基于dsp技术的高精度电能表的计量

西安电子科技大学硕士学位论文基于DSP技术的高精度电能表的计量姓名：詹学文申请学位级别：硕士专业：电子与通信工程指导教师：苏涛;赵四海20050301基于DSP技术的高精度电能表的计量作者：詹学文学位授予单位：西安电子科技大学相似文献(10条)1.期刊论文李芙英.臧金奎.纪昆基于DSP的光电式高低压电能表-电力系统自动化2002,26(2)0　引言随着电网商业化运营和用电营业管理现代化的需要，电能表的多功能化和自动化将成为实现这种改革的一种重要的技术手段。光电式高压电能表应用于10kV配电系统，可以实现电能的直接高压计量，从根本上解决了长期困扰电力系统的窃电问题，为实现配电网的高压计量收费奠定了技术基础。该表应用光电式电流互感器这一新型电子元件，采用了先进的DSP技术及网络技术，将这些技术与微机有机地结合起来，能完成有功电能、无功电能、有功功率、无功功率、视在功率、频率、电压、电流、功率因数等数据的实时计量与监测，不仅具有复费率电表的高、谷、平分时计量功能，同时具有计量配电变压器损耗、谐波电能及基波电能的功能，还可实现远程读表、负荷监控、电费分时统计结算等功能，从各方面满足了电能量计费系统的要求［1］。本文主要从系统设计角度，介绍在光电式高低压电能表(OEWM)系统中，高速DSP芯片TMS320C542的设计应用。2.期刊论文李自成.沈安文一种基于DSP的多功能三相电能表的设计-武汉化工学院学报2004,26(4)论述了基于DSP的测量三相交流电能的基本原理.详细介绍了具体的硬件电路和软件设计.经初步试验,这种仪表具有精度高、运行可靠和便于升级等优点,满足设计要求.3.学位论文尤勇基于TMS320F206的分功率因数电能表的研究与设计2009随着我国国民经济的飞速发展，各行各业对电力的需求越来越大，功率因数已成为衡量电力系统电网运行质量的一个重要指标。分功率因数电能表根据用户实时功率因数考核收费，用经济杠杆的手段激励用户采取适当措施改善功率因数，从而提高电网质量。本文首先分析了分功率因数电能表的工作原理，介绍了DSP技术及其在电力参数测量中的应用，并介绍了电力参数测量的各种算法及其原理。在系统硬件设计中，首先介绍了系统硬件总体设计方案，接着对各主要硬件单元模块进行了详细说明，主要包括数据采集单元、数据处理单元、管理控制单元、显示接口单元和通信接口单元，最后，对系统硬件抗干扰措施进行了分析。系统软件由DSP计量单元软件和MCU管理单元软件两部分构成。DSP通过FFT算法完成对A/D采样信号的计算和处理，并将处理后的数据发送给MCU，而MCU则负责分功率因数计量模块的实现，并执行谐波监测、需量计算、异常检测、通讯以及显示处理等功能。最后，简要地介绍了软件抗干扰设计。最后，介绍了分功率因数电能表挂网试运行的情况，并给出了分功率因数电能表的基本参数和主要技术指标以及性能测试实验结果。分功率因数电能表采用DSP+MCU的高档电能表设计方案，具有精度高、结构简单、使用方便等特点，它可以测量用户的总用电量以及分功率因数的累计电量，并通过考核功率因数奖惩电费，还可以对电网谐波进行监测，有利于用电量大的工厂和企业科学、合理地使用电力资源。4.期刊论文刘新旺基于ARM和DSP技术的电能表现场校验仪-硅谷2009,(4)随着科技的发展,电能表的准确度等级越来越高,对电能表现场校验仪的要求也随之提高,通过介绍电能表现场校验仪的硬件原理、ARM和DSP技术原理以及在现场校验仪中的功能实现,体现基于ARM和DSP技术的电能表现场校验仪的优越性.5.学位论文刘威基于DSP的高精度复费率电能表的设计2006电能是国民经济与人民生活的主要能源。采用科学的方法进行电能的计量管理是缓解我国电力供需矛盾的一种有效手段。为了配合国家“削峰填谷”这一用电政策的推广本课题研制了这种高精度的复费率电能表。本课题设计的基于DSP的高精度复费率电能表，主要用于用电量大的工厂或者企业的电能消耗测量。它不仅能完成电能计量、费率管理、串口通讯、电网参数测量等功能，同时具有精度高、功耗低、抗干扰能力强等特点。本文主要从硬件和软件两部分来论述整个系统的设计与实现。硬件方面：根据仪表的精度要求选择合适的器件，采用了精度为0.1％的电压和电流互感器、16位的A/D转换器、16位定点的DSP作为CPU，并且对各个芯片的功能和特点进行了分析和说明。系统的核心是数字信号处理器的TMS320VC5409，以模块化的设计方法将仪表的硬件按功能分为几大模块进行设计，分别为：电源模块、输入调理模块、数据处理模块、时钟模块、通信模块、脉冲输出模块。电源模块为系统提供电源；输入调理模块将电网中的信号转变成适当幅度的电压信号经过滤波送入数据处理模块；数据处理模块把采集上来的数据进行分析、计算和处理，时钟模块为复费率提供时钟，此外还有脉冲输出模块和通信模块。软件部分：主要以DSP部分的下位机软件开发与调试为重点。在本系统中软件设计是按照仪表预定完成的功能、所要达到的精度，依据硬件电路的设计，以模块化的编程方法，完成信号的采集、数据转换和处理、算法实现、数据分析、脉冲输出等任务。采用了准同步算法，即通过增加采样点数和采样周期的方式，有效消除同步误差对电网参数测量精度的影响，可以有效提高测量的准确性。准同步算法是通过对DSP的软件编程来实现的。上位机软件用VisualBasic语言编写，主要完成数据管理、参数传递等功能。除此之外，本系统还从硬件和软件两个方面的设计来增加系统的抗干扰特性。本课题设计的复费率电能表在整个系统中没有任何机械部件，是纯电子式的电量测量仪器。DSP芯片和准同步算法的使用也使得本表在精度有所提高。6.期刊论文彭可.罗湘运.唐宜清.PENGKe.LUOXiang-yun.TANGYi-qing采用DSP处理器的新型多用户电能表系统设计-电测与仪表2007,44(1)介绍了一种采用DSP处理器的多用户电能表设计.首先介绍了电能测量的方法和总体方案设计,接着详细探讨了电能表主要模块功能,最后得到了电能表实验结果.该电能表除了可计量多户家庭的用电情况,还具有采样频率高、实时处理速度快、性价比高等特点.7.学位论文林国营高精度多功能三相电能表2008电能计量的精度无论对于供电方还是对于用电方，都非常重要。传统电能表的精度低，功能单一，不能满足精度要求和非正弦电路的无功功率测量。随着电力电子装置等非线性负载的功率容量和功率密度的不断增大，他们所产生的谐波已使电网遭受日益严重的污染。在这种情况下，有必要研发新技术新设备。同时，数字信号处理技术(DSP)正在迅速发展，21世纪将是数字信号处理理论与算法的大发展时期。本项目采用ADI于2004年生产的BLACKFIN53116位定点DSP芯片。针对目前市场上现行的电能表所存在的缺陷和局限性，研究并设计了一种基于DSPBF531芯片的高精度多功能电能表。采用了诸多最新的理论成果，电能计量精度达到0.2S级，谐波测量精度达到0.5％。在一定的定义下，无功测量方法不但适用于正弦电路，也适用于非正弦电路下的无功功率测量。全书共分七章：第一章、简述了电能计量装置的发展和现状，论证了本课题开发和研究的必要性和可行性，介绍了高精度多功能电能表的系统方案；第二章、讨论了电测系统的测量原理，设计了电能表中的计量和分析算法；第三章、介绍了系统的硬件平台和开发环境；第四章、详细给出了系统的硬件设计；第五章、分析系统误差及其校正；第六章、介绍系统的软件设计；第七章、对整个系统进行实验测试，给出测试结果，最后讨论、总结。8.期刊论文朱智亮.詹学文基于DSP技术的高精度电能表主要参数的算法研究-硅谷2010,(4)快速傅里叶变换具有精确的频谱分析能力,可以计算谐波分量.通过讨论其在高精度电能表中的应用,给出谐波电能表各项参数的计算公式,最后还给出实际测试结果.9.会议论文李静.杨以涵.于文斌.张国庆基于LabVIEWDSP模块分别计量基波和谐波电能的数字电能表2008本文通过传统电能计量系统和数字电能计量系统的比较，引入虚拟仪器技术的思想和设计方法，提出一种基于全功能可视化数字信号处理器(DSP)设计工具LabVIEWDSP模块的数字电能表开发方案,以浮点DSP芯片为核心,通过光电传感器、A/D转换器较少硬件,完成电压、电流实时采集,而准同步采样、数字滤波、加窗、快速傅里叶变换(FFT)运算、电参量计算等工作由DSP芯片里的软件完成。利用LabVIEWDSP模块能将图形化开发环境下开发的程序直接下载至DSP硬件设备，无需单独的DSP编译器，操作非常方便。方案充分利用了LabVIEWDSP模块的交互性、易用性、集成资源以及DSP芯片数据处理能力,达到了缩短开发周期、降低开发难度等目的。研究开发的数字电能表具有功能多、体积小、性能高、功能扩展方便等特点。10.期刊论文吴彩林基于DSP技术的0.5级高精度电能表的设计-电子元器件应用2008,10(6)针对电力部门对高精度电能计量的实际要求,给出了0.5级高精度电能表的总体设计思想.提出了以单片机为主CPU,以DSP为从CPU来实现电能计量的新一代高精度电能表的设计方案;并用MATLAB和CCS进行了仿真,从而验证了基于傅里叶变换的电能计量算法程序,同时探讨了程序的优化方法.本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：021fbd2e-580b-456a-835b-9dd40138a2ad下载时间：2010年8月16日