基于嵌入式的電能質量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、20世紀80年代以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，電的使用越來越廣泛。但是，各種非線性、沖擊性和不對稱性負荷的大量投入使用，使電網(wǎng)供電電壓的非線性、不穩(wěn)定性和不對稱性日趨嚴重。本文在研究了國內外電能質量相關文獻的基礎上，結合最新的計算機技術、信息處理技術、自動化技術、集成電路技術以及微電子技術，研究和開發(fā)了高精度多功能電能質量數(shù)據(jù)采集裝置，為改善電能質量和制定有關電能質量的治理措施和政策提供必要的依據(jù)。 首先，本文分析了電能質量研究

2、的發(fā)展趨勢以及電能質量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā)的必要性，并針對國內電能質量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀和存在的問題，提出了一種新的電能質量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的三層結構模型：前端DSP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、MCU數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和遠程電能質量數(shù)據(jù)監(jiān)測與分析系統(tǒng)，分析并證明了該方案對電能質量數(shù)據(jù)的監(jiān)測具有明顯的優(yōu)越性；然后，針對前端DSP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特殊性和功能需求，深入地探討了數(shù)據(jù)采集與A/D轉換、三相同步采樣和DSP核心處理等模塊的硬軟件的設計與開發(fā)技術；并在前端D

3、SP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基礎上深入研究了電能質量數(shù)據(jù)的DSP計算方法，提出了一種基于IEC標準的波動與閃變實時測量算法，并用DSP進行了仿真測試，取得了較好的試驗效果；一個性能強勁而可靠的MCU數(shù)據(jù)管理模塊是系統(tǒng)的基礎，本文構建了ARM+Linux的系統(tǒng)架構設計方案，著重研究了Linux設備驅動程序的編寫與實現(xiàn)方法，針對嵌入式GUI環(huán)境下的驅動開發(fā)進行了具體的分析和設計；最后，基于上述研究的成果，成功地研制了一種基于ARM+DSP的電能質量數(shù)