基于DSP的电能质量监测分析装置的研究

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。

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ARM和DSP技术的电能质量监测系统的研究与设计的开题报告一、选题背景随着电力系统的不断发展和电力质量问题的不断突出，电能质量监测系统已经成为了电力系统中不可或缺的组成部分。

其目标是对电力系统在正常运行过程中出现的各种电能质量问题进行监测和诊断，并提供有效的解决方案。

目前，电能质量监测系统的技术已经得到了较大的发展。

其中，基于ARM和DSP技术的电能质量监测系统具有功能强大、效率高、可靠性高等优点，已经成为电能质量监测系统研究的热点领域。

二、研究内容本文以基于ARM和DSP技术的电能质量监测系统为研究对象，主要内容分为以下几个方面：1.电能质量监测系统的概述本章主要介绍电能质量监测系统的发展历程、目标、应用领域以及电能质量监测系统的基本组成部分等方面的内容。

2.ARM和DSP技术的概述本章主要介绍ARM和DSP技术的特点、优势、应用领域以及电能质量监测系统中所需的ARM和DSP技术等方面的内容。

3.基于ARM和DSP技术的电能质量监测系统的设计与实现本章主要论述了基于ARM和DSP技术的电能质量监测系统的硬件组成、软件设计以及实现方法等方面，通过对系统中各个模块的详细设计和实现，形成完整的电能质量监测系统。

4.电能质量分析与处理该章节主要分析监测系统中得到的各项电能质量参数，并进行相应的处理和分析。

包括采集数据的预处理, 参数计算算法的设计与运用、数据储存设计等。

5.系统测试与应用通过对设计实现的电能质量监测系统的测试及数据分析，该章节对系统的性能、准确性等进行分析，并探究电能质量监测系统在实际应用中的应用价值与前景。

三、研究意义本文的研究内容相对较为新颖和有实用性。

首先，依托ARM和DSP 技术的电能质量监测系统具有功能强大、效率高、可靠性高等优点，比其他系统更加适合实际应用。

同时，该系统可以对电力系统中出现的电能质量问题进行监测和诊断，并提供有效的解决方案，以提高电力系统的安全可靠性和稳定性。

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 DSP的电能质量监测器的设计
黄丽霞
【期刊名称】《洛阳师范学院学报》
【年(卷),期】2010(29)5
【摘要】@@ 随着工业化进度的高速发展,越来越多的功率、超大功率非线性负载和各类不同功率的电子设备投入使用,造成电力系统的严重污染,也影响到电力用户的用电质量和用电安全.电能质量问题越来越受到人们的关注,主要的电能质量问题可分为稳态和暂态两大类,前者以波形畸变为特征,主要包括谐波、间谐波、波形下陷以及噪声等;后者通常以频谱和暂态持续时间为特征,可分为脉冲暂态和振荡暂态.目前,数字信号处理器(DSP)已广泛应用于智能化电力装置中.电能质量分类体系都是相对完善的,然而就实际的电力系统,尤其是面向用户的供用电系统而言,不加区分地研究所有的电能质量现象是没有必要的,因为用户所关心的只是一些基本的电能质量指标.文中采用TMS320F28335浮点处理器作为整个电能质量监测器的CPU,完成采集、数据处理、对外接口和通信等.
【总页数】2页(P200-201)
【作者】黄丽霞
【作者单位】宁德师范学院物理与电气工程系,福建宁德352100
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于dsPIC30 F3014的漏电火灾报警监测器设计 [J], 肖菊
2.基于DSP的光伏监测器的设计 [J], 马巍;霍春宝;陈鹏;张彩娟
3.基于DSP的滑油在线屑末监测器软件设计 [J], 马静;张宏祥;李梅
4.基于DSP+ARM双核电能质量监测系统设计 [J], 龚圣高;任瑾
5.基于DSP的电能质量监测器 [J],
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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ARM+DSP的电能质量在线监测装置的研制的开题报告一、题目基于ARM+DSP的电能质量在线监测装置的研制二、研究背景和意义电力质量问题在当今电力领域中愈发受到关注。

经济全球化和技术进步不断推动尖端电子设备的发展和应用，各类高灵敏度、小扭矩电器在生产生活中得到广泛应用，而这些设备对电网的质量要求也日益提高。

电能质量是电能供应在电力系统中产生的因功率、电压、电流等参数波动和非主波等所引起的电能供应品质问题。

如果对电能质量无法及时监测，将严重影响电力系统的稳定性、安全性和可靠性，甚至会影响到设备的使用寿命和生产效率。

因此，建立可靠高效的电能质量检测装置对电力生产和电力消费效率的提高都有着重要的意义。

基于ARM+DSP的电能质量在线监测装置在性能、功能、数据存储、通信方式等方面都有着显著优越性，能够实时监测电网的电能质量参数，及时发现、处理、纠正运行中的故障，提高电网系统的可靠性和稳定性。

因此，本研究拟通过搭建基于ARM+DSP的电能质量在线监测装置，为电力生产和用电单位提供更优质的电力供应和用电解决方案。

三、研究目标和内容（一）研究目标1.设计一种基于ARM+DSP的电能质量在线监测装置，实现对电网电能参数的实时监测，包括电压、电流、功率、功率因素、电能等参数的在线分析和数据存储功能。

2.基于具体应用场景，利用数据挖掘、模型预测等方法，对电能质量的异常情况进行预测和预警，促进电网的有效管理，提高电网的可靠性。

（二）研究内容1. 研究ARM+DSP嵌入式系统的技术特点和运行机制，理解ARM处理器和DSP处理器的功能与特性。

2. 设计并实现硬件平台，包括嵌入式处理器、外设接口、采集电路等。

3. 设计并实现软件系统，包括操作系统、应用程序、数据存储和通信功能等。

4. 编写软件算法，实现对电压、电流、功率、功率因素等参数的实时监测和分析。

5. 结合数据挖掘和模型预测技术，实现对电能质量异常的预测和预警。