基于DSP和ARM的双核电能质量分析仪的研究

西华大学硕士学位论文基于DSP和ARM的双核电能质量分析仪的研究姓名：郝朝辉申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：靳斌20090501基于DSP和ARM的双核电能质量分析仪的研究作者：郝朝辉学位授予单位：西华大学相似文献(10条)1.学位论文张斌基于小波变换和傅立叶变换的电能质量分析方法2001该文从电能质量在线监测的角度出发,提出了一种基于小波变换的傅立叶变换的分析方法,对大量典型的电能质量信号用MATLAB软件进行了仿真分析,取得了令人满意的结果,验证了该方法的实用性和可行性.该文首先系统地介绍了电能质量现象及其理论基础,对各种电能量扰动的分类、定义、特征及其产生的原因进行了详细的阐述,并简要地介绍了中国的电能质量标准以及电能质量监督管理体系;其次,对傅立叶变换、短时傅立叶变换和小波变换这三种方法的基本原理及基在电能质量分析领域的应用现状作了深入的探讨和比较,阐明了各种方法的特点及其适用条件;进而,对该文提出的方法的原理及其实现作了详尽的说明;最后,以若干典型信号的仿真分析为例验证了该方法的优越性.2.学位论文李兰芳电能质量在线监测系统2004近年来,电能质量问题日益引起电力部门和用户的广泛关注.为了采取合理的措施来提高电能质量,必须首先建立电能质量监测分析系统,对电能质量进行正确地检测、评估和分类.该文在总结原有的电能质量分析方法的基础上,提出采用小波变换和傅立叶变换相结合的方法进行电能质量分析.该文首先系统地介绍了电能质量现象及其理论基础,对各种电能质量扰动的分类、定义、特征及其产生的原因进行了详细的阐述,并简要介绍了中国电能质量标准.其次,对傅立叶变换、短时傅立叶变换和小波变换这三种方法的基本原理及其在电能质量分析领域的应用现状做了探讨和比较,分析了各种方法的特点及其适用条件.进而,通过对大量典型信号的仿真分析确立了电能质量分析算法,并验证了该方法的优越性.实际的电能质量信号可能含有高频突变部分和噪声部分.小波变换的自适应性使其对电能质量扰动信号的消噪有着传统的低通滤波器无法比拟的优点.该文采用小波消噪的方法对信号进行预处理,获得了良好的效果.基于信号的奇异性检测理论,利用小波分解的高频系数是否具有模极大值作为区分稳态和非稳态现象的判据.利用快速傅立叶变换方法对谐波、闪变和纯正弦波等稳态现象进行分析.利用小波变换的快速算法——Mallat算法来确定非稳态扰动的持续时间和扰动波形,从而区分各种非稳态扰动现象.最后,该文从电能质量在线监测的角度出发,采用基于小波变换和傅立叶变换的电能质量分析方法,设计了以TMS320VC33为核心的硬件监测系统,并采用C语言编程实现电能质量分析算法.3.期刊论文尚婕.陈红卫.李彦电能质量分析方法评述-华东船舶工业学院学报(自然科学版)2002,16(5)就电力系统中存在的主要电能质量问题作了归纳,对几种基于变换的分析方法尤其是小波变换法的原理及在电能质量领域的应用作了详细阐述.最后对小波变换在电能质量分析中的发展方向进行了展望.4.学位论文陈荣斌基于以太网的电能质量监测与远程管理系统的研究及应用2005本论文在前端测量子系统对电力参数采集的基础上，基于电能质量监测的数字化、计算机化、网络化、远程化的思想，在中心管理主机上进行电能质量监测与远程管理系统的研究与设计。在系统组网方式上，基于以太网及TCP/IP协议，进行中心管理主机与前端测量子系统之间的通信，实现了电能质量在线监测的网络化，与基于PSTN和RS485的通信方式相比，有着不可比拟的优势。介绍了电能质量的指标，说明对电能质量进行监测的意义、必要性以及其计算方法，并介绍了基于傅立叶变换和小波变换的电能质量分析方法。在中心管理主机上，对来自各前端参数测量子系统的采集数据，采用基于傅立叶变换的电能质量分析方法，根据国家相应电能质量标准进行分析与管理，使用面向对象设计方法，用VisualC++6.0开发了数据监测与管理系统，实现了电力参数的远程通信和数据管理，良好的界面使管理人员可方便灵活地进行数据的实时监测、查询、管理等工作。论文指出基于傅立叶变换和基于小波变换的电能质量分析方法各自的优点与不足，提出发挥这两种分析方法各自优势的基于傅立叶变换和小波变换结合的电能质量分析方法，基于小波变换提出一种监测电能质量突变的实用方法，并对常见的电能质量突变情况进行了大量的讨论研究和仿真实验，证实其可行性。具有一定的实际价值和现实意义。解决了在运用傅立叶变换分析过程中无法对特殊的暂态信号进行监测的难题，可实现对电能质量的全面监测与分析。5.学位论文郭彬彬小波分析在电能质量扰动信号去噪与数据压缩中的应用2006电力系统在运行中常常会发生各种扰动，对供电质量和系统的安全运行造成了极大的影响。为了找出各种扰动现象的规律，减少、避免扰动发生，大量电力监测装置被应用到电力系统中。但为完整记录扰动信息，该类装置一般采用高频采样率，造成信号存储和传输成本增加；另外采集到的扰动信号中常叠加着噪声，会影响信号监测分析的效果。为提高扰动信号的信噪比，减小扰动信号数据存储和传输量，本文对电能质量扰动信号的去噪和数据压缩方法分别进行了研究。首先利用Matlab/Simulink电力系统工具箱中的模块建立了一个110kv的三相输电网络仿真模型，并以韶山1型电力机车为原型，实现对电网中主要谐波源的模拟；然后，对该输电网络中多种短路故障进行了分析，并给出在稳态扰动和暂态扰动情况下的电压扰动信号波形。根据小波包变换具有高分辨率的特点，给出一种基于小波包变换的去噪方法，利用仿真电压扰动波形，比较了在选择不同阈值和阈值函数时对含噪电压扰动信号的去噪效果，对去噪方法的可行性和有效性进行了效验。介绍了基于傅立叶变换、小波变换和小波包变换的数据压缩方法，分析比较了它们各自的优缺点。在此基础上，提出一种针对复杂电气信号的基于傅立叶变换和小波包变换的综合电能质量扰动信号数据压缩新方法。该方法先对扰动信号进行分段扰动类型检测，然后根据各段信号的扰动类型分别选择合适的压缩方法：对稳态扰动信号用傅立叶变换进行数据压缩，对暂态扰动信号用小波包变换进行数据压缩。最后，给出小波变换压缩、小波包变换压缩和综合数据压缩这三种压缩方法的仿真结果，实验证明了综合压缩方法的有效性。6.会议论文郭彬彬.黄纯.周剑波基于傅立叶变换和小波包变换的电能质量扰动数据压缩方法2006傅立叶变换适用于谐波等电力系统稳态扰动现象的分析,而正交小波包变换具有良好的时一频局部化特性,可以对信号进行多频带分解,适用于暂态扰动现象的分析.本文将傅立叶变换与正交小波包变换相结合,提出一种对电能质量扰动信号进行压缩的新方法:将电能质量扰动信号利用多分辨率分析进行检测分类后,对于稳态扰动信号用傅立叶变换方法进行压缩,对于暂态扰动信号用正交小波包变换方法进行压缩.利用Simulink搭建一个电力系统模型产生电能质量扰动信号,用本文方法对其进行压缩仿真,并对仿真结果进行分析比较,验证了该方法的可行性和有效性.7.学位论文周刚电能质量实时监测系统的研究及软件设计2004随着我国国民经济的蓬勃发展,电力负荷急剧加大,特别是电力系统中非线性负荷、时变负荷的大量投入使用,使电网的电流、电压波形出现了畸变,电能质量有日益恶化的趋势,严重影响了电网发、供、用电设备的安全稳定运行,增加了网络的损耗,降低了设备的使用寿命,每年都会因此而造成巨大的经济损失,改善电能质量已经成为一个急需解决的重大技术问题.本文阐述了电能质量及其检测方法的基本内容以及电能质量监测装置的软硬件开发.衡量电能质量的基本指标主要有五项:电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动和闪变、三相电压不平衡.本文介绍了这五项标准的基本概念以及我国和IEC关于电能质量的标准并介绍了开发研制的一套电能质量检测装置.目前电能质量分析常用方法有傅立叶变换法、短时傅立叶变换法和小波分析法.而本文所述的电能质量监测装置是采用快速傅里叶变换(FFT)分析方法,同时对电能质量有关指标:电压偏差、频率偏差、各种功率、谐波含量、电压波动和三相不平衡的计算和检测方法,进行了详细地阐述.为了能够对电能质量进行实时监测,给供电部门提供实时控制依据,根据国家指定的五项电能质量标准,研制了一套电能质量监测装置,可实现对电能质量各项指标的实时监测.本装置的前置部分采用数字信号处理(DSP:DigitalSignalProcessing)并行处理技术,对变电站每段母线的各相电压和各条出线的各相电流进行高速采集、处理和分析,实时检测和计算出电能质量的各项参数,经现场控制总线将检测结果传送至高层的管理工控机.后台应用软件是采用组件对象模型(COM:ComponentObjectModel)技术,使用MicrosoftVisualC++语言编写.能实现对各DSP传来的数据信息进行进一步分析和处理,以波形图、棒图、数字表记的形式显示输出检测的结果,定期保存.并采用TCP作为网络通信模块的通信协议和TCP/IP的一个应用程序接口Socket实现网络通讯,将监测结果输出给远方调度部门.8.学位论文时丽君电能质量监测装置后台软件的研究与开发2001该文阐述了电能质量及其检测控制方法的基本内容以及电能质量监测装置的软硬件开发.电能质量主要有五项基本指标：电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压流动和闪变、三相电压不平衡.该文介绍了这五项标准的基本概念和中国和IEC关于电能质量的标准.目前电能质量的分析方法有傅立叶变换法、短时傅立叶变换法和小波分析法.而该文所述的电能质量监测装置是采用快速傅里叶变换（FFT）分析方法.同时该文对电能质量有关指标：电压偏差、频率偏差、各种功率、谐波含量、电压波动和三相不平衡的计算和检测方法,进行了详细地阐述,最后总结了用户电力技术、有源滤波器、动态电压恢复器和统一电能质量控制器等用以改善电能质量的措施.9.期刊论文于雪莹.苏炎一种适用于农村低压电网的电能质量监测系统-山东电力高等专科学校学报2005,8(1)介绍了电能质量监测的重要性以及在农村低压电网推行电能质量监测系统的现实意义.通过简单介绍低压电力载波抄表系统提出一种基于载波抄表系统的电能质量监测系统的设计思路,并简单介绍了该系统的硬件、软件以及利用傅立叶变换分析方法的可行性.10.学位论文林琳基于虚拟仪器LabWindows/CVI的电能质量分析系统2007系统中的发电机、变压器、线路和用电设备的非线性或不对称，加之控制手段不完善以及外界干扰和各种故障是造成系统电压不平衡及电压正弦波畸变的主要原因，所以产生电能质量问题。针对传统电能质量分析仪存在的存储容量小，显示功能单调，非正弦电参量测量误差大，数据分析处理能力欠缺等问题，本文提出了基于Labwindows/CVI虚拟技术平台的电能质量分析系统的设计方案。首先介绍了电能质量分析系统的研究现状和电能质量的分析方法。然后，对电能质量的现象(包括定义、产生原因、危害)做的详细的分析；其次，介绍了电能质量的数学分析方法，主要是傅立叶变换，窗函数，频谱混叠和泄露效应的数学分析方法。再次，详细说明了本文设计的电能质量分析系统的硬件搭建和软件实现。硬件方面，本文选用了基于PXI总线的仪器系统完成硬件搭建。软件方面，以Labwindows/CVI为开发平台完成了电能质量基本指标的分析和处理，包括信号采集，信号分析和测试数据存储等功能。利用过零检测方法进行频率检测和测量；利用快速傅立叶变换求出基波和谐波幅值、相位；利用相关方法求信号的相位差及利用比较方法求电压波动。最后，对实验测试数据中的误差进行了分析并提出了改善措施，并对本系统中的不足做了描述，对电能质量分析装置的发展趋势也进行了必要的展望。本文链接：下载时间：2010年5月25日