文档介绍：摘要电力信号的精确采集和处理是苛ο低辰懈髦旨痰绫;ぱ芯俊⒌缒苤柿糠治的基础。本文设计了基篋的数据采集与处理系统,完成了电力系统模拟信号的精确采集、基频测量以及对铁电存储器的读写操作,并实时监测电力系统的运行状况。本文重点讨论了几种计算模拟量有效值的算法尤其是付氏算法的原理、中值滤波的原理以及实用的数字滤波器的设计方法。最后对各种有效值算法和频率测量方法进行了大量的试验,并对试验数掘进行了精度分析。结果表明采用中值滤波结合付氏算法计算出的模拟量有效值精度最高,可以达到±%。频率测量可以精确到关键词:莶杉妒纤惴ǎ绱娲⑵力人学硕把徊孜恼R,.’,.瓵,甌產..甦瓼甪。
课题的研究背景第一章引言电力信号采集与处理系统发展的现状⋯.缘缌π藕挪杉氪硐低车囊话忝枋随着⒋砥骷际醯姆⒄购陀τ昧煊虻牟欢侠┐螅被诘テ牡缌信号的数据采集与处理系统在精确性和实时性等诸多方面表现出来的不足,基于牡缌π藕挪杉氪碇鸾コ晌Q芯康闹髁鳌O衷谄溆布教ㄒ严嗟背墒臁T信号采集部分,一般采取的方法是:互感器裳3制多路转换开关/换器,在这个过程中,一般都需要应用有源或无源滤波器和必要的电平转换电路。钦鲂藕挪杉氪硐低车暮诵摹P藕糯碇饕0ㄐ藕诺牟杉⒋娲ⅰ⒓算、传输等几个部分。其中信号的计算部分是整个系统软件的基础,而电力系统中应用最多的是关于电压、电流等韵有效值和相位以及视在阻抗。两点乘积算法和付氏算法是计算有效值应用较多的两种方法。为了提高计算的精度,往往在计算之前剥采样值进行数字滤波。数字滤波的方法无论从理论上还是工程应用都很成熟,其中、自适应滤波都是传统的算法,而采用零、极点法设计数字滤波器是工程上应用很广泛的方法,它们原理比较简单,滤波精度基本达到工程的要求,在微机上实现也比较容易。随着数字信号处理技术的发展,以这些算法为基础的各种改进的算法以及它们的各种数字化实现方法成为人们研究的重点。各种算法向着运算量更少、存储区更小、速度更快的方向发展。在数据的采集与处理系统中,和上位机通信也是必不可少的组成部分,一般系统具备的资源是基于一騌标准的串行口,它们的应用比较简单,在传输的数据量不太大时,基本能满足系统的要求。而芟呔哂型ㄐ潘俣瓤臁⒖梢热插拔、即插叩用等非常好的特点,所以现在更多的系统配备了涌凇K孀的发展,采用基于榈耐ㄐ乓渤晌R桓龇⒄沟那魇啤U庑┘际醯应用大大提高了电力信号数据采集与处理系统灵活性和使用范幽。电力信号采集系统即对电力系统电气量如电压、电流、频率等的采样、存储、再处理、传输的过程。输入到系统的是原始的模拟信号,而系统要将其经过采样处理转换为数字信号才能保存或传输,在这个过程中需要满足香农采样定律才能使数字信号真实地反映原始模拟信号。山于数字芯片一般采用缙交駽缙剑所以一般模拟信号是爿苤苯邮淙氲模饩托枰1匾5牡转换和匹配电路。电力华北力人学硕十学位论文
.缌π藕挪杉氪硐低车姆⒄瓜肿信号数据采集处理系统的结构框图如图所示以前的控制器一般采用单片机,而单片机已从弧位、位在向位发展,对大多数系统来说已经满足要求了。单片机有许多优点,如价格比较低廉、结构简单、接口扩展能力强等。但有个很明显的缺点就是数学运算能力差,它可以应用在⋯些对采样信号数学处理较为简单的领域,而对信号的数学处理比较复杂的领域来说,譬如通讯领域和复杂控制领域等,单片机就很难满足要求了。单片机的速度也是制约单片机发展的一个主要问题。盗械テ钠德也只有几绞窶栽谙低呈凳毙砸G蠼细叩某『希诘テ南统很难达到要求。而谕獠渴敝釉雌德什惶ǜ呤保肞锁褶环,时钟频率最高可达到外部时钟源频率的丁A硗釪的哈佛结构和专用的数字信号处理指令也提高了它的运行速度。因此〈テ鞘莶杉低车姆⒄骨势。在和上位机之间的数据传输问题上,』氧是:波特率最大为特/秒,传输距离一般不超过米,串口不能带电插拔:一芟叩拇渚嗬胛几十米到上千米。而涌诘奶氐闶牵篣的数字传输率达到,.达到了实现了真矿的即插即用和热插拔,当用户需要将外设连接到机上对其进行功能扩展时,只需要拿起外设的接线将它插入到机的口上就可以了,剩下的一切都有操作系统来处理。由于一般的数据采集系统存在。卜而诸多问题,因此采用魑?刂破鳎用通用串行总线蜕衔换咏且院笫虿杉硐低撤⒄沟囊恢挚赡的趋势。
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