现２５６倍的锁相倍频采样。
２．２．２锁相倍频电路
由选相电路选中的信号ＰＬＬ－ＩＮ直接进入锁相倍频电路，
ＣＰＬＤ的编程逻辑编程控制倍频数，得到２５６倍频的硬件采样同步控制信号ＰＬＬ－ＯＵＴ。
本文以实现２５６倍频为例，在ＣＰＬＤ内实现两个十六进制计数器，从而得到输入信号ＰＬＬ－ＩＮ频率的２８倍输出直接输入到相位比较器的一个输入端ＢＩＮ。
ＢＩＮ与来自压控振荡器的输出信号ＰＬＬ－ＯＵＴ相比较，比较结果产生的误差输出电压正比
于两个信号的相位差，经过低通滤波器滤除高频分量后，得到一个平均值电压。
这个平均值电压朝着减小压控振荡器输出频率和输入频率之差的方向变化，直至压控振荡器输出频率和输入信号频率获得一致。
这时ＢＩＮ和ＰＬＬ－ＯＵＴ两个信号的频率相同，两相位差保持恒定（即同步），也称做相位锁定。
２．２．３ＡＤＣ模／数转换电路
Ａ／Ｄ转换电路采用芯片ＡＤＳ８３６４，它是高速、
低功耗，六通道完全独立的１６位逐次逼近式模数转换器。
主要用于测量基
基于ＤＳＰ的电能质量数据采集系统的研究
ＢａｓｅｄｏｎＤＳＰｏｆｔｈｅＰｏｗｅｒＱｕａｌｉｔｙＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ
（１．湖南大学；２．国防科技大学）银
翔
１
王玉平
２
ＹＩＮＸＩＡＮＧＷＡＮＧＹＵＰＩＮＧ
摘要：本文讨论了基于ＤＳＰ的电能质量数据采集系统的功能，并详细介绍了该系统软硬件设计的具体实现。
经过仿真试验证明，该系统稳定可靠，效果良好。
关键词：电能质量；数据采集；谐波；锁相环中图分类号：ＴＰ３６８文献标识码：Ｂ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ＤＳＰｔｏｄｉｓｃｕｓｓｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆＰｏｗｅｒＱｕａｌｉｔｙＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，ａｎｄｄｅｔａｉｌｅｄｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｓｔａｂｌｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅｒｅｓｕｌｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙ，ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ｈａｒｍｏｎｉｃｓ，ｐｈａｓｅｌｏｃｋｌｏｏｐ
文章编号：１００８－０５７０（２００７）１２－２－０１８７－０２
银翔：工程师
基金项目：湖南省科技厅高电能质量输配电关键技术及装备研究（０４ＧＫ２０１１）
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技术创新
中文核心期刊《微计算机信息》（嵌入式与ＳＯＣ）２００７年第２３卷第１２－２期
３６０元／年邮局订阅号：８２－９４６
《现场总线技术应用２００例》
ＤＳＰ开发与应用
本电力参数和６项电能质量指标（电压偏差、频率偏差、不对称
度、谐波、电压波动与闪动）与间谐波。
３系统的软件设计与分析
本系统中的软件采用Ｃ语言与汇编语言混合编程，其中主程序和一部分子程序用Ｃ语言编写，而一些运算量比较大的算法子程序使用汇编语言编写，这样可以提高软件的执行效率，最佳利用ＤＳＰ芯片的软硬件资源。
程序使用模块化设计，主要包括主循环模块、采集模块和数据显示模块。
３．１主循环模块
主循环模块主要对电压波动与闪变、谐波与间谐波、电压短时变动、三相不平衡、电压与频率偏差、暂态振荡与暂态冲击及事件识别进行运算，并将计算结果存放在缓冲区内，当一个主循环检测完成后再将结果搬运至ＨＰＩ的数据交互区供ＭＣＵ进行读取。
在数据的运算和处理过程中，系统采用了多种计算方法以便更准确地检测各项参数。
例如，采用数字滤波技术检测电压波动与闪变；采用小波变换来检测暂态振荡与暂态冲击；而为了精确检测间谐波，采用了多个周期的数据进行ＦＦＴ计算，并在ＦＦＴ计算前加汉宁窗以减少频谱的泄漏，在ＦＦＴ计算
完后又采用插值算法以消除栅栏效应。
图２主循环程序流程图
３．２采集模块
ＤＳＰ在系统初始化以后，在中断服务子程序中将ＡＤＣ转换后所得数据读入所分配的数据缓冲区，待总采样时间到后（例如１秒），利用数据就绪标志通知主循环模块可以提取数据使用与计算。
程序流程图见图３。
３．３数据显示模块
该模块对来自电网数据的处理结果进行统计分析和处理，得到诸如电网频率，电压（电流）基波有效值，各次谐波有效值，各次谐波相位，功率，阻抗，不平衡度，电压波动和闪变等。
显示各种参数随时间变化的曲线，同时产生各种统计报告，对现场进行监控，实现异常或故障报警，故障数据的存储等。
图３采样模块程序流程图
４结语
本文的创新点在于采用浮点ＤＳＰ作为电能质量监测的核心元件。
目前，用于电能质量监测装置的ＤＳＰ多为定点ＤＳＰ，浮点ＤＳＰ相对定点ＤＳＰ，一方面精度相对要高、编程容易，能在短期内开发出高精度电能表；另一方面，动态范围大，提高了电能质量监测装置的鲁棒性。
本系统经过现场运行表明，实时测量效果十分满意。
参考文献
［１］林海雪．现代电能质量的基本问题［Ｊ］．电网技术，２００１，２５－１０：５－１２。
［２］张红，王成梅．电力系统常用交流采样方法比较［Ｊ］．华北电力技术，１９９９－４：２５－２７。
［３］张新成，
李庆亮，徐立新等．多线程技术在电能质量实时监控系统中的应用［Ｊ］微计算机信息，２００６，４－１：１４１－１４３．
作者简介：银翔，女，（１９７３－－），汉族，工程师，研究方向，嵌入式
系统，计算机控制等。
Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＹｉｎＸｉａｎｇ，ｆｅｍａｌｅ，１９７３，Ｈａｎ，ｅｎｇｉｎｅｅｒ，ｒｅｓｅａｒｃｈａｒｅａ：ＥｍｂｅｄｄｅｄＭｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒＳｙｓｔｅｍａｎｄｃｏｍｐｕｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌ，ｅｔｃ．（４１００１２湖南湖南大学）银翔
（４１００１２湖南国防科技大学）王玉平
通讯地址：（４１００１２湖南湖南大学电气与信息工程学院）银翔
（收稿日期：２００７．９．１３）（修稿日期：２００７．１１．１５）
（上接第２０５页）
Ｂｉｏｇｒａｐｈ：ＣｈｅｎＤｅ－Ｆｅｎｇ（１９７９－），ｍａｌｅ，Ｈａｎ，ｂｏｒｎｅｄｉｎｄｅｚｈｏｕｃｉｔｙＳｈａｎｄｏｎｇｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｇｒａｄｕａｔｅｓｔｕｄｅｎｔ，ｓｔｕｄｙｉｎｇｉｎＯｃｅａｎＵ－ｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎ：ＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ，ｍｏｄｅｒｎｄｉｇｉｔａｌｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．
（２６６１０１山东青岛中国海洋大学信息科学与工程学院）
陈德锋李欣袁名锦
（２６６１０１山东青岛青岛科技大学）李磊
（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＯｃｅａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＯｆＣｈｉｎａ）ＣｈｅｎＤｅＦｅｎｇＬｉＸｉｎＹｕａｎＭｉｎｇＪｉｎ
（ｑｉｎｇｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＱｉｎｇｄａｏＳｈａｎ－ｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ，２６６１０１）ＬｉＬｅｉ
通讯地址：（２６６１００青岛市松岭路２３８号中国海洋大学崂山校区信息学院电子系０４研）陈德锋
（收稿日期：２００７．９．１３）（修稿日期：２００７．１１．１５）
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