一種改進算法的低壓電力線載波電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)*

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(西安工程大學(xué) 電子信息學(xué)院， 西安 710048)

引 言

近年來，國民經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展對電能的需求量越來越大，隨著各種不對稱性、沖擊性、非線性負荷容量的不斷增加，電能質(zhì)量問題日益突出，已經(jīng)成為電力部門和電力消費者普遍關(guān)注的重要問題之一[1-3]。大多數(shù)監(jiān)測儀檢測指標單一，對電能質(zhì)量監(jiān)測的連續(xù)性、實時性和抗干擾能力較差[4]。薛萍等人[5-7]提出了硬件鎖相同步頻率跟蹤方案，實現(xiàn)了電能質(zhì)量的遠程監(jiān)測。孔亞非等人[8-10]研制了基于DSP和ARM雙系統(tǒng)構(gòu)成的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，采用嵌有Linux系統(tǒng)的ARM通過SPI實現(xiàn)與DSP的通信。王平等[11-13]設(shè)計了基于DSP和FPGA的實時電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了多通道電能質(zhì)量的實時監(jiān)測。上述監(jiān)測系統(tǒng)雖然都能實現(xiàn)電能質(zhì)量的監(jiān)測，但僅限于電壓、電流的監(jiān)測，沒有實現(xiàn)對諧波和頻率的測量，且對復(fù)合式擾動信號的識別能力較差。

針對目前電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)中存在的問題，設(shè)計了一款基于低壓PLC技術(shù)的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)利用DSP和 ARM進行采集信號的精確運算并處理，采用電力線載波通信(PLC)技術(shù)實現(xiàn)電能質(zhì)量信息的傳輸，系統(tǒng)具有通信效率高、誤碼率低、時延低等優(yōu)點。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計

1.1 系統(tǒng)組成框圖

電能質(zhì)量監(jiān)測模塊的主要任務(wù)包括數(shù)據(jù)采樣、數(shù)據(jù)處理和人機交換。DSP與MCU一起完成數(shù)據(jù)采樣和數(shù)據(jù)處理的功能。本設(shè)計的數(shù)字信號處理系統(tǒng)采用TI公司生產(chǎn)的高性能浮點DSP芯片TMS320C6711，包括兩款芯片DSP1和DSP2。這兩款DSP芯片的操作頻率高達250 MHz，并配有32位HPI接口。……