电能质量监测仪

电能质量监测仪（精选12篇）

电能质量监测仪 第1篇

小波变换是一种多尺度分析，它对时间序列过程从粗到细加以分析(即从低分辨率到高分辨率)，既显示过程变化的全貌，又剖析局部变化特征，具有对信号的自适应性，因而在电能质量分析领域大有用武之地。小波变换具有良好的时一频局部化特征，可以聚焦到信号的任意细节，能够很好地处理突变信号，特别适合于非稳态畸变波形问题的分析。但其自身也有不足之处，利用小波变换不能准确地测量谐波分量的幅值。

大量理论文献的研究表明，目前单独使用FFT算法或者某种小波分析算法是无法获得上述分析能力的，因此必须同时使用FFT算法和小波分析算法来实现电能质量的在线监测。一方面使这两种变换方法优势互补，各尽所能，另一方面又可以在线地将扰动提取出来，具有很强的实时性。

2 系统硬件设计

本文所设计的系统的存储器采用EPROM加高速RAM的配置方式。EPROM用于存放程序和初始化数据，系统加电时，程序和初始化数据从低速的EPROM装载到高速RAM中全速运行。使用EPROM装入程序时，可以采用8/16/32位三种装入方式，给硬件设计带来了极大的灵活性，同时能减少硬件的体积和降低系统的成本。EPROM选用W27C020，构成256K×8的外部存储空间，用于存放程序及初始化数据。用V C 3 3的信号线p a g e 0将EPROM映射至0X000000～OX3FFFFF的地址空间。RAM为VC33内部的四块(2×16K,2×1K)32bit的快速RAM，其地址空间为0X800000～0X807FFF和0X809800～0X809FFF。其电路原理图如图1所示。

2.1 中断电路的设计

中断电路的设计是为了满足模数转换电路和程序引导装载功能的实现。TMS320VC33的中断提供了边沿触发和电平触发两种方式。由于TMS320VC33每两个H I时钟周期在同一个中断引脚检测一次中断，因此为了使DSP芯片能识别外部中断而且不被重复检测以免再次进入中断使系统混乱，必须使低电平窄脉冲的脉宽τ满足T≤τ≤2T，其中T为Hl的周期。

图2给出了通过单稳电路来设计中断电路的实现方法。其中CD74HC22l是双单稳多谐振荡器。外接的R、C共同决定窄脉冲的宽度，即τ=RC。因此由于本系统为60M时钟，Hl时钟周期为17ns,RC取值应在1 7 n s～3 4 n s之间。取R=2 kΩ，C=15pF。上图所示电路中，输入引脚B始终接高电平，若CLR引脚上电平为高，则当输入引脚A检测到下降沿信号时，输出端Q将输出高电平有效的窄脉冲，/Q端将输出低电平有效的窄脉冲。两个/Q端的输出即为所需的中断触发信号，分别用于模数转换和程序装载。

2.2 串行通信接口的设计

RS232和RS485是两种常用串行通信物理接口标准，他们都是美国电子工业联合会(EIA)制定的串行通信接口物理协议。RS232在最简单的方式下只用发送线、接收线和通信地线三根信号线就可以完成全双工串行通信。其逻辑电平规定为+3V～+15V表示逻辑0，-3V～-15V表示逻辑l。其直接连接的最大物理距离为1 5m，通信速率低于20kbit/s。RS232一般用于本地数据传输。而RS485是一种平衡传输方式，即双线发送双线接收，全双工要四根线。接收器的输入灵敏度为200mV，即V+-V-≥0.2V表示逻辑0,V+-V-≤-0.2V表示逻辑l。平衡方式大大增强了抗共模干扰的能力，RS485直接连接的最大物理距离可达1200m，最大通信速率可达10Mbit/s。RS485一般用于远程数据传输。

图3所示串行通信接口电路中，光电耦合器6N137起隔离作用，以防止外来干扰影响DSP的正常运行甚至由于地电位差而损坏器件。M A X 2 3 2是T T L电平与RS232电平的全双工双向转换器，其内部的电压倍增电路和转换电路可将5V电源转换为232电平所需的±10V。

3 TMS320VC33的C语言开发应用

TMS320VC3X/VC4X的C编译器是一个功能齐全的优化的编译器。它的主要功能是把标准的A N SI C语言程序转换成TMS320VC3X/VC4X能够识别执行的汇编语言代码。采用优化编译可以生成高效率的汇编代码，从而提高程序的运行速度，减少目标代码的长度。在一定程度上可以认为，C编译器的效率主要取决于C编译器所能进行优化的范围和数量。

3.1 TMS320VC33主程序设计

系统主程序流程图如图4所示。主程序用来负责将各功能子程序合理组织在一起，管理着整个系统软件部分。主程序主要包括以下几个方面：系统初始化：ST(状态寄存器)、IE(中断使能寄存器)及IF(中断标志寄存器)等寄存器的设置；设置定时器相应的控制寄存器来确定采样频率：设置滑动数据窗的长度；设置看门狗等等。系统运行：初始化参数设置完毕后，启动模数转换，并循环执行程序主体。

3.2 TMS320VC33功能子程序设计

系统中采样频率是通过TMS320VC33的定时器0来控制的。定时器0有三个控制寄存器分别是TIM0＿CTL(定时器0全局控制寄存器)、TIM0＿CNT(定时器0计数器)及TIM0＿PRD(定时器0周期寄存器)。其中TIM0＿PRD值为定时器的周期，它决定了采样频率的大小。例如当系统需要的采样频率为1 2.8 k H z时，由6 0 M H z/1 2.8 k H z=4 6 8 7.5可知T I M 0＿P R D值应为4688。因此调节TIM0＿PRD的值即可调节采样频率。TIM0＿CTL用于控制定时器的输入输出方式、启动和停止、输出占空比、计数频率及输出电平转换等。在程序中控制TIM0＿CTL的值可以方便地启动和停止模数转换器的工作

4 结论

本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相结合的方法实现在线监测电能质量的功能。利用Matlab软件对大量典型电能质量信号进行了仿真分析，取得了有意义的结果。编写了电能质量问题监测的算法，并验证了该方法的实用性和可行性。在硬件设计方面，设计并制作了以高速浮点DSP芯片TMS320VC33为核心的数据采集系统。在软件设计方面，采用C语言编写并调试了电能质量分析的算法程序。

摘要：本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。

关键词：电能质量,傅立叶变换,小波变换

参考文献

[1]吕润馀.电力系统高次谐波.北京:中国电力出版社.1 9 9 8

[2]张一中.电力谐波.成都:成都科技大学出版社.1 9 9 0

[3]水利电力部.电力系统谐波管理暂行规定(SD 126-84).北京:水利电力出版社.1985

[4]国家技术监督局.电能质量-公用电网谐波(GB/T 14549—93).北京:标准出版社.1993

电能质量和服务质量承诺书 第2篇

为保证电力系统安全、优质、经济运行，促进电力市场的健康、有序发展，本单位在从事输电业务经营活动中，遵守国家有关电能质量和服务质量的规定和标准，并作出如下承诺：

1．执行调度规则，遵守调度纪律，保证电力系统的运行可靠性和电能质量。2．按照国家规划，投资建设输电线路和变电设施，保证为用户提供容量适度、结构合理的输电通道和网络。

3．按照国家标准、行业标准中的强制标准，为社会提供安全、优质、价格合理的输电服务。

4．按照国家有关规定履行电力普遍服务义务，并有权按照国家有关规定获得相应的成本补偿。

5.如本单位违反上述承诺，愿意接受电力监管机构依法作出的行政处罚。

法定代表人（签名）：

单位（公章）：

远程电能质量监测系统的研制与应用 第3篇

【摘要】针对大庆油田现场用电计量手段落后，无远程监控设施，研制此远程电能质量监测系统，指导电力运行，确保供电安全可靠。

【关键词】远程电能质量；现场监测；远程监控

前言

目前大庆油田临时用电依靠电网供电，电能计量手段传统落后，只能对电流、电压等常规指标进行现场监测，临时用电计量不准确，在高压供电系统中采用手工抄表，比较危险，时效性差。且仅能完成用电量计量，对临时电网的无功功率、谐波、电压不平衡度等电能质量指标还没有一套有效的系统进行实时监测，临时电能质量监测基本处于空白状态。尤其不能实现远程监测，不能及时发现供电质量问题，不能做到电力故障原因回查，从而严重影响电气设备的使用寿命。所以研究远程电能质量在线监测系统具有重要意义。

一、研制目的

在充分考虑野外临时用电工况的情况下，以当代先进的互联网技术、通信技术和信息技术为手段，建立电能质量指标在线实时数据采集、监测、分析一体化软件平台，形成科学化的临时电能质量监测管理模式，为临时电能质量的事中控制提供决策依据，为临时电能质量的事后分析提供手段。

具体目标是：1）实现临时电能指标在线实时数据采集、监测、分析一体化平台；2）以临时电能质量一体化平台为手段，建立适应临时用电的科学化的电能质量监测管理模式。3）以临时用电突出的的钻井队为试验对象，检验指标运行情况，以完善监测系统。

二、工作原理

一种全局同步分布式电能质量现场记录仪。采用实时多任务操作系统，内部使用大容量的FAT32格式的SD卡记录存储电能质量参数。实现现场多点电能质量参数的记录存储，实时性好，所有电表均在全网同步。

现场电能质量测量仪的工作流程如图：

1、本系统采用简单网络时间协议，服务器通过接收GPS信号定期访问服务器提供的时间服务获得准确的时间信息，达到网络时间同步的目的。

2、采用大容量SD卡，支持最大64GB空间，可存储三相电流、电压，有功、无功、视在功率，电度；扩展电能质量功能包括：电压、电流波形、总谐波、三相不平衡度，等电能质量参数，存储数据默认速率为2s（可调）。

三、技术指标

完成如下电能质量指标监测：

1）主要电能质量指标

三相电流、电压、有功、无功功率、功率因数、电度、电流波形、总谐波、三相不平衡。

2）现场采集仪表（电表）技术标准

（1）电表能够适应野外环境、低温/高温环境（+60℃— -40℃）；

（2）测量精度达到0.5级以上。

3）电能质量监测软件系统要求和指标

（1）以监测点现场为基本采集单元，每个用电现场能够配置多路采集点；

（2）每一路采集點数据能够在现场存储和读取；

（3）局域网用户能够根据需要实时显示任意监测点电流、电压等基本波形图、历史电能质量指标数据，可进行对比分析；

（4）局域网用户能够随时查看任意监测节点的电力维护人员能够在现场通过笔记本计算机读取电表中的数据，并能在现场进行查看、分析；

该系统具以下优点：

（1）实时性：所有记录仪能完成全网同步，所有数据带有唯一时间戳。

（2）掉电续传：如遇意外断电，来电时仍从断电时刻SD卡对应物理地址写数据。

（3）在实时多任务操作系统下自启动看门狗，可防止MCU死机。

（4）PC端有有线、无线、离线三种方式读取电能质量参数数据。

（5）简单网络时间协议与无线网周期完成同步，周期默认为1小时。

四、应用效果

系统研制完成后，现场监测仪表（电表）在钻井二公司15146、15551、15148队进行了不同批次的安装和现场测试，并与CA8335手持测试仪表进行了现场测试对比，对比结果一致。

远程电能质量在线监测系统，进行了无线的数据传输测试和软件系统的集成测试，现场数据与软件系统数据一致。

目前，系统在已15146、15551、15148等7个试点队正常应用。

系统使用后：

（1）电力管理者能够在后台实时查看现场电能质量情况，能够减少管理者现场检测、维护频次，从而降低成本，保证高效、安全用电。

（2）通过实时监测现场的电能质量情况，发现用电异常，及时进行现场整改与控制，避免电力事故发生，保护电气设备，实现事前预测与控制。

（3）电力事故发生后，通过分析能够有效查找问题，提出合理解决方案，提高电力故障检测效率。

（4）能够在后台掌握每一监测点的电力消耗（电度）情况，减少现场抄表工作量，降低成本。

（5）能够根据电能历史数据，进行分点、分区块等电力事件、事故、能耗等全面综合统计分析，提升电能综合管理水平。

结论

通过此项目实现了下创新：

（1）基于软件与互联网技术研究提出了远程现场电能质量管理业务模式，并配套实现了适应野外环境的电能质量管理软件平台；

（2）设计实现了符合野外移动环境下的现场电能质量监测仪表（电表），解决了通过远程控制现场电表的安装配置问题；

（3）研究并提出了基于野外业务特征的无线环境下大数据量电能数据的传输与控制方案；

（4）实现了电能质量参数高精度采集与分析；

（5）提出了大规模电能质量监控网络节点覆盖可扩展结构；

（6）提出并实现了全网现场电表的统一时钟校准方案。

本项目完成后，能够作为独立的系统，在国内、国外移动电力设备的使用单位推广应用。

参考文献

基于异步采样的在线电能质量监测仪 第4篇

目前由电能质量问题引发的电网事故和纠纷呈上升趋势,电能质量的监测管理显得日益重要[1]。传统的电能质量监测仪(PQM)一般基于同步采样,虽然实现同步的技术已有很多,但比较实用的主要有锁相环技术。在信号比较平稳时,锁相环能够很好的实现同步,但是当被测电网信号的频率阶跃、频率斜升和噪声比较大的情况下,往往难以跟踪被测信号,即发生了失锁现象,此时将难以获取正确的参数,而此时的信号往往是最具研究价值的。上一代产品[2]在实际使用过程中就遇到了这样的难题。如果系统采用异步采样,固定采样率,将从根源上避免这一现象,但是基波和谐波参数将难以获取。离散傅里叶变换(DFT或FFT)是IEC标准61000-4-7推荐的谐波检测方法。异步采样中,由于电网信号的波动性,采样频率很难恰好是被测信号基波周期的整数倍,会产生泄露效应和栅栏效应,使计算出的参数(即频率、幅值和相位)不准确,无法满足测量精度要求[3]。本文提出一种准同步采样算法,先将异步采样数据调整为准同步数据,再通过DFT获取电网谐波参数。该算法和设备已通过测试,并将投入生产和使用。

1 监测参数和系统设计总体方案

电能质量参数种类繁多,就实际的电力系统,不加区分地研究所有电能质量现象是没有必要的。结合我国电网运行和电力电能质量监测系统发展的实际需要,该电能质量监测仪的所测参数有频率、电压电流有效值、三相不平衡度、谐波、闪变、电压波动和电压暂降、暂升、短时中断,具体定义和规定可参见国家标准。频率和谐波的测量将在准同步采样算法部分详细介绍,其他参数的测量方法和上一代产品类似,可参见文献[2],这里不做赘述。

监测系统的构架框图如图1所示。电网信号属于高电压、大电流信号,不适合直接做模数转换,所以需要信号调理电路,一般由互感器和放大器组成,将其调整为合适量值再进行模数转换。由于瞬变的持续时间很短[4],一般的模数转换器难以捕捉,需要专门的检测电路,这里采用硬件比较器。由于需要的数据运算量比较大,需要用DSP来完成。

DSP凭借强大的数据处理能力,负责收集和处理采样数据和瞬变信息,计算电能质量参数,并将波形和参数数据传送给ARM。ARM模块主要负责对DSP进行参数设置和管理统计数据,并可以把数据文件通过以太网传递给上位机,或者接受上位机的控制来修改参数值,同时该监测仪可以存储一周左右的数据在CF卡上。值得注意的是,在A/D和DSP之间、DSP和ARM之间都需要缓冲区,避免频繁中断DSP,影响DSP的计算效率。

2 准同步采样算法

我国工频电网信号的频率标称值为50Hz, 允许的最大偏差为0.5Hz,要测量到50次谐波,根据Nyquist采样定理,采样率必须不小于5kHz,IEC标准规定参与一次FFT运算的信号长度为基波周期的10倍,同时考虑到FFT运算要求参与运算的采样点数为2的整次幂,选定固定采样频率为10240Hz,参与一次FFT运算的采样点数为2048个点。

由于电网信号的波动性,异步采样的2048个点对应的时间长度不能保证是电网信号基波周期的整数倍,直接对其使用FFT分析将产生严重的频谱泄漏问题,包括长范围泄露和短范围泄露,从而导致计算的谐波参数往往是有很大误差的。为了减小泄漏,常用的改进算法有加窗FFT算法[5]。此类算法的核心是通过加窗来减少长范围泄露,通过插值来减小短范围泄露。在已有的大部分加窗算法中,一般需要求解关于谐波频率的高阶方程,求解比较困难,复杂度高,计算周期长,不适合通过硬件DSP来实现实时监测。

根据国家标准,PQM测量的基波频率的范围是45Hz～55Hz,2048个异步采样点不能保证恰好采样到了十个基波周期长度。当电网中基频低于50Hz时,此2048个采样点包含不到10个基波周期的信息;当高于50Hz时,则多于10个基波周期的信息,而国家标准中规定每个采样点均必须参与运算,所以多余的数据必须保留到下一次继续参与运算。为此,需要建立可存放4096个采样点数据的数据池。本文提出的准同步采样算法的思想如图2所示。首先通过对2048个异步采样点作FFT运算寻找基频,根据获取的基频设定新的准同步采样率,再异步数据作低通滤波,只保留基波成分,通过搜索法寻找基波过零点作为准同步数据的第一点,然后按准同步采样率对异步数据进行插值,依次调整出2048个准同步采样点,再进行FFT运算,得到谐波参数。插值过的数据需及时清出,剩下的搬移到数据池的前端,新采集的数据则加入到队列末端。

正确获取基频是谐波测量的前提,也是算法的核心。直接对异步数据进行FFT运算得到的频谱信息存在很大的泄露问题,不能直接用来测量被测信号基波和谐波,但是基波大部分信息仍存在于对应位置和邻近的谱线中。电网中基频是未知的,难以直接确定基频谱线位置,但是根据实际电网中的基波成分大于谐波成分,所以基波的大部分信息存在于最高谱线和周围的两到三根谱线中。这里采用多项式逼近法来寻找基波频率。为减小泄漏,在对池中前2048个异步采样点进行FFT运算前需加窗。假设频谱最大值是X(k),附近两根谱线的幅值分别为X(k-1)和X(k+1),由于本文采用的是汉宁窗,对应的基频计算公式为

Freq_b=(k-λ)N/fs (1)

其中

λ≈0.666642β-0.07373β3+0.015123β5-0.002486β7 (2)

undefined (3)

其中N为进行FFT的点数,即2048, fs是异步采样率,式(2)为根据切比雪夫最佳近似理论求得的,具体求解过程可参文献[6]。该算法相比需要求解高阶方程的方法,复杂度低,计算周期短。实验结果表明,三根谱线求取基波频率能够满足精度要求,具体结果及分析将在下一部分给出。这里值得注意的细节是DSP数据的精度设置。比如汉宁窗的表达式如下

win_han(t)=0.5-0.5cos(2πi/N) (4)

其中i=0,1,2,…,2047, N为一次处理的十个周期的数据,即2048。余弦值接近1时,就会出现相似数相减,如果数据精度不够高,将会造成很大的误差,实践证明,将窗函数设置为单精度数会造成很大误差,因此应设置为双精度数。

找到基波频率后,需要计算出新的准同步采样频率和采样周期,周期和频率互为倒数关系,周期的计算公式为

Ts_adj=10/(2048Freq_b) (5)

然后对异步采样数据进行低通滤波,再通过搜索法寻找基波过零点,从过零点开始按照新的准同步采样频率依次调整异步采样点为准同步采样点。因为异步采样率比较高,使用线性插值即可满足要求,这里采用算法简单,操作性强的牛顿二次插值。

用嵌入式硬件设备实现准同步化要比用MATLAB仿真要考虑到更多的问题。对于在线电能质量监测设备,实时性非常重要,算法必须要在规定时间内完成所有的操作,必须考虑对算法进行优化。比如需要大量乘法运算的卷积来实现滤波对于DSP来讲是不可取的,具体表现为在下一组采样数据缓冲区满对DSP发出中断时算法还没有结束,新的数据会冲掉没有来得及运算的数据,导致数据池中不再是连续采样点,从而导致仿真有效的算法在实际操作中失效,如果通过FFT来实现卷积,则可节省大量时间。

准同步采样算法避开了复杂耗时的迭代运算,适合DSP实现,算法简单,精度高,可操作性强,便于实现实时监测。

3 实测数据与分析

仪器测试所用的基准源是由北京北研兴电力仪表有限责任公司生产的BY2086三相精密谐波源。本文的侧重点在于用准同步算法检测基波和谐波,其他参数的测试效果可参考上一代产品的文献[2]。表中同时给出了FLuke 1760三相电能质量测试仪的实测结果,以便进行对照。

GB/T 19862-2005中要求监测设备频率测量范围是45Hz-55Hz,偏差应小于0.01Hz,由表1中可以看出本文介绍的检测设备的偏差在小数点后第三位,完全满足国家标准的要求,并且精度稍好于Fluke 1760。

国家标准GB/T 19862-2005A级标准规定在谐波电压超过标称电压1%时,允许误差为谐波电压的5%,在谐波电流超过标称电流的3%时,允许误差为谐波电流的5%。由于篇幅的限制,表2只列出了二、三次谐波的测试结果,结果表明该设备能够满足国家标准对谐波电压电流的测量要求,并比Fluke 1760精度更好。多次测试表明,电压电流基波的幅值,谐波的次数、基偶性和幅值对测量结果基本没有太大的影响。 只有在加入噪声时会产生多一点的泄漏,误差稍大一点,但仍在国家标准要求的范围内。

4 结束语

提出了一种准同步算法,设计了基于异步采样的电能质量监测系统,解决了同步采样中锁相环失锁导致的无法正确测量电能质量参数,和异步采样难以获取谐波参数的双重难题,从而取得有效地实时监测电能质量的目的。

参考文献

[1]黄丽丽.电能质量监测和监测仪器讲座[J].仪表技术,2005,12(6):64-66.

[2]柴保明,赵春宇.在线电能质量监测系统[J].电子测量技术,2008,31(7):128-131.

[3]罗德林,唐朝晖.电力系统谐波检测方法的研究现状及其发展[J].国外电子测量技术,2006,25(4):6-8.

[4]全国电压电流等级和频率标准化技术委员会.电压电流频率和电能质量国家标准应用手册[S].北京:中国电力出版社,2001.

[5]李敏,卢林菊.现代电力系统谐波检测方法[J].国外电子测量技术,2007,26(11):15-17.

电气公司电能质量治理口号 第5篇

在学习、工作或生活中，大家都接触过很多优秀的口号吧，口号具有在理智上启发人们，在情感上打动人们的作用。还在苦苦寻找优秀经典的口号吗？下面是小编为大家整理的电气公司电能质量治理口号，仅供参考，大家一起来看看吧。

电气公司电能质量治理口号1

1、捷能造就洁能安能捷，畅享绿色生活。

2、绿色节能，更重要的是心态。

3、安能捷优化电能，科技所成。

4、安能捷捷能路上，绿色未来安全能源，绿色到家。

5、捷能，洁安安能节电千万瓦？只有安捷能！

6、爱地球，爱你安能捷绿色能源，和谐地球。

7、安能捷安能捷，让电物尽其能。

8、多一度信赖绿色能源，迅捷到家。

9、安能捷，引领电能卓越之道。

10、安千厦，能动源安全环保，绿色能源。

11、能洁，心安能量的世界，有安全才有便捷！

12、安能捷平安地球，平安生活发挥电能科技，发现未来捷径。

13、卓越只因不断追求绿色能源。

14、环境保护，我们一直在努力。

15、选择浙江环复，共建美好生活。

16、生活是否可以这样美丽生活。

17、地球环境保卫战的转折点，从环复开始。

18、我爱环复，绿色永远北塔守护或者呵护！

19、问渠那得清如许，为有源头河道开。

20、沙漠将离我们远去，因为环复在身边。

21、从头收拾旧河山，废弃地长出锦绣川。

22、抚慰地球创伤，恢复山河容颜！

23、环复力量，优化生活让我们为下一代多添一笔绿色。

24、用心打造绿色，用爱赢取舒适。

25、还我本色指点江山，环复生态。

26、生态治理就找浙江环复，还你好环境。

27、呵护绿色，爱护家园，环复在行动！

28、爱，如此简单每天和地球一起环绕往复！

29、回归心灵田园，环复为你实现。

30、河道隐患别发愁，生态工法解忧愁。

31、浙江环复，致力环保，为您服务。

32、呵护自然，环复生态抚平环境创伤，我们一直努力。

33、用我们的改造换美好的.环境。

34、还我本色指点江山，环复生态。

35、上高山，下深海，浙江环复，帮您修复！

36、河道隐患别发愁，生态工法解忧愁。

37、浙江环复，绿色生态新选择。

38、环境复归天然还看浙江环复。

39、环复浙江环复生态技术有限公司。

40、环境，恢复我们一直用心在努力！

41、用心打造绿色，用爱赢取舒适。

42、环境保护，我们一直在努力。

43、问渠那得清如许，为有源头河道开。

44、苍天呼唤大地，青山望穿河流。

45、沙漠将离我们远去，因为环复在身边。

46、生态治理就找浙江环复，还你好环境。

47、还原自然的美丽，我们做的更好。

48、呵护绿色，爱护家园，环复在行动！

49、人的生活在改善，大自然也需要。

50、唯山河美是环复人的最高目标！

51、选择浙江环复，共建美好生活。

52、改善环境的先锋环复生态，现代大禹。

53、抚慰地球创伤，恢复山河容颜！

54、从头收拾旧河山，废弃地长出锦绣川。

55、生活是否可以这样美丽生活。

56、还（给）您一个绿色家园环复生态，创造新世界。

57、生态工法“施工，安全、彻底、高效。

58、还生活之原态，我们一路同行！

59、致力环复生态，共创美好明天。

60、绿色环境修复专家环复生态技术，让绿色永恒不再是梦想。

61、安能捷优化电能，科技所成。

62、安能捷平安地球，平安生活发挥电能科技，发现未来捷径。

63、安能捷，引领电能卓越之道。

64、绿色节能，更重要的是心态。

65、安能捷安能捷，让电物尽其能。

66、卓越只因不断追求绿色能源。

67、安千厦，能动源安全环保，绿色能源。

68、安能捷捷能路上，绿色未来安全能源，绿色到家。

69、捷能，洁安安能节电千万瓦？只有安捷能！

70、捷能造就洁能安能捷，畅享绿色生活。

71、多一度信赖绿色能源，迅捷到家。

72、改善城区空气质量，创建生态宜居城镇。

73、赶走雾霾天气，还我蓝天白云。

74、关注雾霾一分钟，珍惜生命六十秒。

75、挥别雾霾蓝天绿草你我同行。

76、加强环境保护，远离雾霾困扰。

77、加强环境治理，赶走雾霾天气。

78、洁净的空气、幽雅的环境是我们共享的，每个人都应对环境保护尽一份义务。

79、远离雾霾环境，建设绿色家园。

电气公司电能质量治理口号2

一、创新科技，绿色生活。

二、绿色能源，大自然的馈赠。

三、安能捷优化电能，科技所成。

四、电能管理，照亮天地。

五、绿色电能，完美解决。

六、高效电能，未来之光。

七、安能捷平安地球，平安生活发挥电能科技，发现未来捷径。

八、绿色能源，安全到家。

九、安能捷，引领电能卓越之道。

十、安能捷，放大电的能量。

十一、安能捷，放大电的价值。

十二、爱地球，爱你安能捷绿色能源，和谐地球。

十三、安能捷，发现电的秘密。

十四、绿色节能，更重要的是心态。

十五、科技，让电尽其所能。

十六、安能捷安能捷，让电物尽其能。

十七、电能优化，未来可达。

十八、安全，更要节能。

十九、卓越只因不断追求绿色能源。

二十、路在脚下，捷能心中。

二十一、优化节能，安全卓越。

二十二、安全能源，迅捷到家。

二十三、路在脚下，洁能心中。

二十四、科技创造美好生活。

二十五、科技治电，卓越改变。

二十六、不断追求绿色能源。

二十七、绿色能源的领先专家。

二十八、能洁，心安能量的世界，有安全才有便捷！

二十九、安千厦，能动源安全环保，绿色能源。

三十、安如山，能易捷（节）。

三十一、科技成就和谐社会。

三十二、安全，更要捷能。

三十三、绿色能源，使命共存。

三十四、绿色能源，造福人类。

三十五、优化电能，描画未来。

三十六、安能捷，科学造电。

三十七、电能优化，点亮万家。

三十八、安能捷捷能路上，绿色未来安全能源，绿色到家。

三十九、科技创造和谐社会。

四十、拥抱绿色，启迪未来。

四十一、捷能，洁安安能节电千万瓦？只有安捷能！

四十二、优化节能，性能卓越。

四十三、不要让电力累死在路上！

四十四、科技引领和谐社会。

四十五、科技用电，可达未来。

四十六、捷能造就洁能安能捷，畅享绿色生活。

四十七、多一度信赖绿色能源，迅捷到家。

四十八、来电显示：安能捷！

电能质量监测仪 第6篇

【摘要】随着电力的使用和普及，其已经成为我国使用最广泛的能源，其使用便捷且环保的作用，得到人们的大量使用。如今人们在生活、工作中都离不开电力的良好供应。为了使人们能够得到良好的电力使用条件，需要实时对电压合格率进行监测，保证电力供应的正常性和电气设施的安全性。本文主要分析了电能计量装置实现电压合格率监测的作用，阐述了电能计量装置实现电压合格率监测的优势及展望，并针对电能计量装置改进技术及监测措施进行了研究和探讨。

【关键词】电能计量装置；电压合格率；监测措施

改革开放以来，我国人民的生活质量得到明显提升，特别是如今人们的用电设备越来越多，对用电量及用电质量的需求越来越高。电力企业为保障人们能够良好的用电，并使电力设施安全运行，需要实现对电力质量监测。电压合格率监测是判断电能质量主要方式。目前我国平电力企业实现对电压合格率监测是采用电压监测仪，该仪器并不能准确有效的展现电压合格率。因此本文主要对电能计量装置进行了研究，探索出一种能够准确反映电压合格率的装置。

一、电能计量装置实现电压合格率监测的作用

为了能够迅速了解电气设施、用户用电质量等，电力企业需要能够尽快查看到电能质量。电压合格率作为反映电能质量的重要指标，实现对其的监测，则能够反映电能的质量。目前我国最常使用的电压合格率监测装置是电压监测仪，其将监测的电压数据自动上传至管理系统，随后经过管理系统的统计和计算，分析出结果。然而由于电压监测仪的统计结构易受到主观因素的影响，因此其不能够准确有效的反应电压合格率，即不能判断电能的质量。

二、电能计量装置改进技术及监测措施

虽然目前我国运用的电能计量装置已经比较强大，然而其在电压合格率监测方面的功能尚不完善，因此需要加强对电能计量装置的改进。本文主要结合《电压监测仪使用技术条件》、电量监测功能、电压合格率监测功能，《电力用户用电信息采集系统》等相关条件，加强对电能计量装置的改进。要实现对电压合格率的监测和统计，其主要监测内容为缓慢变化电压、电压有效持续时间等，根据测量电压合格率的所需要条件，电能计量装置主要要加强数据信号处理和远程数据传递等技术，将所采集到的数据通过数据信号处理后，通过远程数据传递技术将处理后的数据传递至统计系统和数据存储器。一般电能计量装置主要包含有电压传感器、信号调整电路、数据信号处理、数据存储器等。本文主要针对电能计量装置实现电压合格率监测功能的实施方法进行了分析。

（一）电能计量装置参数

根据研究和查看相关要求发现，电压合格率需要监测的内容越上限电压、越下限电压、硬件时钟时间校对等，因此电能计量装置首先要将电压合格率所需参数设置至相关系统中，当电能计量装置投入运用中，电能计量装置就会实现对各类参数的监测。

（二）电能计量装置数据记录

电能计量装置投入使用后，电能计量装置的采集系统将采集的数据通过数据信号处理系统进行处理，随后该系统将处理好的数据，结合其他数据进行统计和分析，最后将形成的统计结果传递到数据存储器。电能计量装置会定时或根据操作要求，将所统计的数据结果传递了电力系统中。电能计量装置采集系统每秒会采集一次数据，对数据的处理和统计大概每分钟一次。数据存储器对统计结果的统计，分为日、月、年等多种类型。其中所记录的结果还包括电压最小值、整点值等。电压合格率单户统计公式如公式1。

（三）电压合格率传递

电能计量装置会将监测后的结果即相关数据传递到主站系统，主要包括越上限市场、单户合格率等数据。电能计量装置有远程传递的功能，其主要是通过GPRS通信模块实现数据的远程传递。某公司已经实现利用电能计量装置监测电压合格率，并在其外观上设置了查询功能，可以实现对电压合格数据、电压极值数据等查询。

（四）采集系统主站监测

在电能计量装置上升级电压合格率监测系统，无需另外建立监测主站，只需在采集系统主站上实现对电压合格率监测和统计。采集系统主站通过所采集的数据、接收的数据、储存的数据等，实现对电压合格率的监测和统计。其中平局电压合格率计算公式如公式2。

三、电能计量装置实现电压合格率监测的实际应用

为了确定电能计量装置实现电压合格率监测的实际作用，本文主要针对某地电力企业的设置了多个电能计量装置电压合格率监测点。其中C类电压监测点有20个，D类电压监测点有50个。为了监测的便捷性，直接根据C类和D类的分布情况进行检测。电能计量装置主要通过GPRS实现数据的双向传递。表1为2015年4月D类电压监测点所监测的结果。电能计量装置监测电压合格率能够实现准确监测，同时还可以实现对线路电压的监测。

四、电能计量装置实现电压合格率监测的优势及展望

通过上文对电能计量装置的改进技术分析以及实际运用分析，可以发现利用电能计量装置监测电压合格率含有一定的优势。随着智能电表的推广和普及，几乎家家户户都使用智能电表进行电量采集，而要想实现利用电能计量装置对电压合格率的监测，只需要对该装置进行简单的升级，智能电表本身就存在数据信号处理和远程数据传递的功能，在智能电表中加入采集相关参数以及其他应用的设计，智能电表就可以代替电压监测仪的作用，成为全新的电压监测仪。传统的电压监测仪容易受到主观意识的影响，导致监测结果的准确性不够高。而电能计量装置所采集的数据、以及对数据的处理和统计后的结果，受到多个方面的监督，因此其很难受到人为因素的因素，致使所监测的电压合格率更加真实和准确。电能计量装置是根据《电力用户用电信息采集系统》的规范和要求进行设计，能够利用原本的主站系统实现相关数据的传输和统计，不需要在另外设置系统。运用电能计量装置，操作人员可以对任意电压监测点进行实时监测数据传递，从而促进电力企业对电压进行改善，保障人们用电的质量。

电能计量装置主要包括智能电表、配变监测终端等，其都具有数据信号处理功能和远程数据传递功能，在电能计量装置中加入电压监测功能的技术已经比较完善，因此可以加强电能计量装置监测电压合格率的推广。

结束语

综上所述，随着我国用户的逐渐增多，用户对用电量和用电质量的要求逐渐增高。电力企业为了保障用户的用电质量及用电设施的安全，通过对电压合格率的监测，实时了解电能质量。然而传统的电压监测仪受到多种因素的影响，其检测结果并不能真实反映电能质量。通过上述分析可知，电能计量装置在其数据信号处理和远程数据传递等功能的基础上，加入电压监测功能，能够有效实现对电压合格率的监测。

参考文献

[1]刘晓华，欧盛，詹清华.计量自动化等生产系统用于电能质量监测可行性研究[J].电气应用，2012，17：22-26.

[2]张莉，郭东东.在线监测三相电子式电能表运行状况的分析[J].内蒙古科技与经济，2012，23：80-81+85.

[3]林海雪.电能质量国家标准系列讲座第1讲供电电压偏差标准[J].建筑电气，2011，04：3-9.7

基于DSP的电能质量监测仪的设计 第7篇

随着国民经济的快速发展, 大功率电力电子变流装置在电力系统负载中所占比例越来越大, 对电力系统带来了前所未有的污染与冲击, 造成电网谐波、三相不平衡、高压尖峰干扰等问题, 使得电网污染问题日益严重[1]。这些负面影响还严重干扰了用电设备尤其是一些敏感设备的正常运行, 因此电能质量问题受到国内外学者的广泛关注。

算法是电能质量监测的重要内容, 目前主要研究方向在于提出或改进新算法进行信号提取、去噪与分析处理[2]。其中FFT变换作为一种比较成熟的算法, 给电力系统谐波分析带来很大方便, 但FFT变换存在固有缺陷, 如只能分析基波的整数倍谐波, 对于有电弧炉等设备引起的电网简谐波却无能为力, 同时FFT固有的“栅栏效应”、频谱长泄漏与短泄漏问题也降低了谐波分析的精度。为解决FFT算法存在的问题, 很多学者对传统FFT进行了诸多改进。如为了改善非带限信号高频部分在整个频谱范围内造成的长泄漏, 将窗函数引入FFT变换, 提出加窗FFT变换;为了改善由于FFT变换的“栅栏效应”引起的对相邻谐波的频谱段泄漏影响, 对FFT变换结果做插值修正, 使结果更加精确[3]。

本文在分析了国内外在电能质量监测方面研究现状的基础上, 根据电能质量分析对实时性、准确性、界面友好性的要求, 开发了一种集数据采集、处理、分析与存储、具有良好人机交互性能的便携式电能质量分析仪, 本设计采用DSP+PC的硬件架构, 既充分运用了DSP的强大数据处理能力, 又结合了PC机界面友好、易于后期软件维护与升级的优点。

1 电网谐波计算原理

电网谐波对电力系统的安全运行带来严重影响, 不仅会增加电力系统的电力损耗, 还会干扰通讯信号并加速一些设备的老化, 对于一些正常工业生产中的电力监测带来很大误差。因此, 在电能计算过程中, 对于电网谐波的计算及其造成的误差分析显得非常重要[4]。

1.1 谐波计算分析方法

分析电力系统谐波污染程度, 一般用单次谐波含有率和总谐波畸变率来表示[5]。单次谐波含有率是研究单次谐波对系统的污染情况, 总谐波畸变率是研究整个系统畸变程度的物理量。

第k次谐波含有率定义为第k次谐波方均根与基波方均根之比, 计算公式如下:

去掉畸变波形中的基波分量为谐波分量, 其方均根值定义为谐波含量UH、IH, 相应计算公式如下:

而总谐波畸变率定义为谐波分量与基波分量均方根之比:

傅里叶变换法是一种成熟的谐波分析算法, 一次变换即可算出基波和所有高次谐波, 目前在谐波分析中得到了最广泛的应用。但傅里叶变换计算量较大且需要一定长度的采样序列, 会影响傅里叶分析的实时性, 且傅里叶变换是基于平稳信号的算法, 对于频率快速变化的信号分析误差较大[6]。国内外学者通过改进算法对其进行优化, 如利用加窗的方法来抑制某频率的成分在整个频谱内的泄漏。本设计在国内外研究的基础上, 采用加窗插值FFT变换对谐波进行分析。

1.2 加窗插值FFT算法原理

传统FFT分析出现的频谱泄露问题主要是由信号截断造成的, 信号截断造成信号部分能量泄露, 因此选择合适的窗函数对信号进行截断至关重要。常见的窗函数主要有矩形窗、汉明窗、布莱克曼窗等[7]。其中布莱克曼窗具有较小的主瓣宽度及较好的旁瓣衰减性能, 更适合于电能质量谐波分析。加窗FFT变换操作过程较为简单, 即在信号序列变换之前, 根据选择的窗口函数对信号序列进行加权[8], 然后对加权过后的窗口进行FFT变换。

由于电网频率存在一定的波动, 因此很难做到对电网信号的同步采样, 使得FFT分析时频域分辨点与信号的实际频率之间出现错位, 造成谐波幅值分析出现较大误差。插值校正通过相邻两个频率分辨点幅值对信号真实频率幅值进行修正, 可以有效抑制非同步采样带来的谐波分析误差影响[9,10]。

1.3 基于加窗插值FFT的电能质量谐波分析

如图1 所示, 对电能质量进行加窗插值FFT分析主要分以下步骤:

第一步FIR数字滤波:对以fs为采样频率采样的电流、电压信号离散序列进行FIR数字滤波, 用于抑制后期FFT分析的频谱混叠现象;

第二步加窗截断:对经FIR滤波处理的信号序列进行加窗 (布莱克曼窗) 处理, 用于抑制后期频谱泄漏带来的谐波幅值误差;

第三步实数FFT变换:对加窗处理后的信号序列进行实数FFT变换, 降低FFT计算复杂度, 得到谐波幅值;

第四步插值修正:对FFT分析结果进行插值修正, 抑制因信号的非同步采样引起的频谱泄漏现象, 更进一步提高谐波分析精度。

2 硬件系统结构

本设计系统硬件采用DSP+PC的架构, 由于加窗插值FFT算法计算复杂, 为了提高系统信号处理能力, 选用TI公司推出的TMS320F28335 作为中央处理器[11,12]。此外, 为提高系统采样性能和谐波分析精度, 采用TI公司6 通道高速同步交流采样芯片ADS8364 作为系统采样AD, 系统硬件结构图如图2 所示。

由图2 可看出, 电网信号经过采样调理电路被送到ADS8364 转换为数字信号。DSP与ADS8364 之间通过DSP内置XINTF实现无缝对接, 采样得到的数字信号序列被送到DSP进行分析处理, 得到要计算的电能质量参数, 结果通过串口发送到PC上位机。为使系统实现长期的在线监测还配备了SD卡存储器, DSP与SD卡之间通过SPI接口读写[13,14]。

2.1 前端调理电路设计

前端调理电路主要作用是对原始信号进行放大、滤波等处理。根据ADS8364 对采样信号的要求, 采样信号采用差分输入时, 加在芯片采样引脚的电压应在0~5V之间, 而且从互感器出来的信号是一个电流信号, 因此前端电路的一个作用就是将电流信号转换成电压信号并满足ADS8364 对输入信号的要求。由于本系统要求分析2~32 次电网谐波, 因此滤波截止频率为2*32*50=3200Hz, ADS采样频率被确定为3200*2=6400Hz, 进一步可以算出ADS8364采样时钟频率为6400*20=128KHz, 前端调理电路原理图如图3所示。

2.2 采样芯片与DSP接口电路设计

ADS8364 采样芯片具有最高可达250Kps的采样频率, 与DSP之间通过内置XINTF接口实现无缝连接, 通过此连接并配合ADS8364 控制时序, DSP可像访问本身内存一样对ADS8364 进行读写控制。

如图4 所示, IOPA2~IOPA4 连接HOLDx引脚用于控制被采样的输入通道, EA12~EA15是DSP的XINTF接口地址总线, D0~D15 为XINTF数据总线, 他们之间恰当配合用于使能ADS8364, 并从中读取采样数据。DSP的PWM1输出用于供给AD采样时钟, 将ADS8364 的EOC引脚接到DSP外部中断引脚EXT_INT1 上用于通知DSP采样完成, DSP在中断服务程序完成采样数据读取。

3 软件系统结构

软件系统主要包括AD采样程序、 数据处理程序、SD卡存储及上位机串口通信程序、上位机应用软件四部分。AD采样程序主要用于驱动ADS8364 并将转换后的结果读到DSP内存中;数据处理程序负责电能质量各参数的计算;SD存储及上位机串口通信程序负责数据的存储及将计算结果上传PC机显示;PC上位机应用软件负责上传数据的显示以及进一步分析, 软件系统结构图如图5 所示。

3.1 ADS8364 驱动程序设计

ADS8364 是16 位并行输出的AD转换芯片, 易与DSP38335 无缝连接。 设计时配置XINTF模块和端口A、E、F相关引脚, 用于控制ADS8364 工作时序, 配置16 位XINTF总线宽度用于接收并行数据总线传来的转换数据, 并将ADS8364 的EOC引脚信号作为主机的一个外部中断源, 在中断中完成一组数据的读取。如图6展示了ADS8364 完整采样、读数的一组工作时序。

3.2 串口通信程序的设计

DSP与PC机之间通过串口 (内置SCI模块) 实现数据的通信, 这部分程序主要涉及通信协议的设计以及如何封装和解析数据帧。发往PC机的数据帧里封装了一次完整分析后产生的结果, 用于PC机应用软件界面的显示;接收来自PC的数据帧主要用于告知DSP应用软件是否准备好以及发出其他修改系统参数的命令。

4 系统仿真与测试

由于整个DSP软件系统较复杂, 在调试过程中分模块先后进行仿真调试。信号的加窗插值傅里叶变换是电能质量谐波分析的主要内容, 此部分程序的仿真调试分为三步:首先在MATLAB软件上用M语言编写代码并验证算法的正确性, 作为后面代码移植是否正确的比照;其次是将M语言转化成C语言的形式在VC++6.0 开发平台上仿真运行, 通过对比MATLAB运行结果验证程序的正确性;最后将在PC机上运行的C语言程序移植到DSP平台上运行, 通过CCS3.3 的在线仿真功能验证最后的移植工作是否成功。

给系统施加一个频率为50.15Hz, 基波和各次谐波幅值分别为316.0V、 12.5V、 9.3V、 1.54 V、 15.5 V、 0.93 V、 6.2 V、 4.5 V、 3.5 V、 2.1 V, 相位分别为0.3π、0.8π、0.7π、0.6π、0.5π、0.3π、0.2π、0.1π、0.2π、0.1π 的测试信号, 运行结果如表1 所示。

从表1 中可以看出, 在系统保留两位小数的情况下, DSP谐波分析程序计算结果与实际值完全一致, 因此系统电能质量谐波分析具有较高精度。

5 结论

该系统经过模拟测试, 监测仪与上位机之间通信可靠, DSP读写SD卡正常, DSP计算电能质量参数具有较高精度, 且PC上位机应用软件满足显示与数据后期处理要求, 测试结果表明本系统有以下特点: (1) 硬件系统配备了大容量SD存储卡, 使系统具备对电能质量长期在线监测的功能; (2) 软件系统设计始终遵循 “自顶向下, 逐步求精”的思想, 既降低开发难度又提高了软件系统的可靠性; (3) 设计了基于布莱克曼窗的加窗插值FFT变换算法, 谐波分析精度得到有效提高。电能质量监测仪的设计理念涉及多方面知识的运用, 本文提出的基于DSP的电能质量监测仪的设计, 人机交互十分友好, 能为相关产品的设计提供技术参考。

摘要：电网运行状态的实时可靠监测是电能质量控制的基础, 为准确监测电网运行状态, 提出一种以DSP为运行平台的高性能电能质量监测仪设计。系统选用TMS320F28335高性能浮点DSP为核心数据处理器, 并采用基于布莱克曼窗的加窗插值FFT算法, 实现对电能质量谐波参数的高精度测量。实验结果证明本系统有较高的实时性和分析精度, 且人机交互十分友好, 具有良好的应用参考价值。

浅析电能质量监测与治理 第8篇

关键词：电能,质量,监测,治理

电能质量问题不仅关系到用电设备运行的可靠性和安全性, 还关系到供用电市场的规范化。它的产生可能来源于供电方的输配电系统, 也可能来源于用户端的不合理用电, 还可能来源于雷电等自然现象。只有对电能质量进行有效的监测, 才能对问题的产生和影响有更深刻的认识, 进而为电能质量的改善、供用电双方的协调和供用电市场的规范提供真实依据, 以采取有效的解决措施。

1 电力系统电能质量问题的产生

1.1 电力系统元件存在的非线性问题

电力系统元件的非线性问题主要包括:发电机产生的谐波、变压器产生的谐波和直流输电产生的谐波。其中, 直流输电是目前电力系统最大的谐波源。此外, 还有变电站并联电容器补偿装置等因素对谐波的影响。

1.2 非线性负荷

在工业和生活用电负载中, 非线性负载占很大比例, 是电力系统谐波问题的主要来源。电弧炉 (包括交流电弧炉和直流电弧炉) 是主要的非线性负载, 它的谐波主要是由起弧的时延和电弧的严重非线性引起的。在居民生活负荷中, 荧光灯的伏安特性是严重的非线性, 会引起较为严重的谐波电流, 其中三次谐波的含量最高。大功率整流或变频装置也会产生严重的谐波电流, 对电网造成严重污染, 同时使功率因数降低。

1.3 电力系统故障

电力系统运行的各种故障也会造成电能质量问题, 例如各种短路故障、自然灾害、人为误操作、电网故障引发发电机和励磁系统工作状态的改变、故障保护装置中电力电子设备的启动等, 都可能造成各种电能质量问题。

2 电能质量的监测技术

电能质量的监测技术主要表现在: (1) 掌握供电网络运行状态, 对电能质量开展实时监测, 以掌握其动态; (2) 分析、诊断其变化, 即在详细分析电能质量数据的基础上, 对电网结构的固有谐振特性进行计算和分析; (3) 开展系统的合理设计和改造时, 在变电站的设计、投运和新的电力用户投运前, 都要进行谐波源负荷和电能质量要求等方面的技术咨询; (4) 在线路网络改造和建设中, 要结合运行负荷的特点和措施, 以降低线损和设备损失事故。

目前, 电能质量监测设备的发展趋势倾向于采用永久性的固定设备对现场数据进行在线监测, 对于固定电能质量监测设备而言, 研制时需要综合考虑成本和性能。基于微处理器的智能化电能质量在线监测设备采用嵌入式系统和数字信号处理技术, 在设计上具有在线监测、智能化、网络化、实时性好和成本低等特点。

基于双CPU的嵌入式系统将嵌入式DSP处理器与嵌入式微控制器相结合, 通过2个CPU扩充系统资源, 共同分担系统负荷。以DSP作为高速处理器件有利于保证系统的实时性。这种双CPU的系统结构和DSP的高速处理能力, 对于保证系统实现在线监测、智能化、网络化等强大功能而又不牺牲实时性起到了关键作用。它具有在线监测、精度高、升级潜力大、实时性好、体积小和成本低的特点, 既适用于现场的测量分析, 也适用于长期的在线监测。

3 改善电能质量的措施

3.1 静止无功补偿装置 (SVC)

静止无功补偿装置是一种快速调节无功功率的装置, 这种装置利用晶闸管的开通和关断, 调节等效电抗和投入的电容数量, 从而达到迅速调整无功补偿容量的目的。该装置已成功应用于电力、冶金、采矿和电气化铁道等冲击性负荷的补偿中, 可以对所需的无功功率作随机调整, 从而保持在非线性、冲击性负荷连接点的电压水平恒定。

3.2 无功发生器 (SVG)

无功发生器 (SVG) 是一个可以产生超前电流90°或滞后电流90°的逆变器, 带有自整流充电能力, 多用于系统对称而产生无功的情况, 比如换流站等。无功发生器在系统电压下降时, 仍能供出额定的无功电流。但无功发生器难于应付系统的不对称, 当系统电压不对称时, 无功发生器就会产生很大的负序电流。对此, 目前采取的方法是, 在系统发生不对称时, 将无功发生器自动切除。

3.3 无源滤波器

无源滤波器是由电感线圈、电容器 (电阻) 组成, 利用电容、电感谐振的原理“吸收”“阻止”谐波, 限制进入公用电网的谐波, 从而保证电压畸变率处于较低水平。无源滤波器按接线方式可以分为串联滤波、并联滤波和低通滤波三种。串联滤波主要滤除3N次谐波 (或称零序性质的谐波) ;并联接入的滤波器不仅滤除多次谐波, 而且对系统具有无功补偿作用;低通滤波器主要用于高次谐波的治理。

3.4 有源滤波器 (APF)

APF是一种能动态抑制谐波和补偿无功的电力电子装置, 实质上是一个大功率的谐波发生器。它是先从补偿对象中检测出谐波电流, 利用可控的功率半导体器件, 向电网注入与谐波源电流幅值相等、相位相反的电流, 起到大小相等、方向相反和相互抵消的作用, 使电源的总谐波电流为零, 达到实时补偿谐波电流的目的。

APF按其与补偿对象的连接方式, 可以分为串联型和并联型两种。并联型APF只适合补偿电流型谐波源负载, 而串联型APF适合补偿电压型谐波源负载。电力有源滤波器有很快的响应速度, 对变化的谐波和无功功率都能实施动态补偿, 跟踪补偿各次谐波, 自动产生所需要的无功功率, 并且其补偿特性受电网阻抗参数影响较小, 是一种很有广泛发展前景的电力谐波抑制和无功补偿手段。当然, 由于系统中的谐波成分较多, 因此, 在工程实际中, 不可能将系统中各次谐波电压都补偿掉。现实的做法是, 根据系统中含量较大的或者用户负载较为敏感的那些谐波成分来选择谐波电压补偿次数和补偿度。

4 结束语

随着电力电子和信息技术在社会各个领域的应用, 一些新型电力负荷对电能质量的要求不断提高, 电能质量已成为电力企业和用户共同关心的课题。除谐波、电压波动外, 电压暂降、短时断电和电压闪变等动态电能质量问题, 也逐渐引起人们的关注。今后, 提高电能质量的技术和措施也将日渐增多, 要具体情况具体分析, 采用科学可行的方法, 也可以多措并举, 以达到解决电能质量问题的满意效果。

参考文献

[1]程浩忠, 艾芉, 张志刚, 等.电能质量[M].第一版.北京:清华大学出版社, 2006.

电能质量实时监测系统设计 第9篇

1 系统整体运行原理

电能质量实时监测系统主要由两部分组成, 一部分是电能质量数据采集模块, 其由DSP为运算核心, 将传感器采集的数据进行运算处理, 计算出所需要的参数;另一部分是无线传输模块, 其由ZigBee无线模块构成, 其使用频率为2.4G免费使用频段, 传输距离可以达到2000米以上, 实现远距离实时传输。

2 系统硬件设计

电能质量数据采集模块硬件设计包括DSP模块设计、AD采集模块和无线传输模块。

2.1 DSP模块设计

本系统采集DSPF28335为核心, 其为32位处理器, 运行浮点运算, 主频可以达到150MHZ。DSP供电要求内核供电电压为1.9V I/O口供电电压为3.3V, 系统电源转换芯片采用TLV1117-ADJ和TLV1117-3.3, 两个芯片的输入电压为5V, TLV1117-ADJ的VO端与ADJ端加分压电阻, 这样就可以得到输出为1.9V的电压, TLV1117-3.3输出电压固定为3.3V。DSP的复位电路采用按钮复位电路, 正常情况下DSP的RESET端输入为高电平, 当按下按钮后, 则会将RESET端拉为低电平, 这样就实现了DSP的复位。DSP外接晶体的工作频率为30MHz, 利用内部的晶体振荡器电路来产生时钟, 而且DSP内部具有一个可编程的锁相环, 根据所需系统时钟频率对其编程设置, 可以得到想要的系统频率。

2.2 AD采集模块

采集模块采用AD7656芯片, 其是6通道、高集成度、16bit逐次逼近 (SAR) 型ADC, 吞吐率高达250kSPS, 其优势在于可以实现6通道同时采样, 达到六路数据采样无延时效果, 实现精确测量。V1～V6为6路模拟信号输入端, 其外接传感器输入的六路模拟量, AD7656的Vdd和Vss电源输入端电压分别为+12V和-12V。DSP的IO60端口与AD7656的CS端口相连作为片选控制口, IO61端口与AD7656的读信号RD相连作为读控制口, IO62端口与AD7656的BUSY相连用来检测AD转换是否结束, IO63端口与AD7656的RESET端口相连作为AD的重启口, IOA口的16个IO端口作为并行数据口与AD7656的并行数据口DB0-DB15相连。

2.3 无线传输模块

ZIGBEE无线模块需要配置频段, 地址, 网络ID等, 首先将电脑的RS232串口配置成波特率38400、数据位8、停止位1、校验NONE、流控无, 将ZIGBEE的CONFIG的配置口拉低3秒, 会出现配置对话框, 包括各个功能的设置, 下面就系统的配置进行说明。设备地址:每个ZigBee模块具有唯一的地址标识, 此设备我们配置其为0001;节点类型:SZ02-RS232无线通信设备有三种节点类型:中心节点、中继路由、终端节点, 通过跳线短接的方式来控制中心接点、中继路由或终端节点的设置, 跳线短接有效;信道:SZ02-RS232模块使用免费的频率范围为2.405GHz-2.480GHz, 本系统先为自动模式;数据位设置:8位数据+1位停止;串口波特率设置:115200;数据校验:无校验。

3 系统软件件设计

电能质量实时监测系统的软件设计包括DSP数据处理程序和数据无线发送程序软件设计。

(1) DSP数据处理程序。首先DSP进入初始化进行系统自检, 自检包括AD模块自检, 电源自检, 无线模块自检, 传感器自检, 待各个模块自检成功后, 进入数据采集程序, 若有一模块出现错误报告, 即将进入错误处理程序, 错误处理程序会将故障模块信息通过无线模块上传给控制中心, 等待控制中心进行检修。若自检成功, DSP将AD7656采集的数据信号进行转换, 转换成实时的电能质量数据, 并通过FFT运算分析出电网的谐波畸变率, 峰值电压, 峰值电流, 频率等参数, 将这些数据存储在外部FLASH中, 不断更新FLASH数据, 以防数据丢失, 并将分析的数据通过无线模块将采集数据实时传输给控制中心。

(2) 数据无线发送程序。当DSP采集完数据后, 首先启动ZIGBEE无线模块, 将其配置成外部干扰较少的频段, 并发送固定数据与控制中心通信, 确保通信无故障, 然后将采集的数据打包, 通过无线模块传输给上位机, 待上位机接收正确后, 会传输回执信息, 以确保传输无误。

结语

本文设计了一种基于DSP和ZGBEE的电能质量实时监测系统。此系统主要是由DSP处理模块和无线传输模块组成。经过测试系统运行稳定可靠。

摘要：针对目前电能质量监测系统成本高、数据传输不灵活等缺陷, 设计出一种基于DSP和ZigBee的电能质量实时监测系统。分析了电能质量监测系统系统的结构原理, 设计了硬件框图, 并分析了数据采集模块和数据传输模块。实验结果验证了本系统的可行性, 系统运行稳定可靠。

关键词：电能质量监测,ZigBee无线传输,DSP

参考文献

[1]程若发, 董华.基于DSP光伏发电监控系统设计与实现[J].制造业自动化, 2010, 32 (12) :101-102.

电能质量监测系统的方案探讨 第10篇

关键词：电能质量,构成方案,PQDIF

随着人们对电能质量问题的日益关注,近年来国内很多地区试点安装了数量不等的在线式电能质量监测装置,组成了规模不一的电能质量监测系统。这些系统的实践和探索,对我国电能质量监测系统的大规模建设推广,无疑具有很好的示范和指导意义[1,2]。系统结构的方案选择,直接影响着电能质量监测系统建设的经费使用效率、项目实施进度和最终运行效果。一个优秀的系统,不仅简单高效、运行稳健,还需易予扩展,具有良好的兼容性能。然而,由于国内至今尚无电能质量监测系统的统一技术标准,导致实践中对系统构成缺乏清晰思路和认识,给电能质量监测系统方案选择和项目建设带来了诸多困惑。本文结合实践,归纳总结了适合大型电能质量监测系统的典型构架方案,就其区别、适用场合、优缺点方面进行了分析比较,并对通信接口和数据格式进行了阐述。

1 监测系统的基本功能

一个完整的电能质量监测系统,应该包括数据采集与计算、数据通信与传输、数据存储、统计分析与处理等功能[2]。

1.1 数据采集与计算

本功能通常由安装于各监测点的监测装置(监测终端)完成。通过对监测点的电流、电压、开关量状态等采集,完成电能质量指标数据的计算。

1.2 数据通信与传输

分散在各监测点、独立运行的监测装置,通过适当的通信介质(最常用以太网)将数据上传至监测中心的相应服务器。

1.3 数据存储

各监测点的电能质量数据,按照一定的筛选规则、数据格式,统一存放在监测中心指定的服务器数据库。

1.4 数据分析与处理

用户通过工作站计算机对监测中心数据的调用,实现对电能质量数据的分析与处理,并将其以期望的输出、发布或再存储。

2 系统的交互模式

和其他系统一样,电能质量质量监测系统的交互模式也可分成C/S(客户机/服务器)、B/S(浏览器服务器)2种模式。

2.1 C/S模式

服务器完成所有与数据库相关的操作,客户端工作站完成数据库修改、数据分析、图形显示、文件转换、报表输出等操作。

2.2 B/S模式

WEB客户端功能模块基于B/S构架,服务器完成与数据库相关的操作和数据分析、文件转换、报表输出等功能,客户端通过浏览器以WEB浏览的方式访问服务器,完成图形显示、浏览打印报表等应用工作。

服务器的数量和功能划分,可根据系统的复杂程度而定。

3 2种典型的结构方案

3.1 2层结构

整个网络主要分为监测装置、省级监测中心2个部分。各地市局变电站的监测装置将采集到的电能质量数据直接上送到省级监测中心的服务器上。本方案宜选用B/S模式。地市级监测中心一般不设服务器,地市级监测中心以工作站计算机的方式访问省级服务器的数据库,实现对本区域的电能质量装置的数据访问和日常管理。2层结构方案示意见图1。

3.2 3层结构

整个网络分为监测装置、地市级监测中心、省级监测中心3个部分。各地市局变电站的监测装置将采集到的电能质量数据首先上送到地级市监测中心的子站服务器上,子站服务器实现对本区域的电能质量数据的管理,并按要求向省市级监测中心传输数据。地市级的工作站计算机用户通过子站服务器的数据库,实现对本区域的电能质量装置的数据访问和日常管理,服务器和客户端工作站承担的功能,也随架构方式的不同而不同。地市级选用的监测装置通信协议不统一,需要通过子站服务器进行规约转换后上送。3层结构方案示意见图2。

4 适用场合分析

同两层结构相比,3层结构方案多了中间地市局监测中心这一环节。在以下几种情况下,宜选用3层结构方案:(1)各地市级已建立了独立的监测网络,在此基础上搭建省市级监测网络;(2)监测点数目过于庞大,数据量过多,需要实现数据的分层存储管理与管理;(3)省市级网络的带宽不够,需要通过地市级监测中心筛选过滤后上送。

2层结构方案构架简单,便于维护。在无上述几种情况的场合,宜予采用。本方案特别适用于采用B/S模式。在实践中,两层结构也确实体现出了较大的优越性。

5 通信接口与数据格式

实践证明,由于电能质量数据量较大,传统的串口通信方式已经不适应需求。以太网已经成为广大电能质量监测系统的基本通信接口方式。PQDIF作为电能质量数据的标准交换格式,得到了国内业界的普遍认同和采纳[3,4,5]。目前PQDIF主要在系统端得到应用,在嵌入式监测装置实现PQDIF文件尚需技术突破。嵌入式监测装置上如直接将电能质量数据转换为PQDIF文件,将大大简化终端设备与系统的数据交互,减少对通信网络的依赖和对带宽的占用。随着IEC 61850标准体系的不断完善,其先进性、通用性和可扩展性,使其在今后可能成为电力系统自动化领域的统一的通信协议。可以预见,作为智能电网的重要组成部分,实时电能质量监测网以IEC 61850为标准的通信协议实现电能质量数据交互将成为趋势,而PQDIF仍可以在离线应用以及不同系统之间交互数据方面发挥其应有的作用。

6 结束语

大型电能质量监测系统的建设,是一项长期的、复杂的系统工程。因此在系统规划初期,必须根据情况的不同,选择好适合实情的构成方案。从国内各省市的多年实践可以看出,系统方案的合适与否,最终决定着监测系统建设的成与败。很多失败的案例,究其原因就是系统方案一开始没有考虑好。本文介绍的2层和3层结构,是按照系统逻辑结构划分的两种方案,对各种不同情况下的系统建设具有较强的参考意义。

参考文献

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[4]郭继红,颜湘武,马甲军.电能质量数据PQDIF格式及其实现[J].电测与仪表,2004,41(9):41-44.

电网电能质量分析与措施 第11篇

【关键词】电网电能质量；电力系统；电力能源

【中图分类号】TM711

【文献标识码】A

【文章编号】1672—5158（2012）10-0316-01

前言：现代负荷：新增大量电子设备，数字式自动控制设备，如变频电机、PLC、自动生产线、计算机系统，大容量并联电容补偿装置、电气化铁路电弧炉等冲击负荷，特点：非线性，对电磁干扰极敏感，对电压扰动反应严重。因此对于电网电能质量的分析仍存在重大问题，需要进行及时的解决，下面，结合惠州供电局用电的实际情况对这一概念进行具体介绍。

1、电网电能质量的概述

由于不对称负荷，非线性和冲击性这类扰动负荷接入电力系统以及它的系统短路故障等扰动源的存在，产生了大量的电网电能质量问题，电网电能质量严重的恶化。

譬如：广东电网公司惠州供电局110kV多祝变电站其中两条110kV相邻线路，分别接晓亨铁厂和一水电厂。水电厂因机组振动怀疑晓亨铁厂谐波严重，向供电局投诉电网电能质量。惠州供电局请广东电网公司电科院对晓亨铁厂110kV电源进线用便携式电能质量监测仪进行了24小时连续测试，谐波电流未超标。后惠州供电局在铁厂专线上安装了在线式电能质量监测仪，记录数据显示某些时段铁厂谐波电流超标，2、3、5、7、11、13谐波严重，某些相高次偶次谐波如14、16、17、19、21、22、23、25谐波严重，而且闪变指标严重超标。

电网电能质量问题通常表现在，电网的电压不稳定，电流量不均衡，在使用的过程中可能出现电流与电压不稳现象，严重危害到电子产品的正常使用，严重的电流电压异常能够彻底损毁电子产品，给用户带来不必要的麻烦和一定的经济损失。通常来说，谐波电流、闪变超标是电网电能质量问题的突出表现，此外，电压闪变和波动，电压暂降，供电连续性，瞬态或者是暂时的过电压，波形畸变和短时间中断等也时常发生，不利于电力系统的安全稳定运行，也给广大用户的电能使用带来极大不便。

2、当代配电网电能质量的监测和分析方法

电网电能质量的检测，主要就是对电力运输过程中的各数值进行及时准确的记录，通过对数据的进一步分析和处理，分析现行电网运行状况，以便及时处理各种故障和运行异常状况，确保电力系统的安全稳定运行。因此，检测所得数据一方面要真实可靠，另一方面能够具有针对性，满足具体的工作需求，提高利用效率。对于电网电能质量的检测和分析方法比较多，常用的方法为频域分析法，小波分析等基于变化的分析法以及时域分析法和电网电能质量分析法是比较常用的分析方法。时一频分析法是一种比较方便的分析方法，一般情况下，需要先对信号加窗函数然后再对它进行分析；时一频局部性可以突出问题变化的部分是小波变化法的主要特点，它的这些特点就决定了它能够分析检测信号的局部奇异性，再加上Merlot小波和Meyer小波等小波函数就形成了一种暂态函数，而这有助于分析电网电能质量的暂态过程。

3、电网电能质量的现状

电能质量问题基本上属于EMC的传导低频现象。EMC对应电能质量产生的影响的因素有：谐波、间谐波载波干扰，电压波动电压暂降和间断电压不对称工频偏差感应低频电压交流电网中的直流分量。

导致电能质量劣化的主要原因：非线性负荷冲击负荷不对称负荷谐波谐振与放大有功、无功不平衡短路故障、雷击、感应电机启动。基本上说，供电电压允许偏差，公用电网谐波和供电频率允许偏差，供电电压允许闪变以及波动和供电三相电压允许不平衡度等是其主要的技术指标。电弧炉有功功率和无功功率冲击性快速变化引起电压波动和闪变电弧电阻的非线性导致谐波、间谐波。三相电极间不对称运行和塌料引起三相电极不对称短路，会产生负序电流。大电流电感支路，功率因素低。

4、提高电网电能质量的主要措施

经过笔者实地调查，惠州供电局的用户晓亨铁厂出线都是铁厂的三个自由燃烧的大电流电弧，是非线性电阻性的，产生谐波电流。大电流电弧的特性是：1、石墨电极的阳极和阴极的压降不同，所以存在偶次谐波；2、三个电极在电气上不对称，故出现零序性谐波；3、电弧的导电率和长度随时间变化，谐波幅值随机变化，产生连续谐波频谱。所有主要谐波频谱都存在边缘带，即存在间谐波。经过研究，发现电弧炉抑制谐波电流主要有以下几种措施：1、提高供电电源电压等级，短路容量增大，允许存在的谐波电流增大；2、改善电弧炉电极电流平衡控制系统，降低电弧电流的不平衡程度，可减小和抑制谐波电流；3、有源滤波器；4、TCR型SVC；5、装无源滤波器。

笔者结合多年的相关工作经验，结合惠州供电局用户晓亨铁厂的实例，在进行了大量的数据分析和实地考察的基础上，对电网中电能质量的整治问题提出了以下措施：

其一，一次调频。从目前的电网使用情况分析上看，我国的电能使用形式多变，而且高端的电子产品更新换代快，需要进行及时的在线系统更新，因此，对电网的所有机器设备进行初始化的一次调频，既能够有效的降低调频工作的费用开支，提高工作效率，同时还能够有效的满足用户的基本用电需求。

其二，发电机进相运行。当电压过高或电网无功过剩时，只需通过调解励磁电流，把发电机改为消耗无功负荷而不是发出无功负荷，让它无功进相运行，这个方法具有明显的降低系统电压的效果；为了保持电网电压的问题，它会通过增减励磁电流，使发电机的无功输出增加，这样就使响应比较准确和灵活；该方法为了消耗系统的无功使用发电机进相运行的方式，节约了设备的投资；发电机进相运行后，励磁变的负荷下降了，这样就降低了厂用电率，减少了有功损耗。由于此项操作程序简单，操作技术难度系数低，经济成本不高，因此，该项措施的使用范围比较广。尤其重要的一点是，通过该项技术进行的电网电能质量调整安全有效。

其三，谐波在线监测与治理。该技术要求对于现有的谐波源用户，确实污染严重的必须提出限制整改计划以及措施；对于扩建的和新上的电网电能质量污染源项目，必须进行谐波项目评估，谐波治理必须与工程项目同步实施；推广非线性大用户采用滤波措施或者是动态无功补偿，针对谐波问题，在实测的基础上，确定电网必要的补偿率。由于配网中某些地区电压畸变率较高，为了降低电压总谐波畸变率，应把用户侧以及电网等无功补偿装置设计成具有补偿滤波和无功的综合功能的系统。

电能质量监测仪 第12篇

电能的应用程度是衡量一个国家电力发展水平的重要标志之一。近年来,用户对电能质量的要求越来越高,使得电能质量问题日益紧迫地摆在了大家的面前,电能质量的好坏直接关系到国民经济的总体效益。

为了提高供电质量,保证电网和供电设备安全、经济及可靠运行,国内外许多研究机构和公司研制生产了各种功能的电力参数分析仪表、仪器,但传统的基于有效值理论的监测技术已经不能完整、准确地描述实际发生的动态电能质量问题。在此,设计了一种基于嵌入式系统的电能质量参数监测仪,改进了以往同类监测仪的缺点,能实时地显示出动态电能质量的参数变化,具有较高的实际应用价值。

1 电力参数的计算

电能质量主要包括由公用电网供给用户端交流电能品质的一些参数。本文主要讨论国家标准涉及的各项稳态指标,如频率、电压(电流)、谐波、闪变、三相不平衡度等,以及功率、相位差、谐波畸变率等相关指标的分析测量,这也是一般的电能质量测量分析仪器所关心的电能质量指标[1]。

下面给出各项电能参数的计算方法[2,3,4]:

电压有效值的离散化计算公式:

式中:um为第m个时间间隔的电压采样瞬时值。

电流有效值的离散化计算公式为:

有功功率的离散化计算公式为:

三相总的有功功率为各单相有功功率之和:

视在功率为各单相视在功率之和:

式中:UA,UB,UC,IA,IB,IC分别为各相电压电流的有效值。

功率因数:

而无功功率采用Fryze无功定义,为:

信号的频率计算公式如下:

式中:fs为所选晶振频率(单位为Hz);TCnt为一个整周期定时器计数值。

谐波含量就是各次谐波的平方和开方。谐波电压含量与谐波电流含量分别表示为:

式中:Uh,Ih为h次谐波电压和电流。

第h次谐波电压含有率:

第h次谐波电流含有率:

式中:U1,I1分别为基波电压与基波电流。

2 系统整体结构

基于ARM9和嵌入式Windows CE系统的整体结构图[5]如图1所示。

该系统采用DSP+ARM9的双CPU形式,其中,DSP采用TI公司的TMS320F2812;ARM9采用Samsung的S3C2410。该系统中ARM部分用购买的开发板进行开发测试。

TMS320F2812提供了足够的处理能力,使一些复杂实时控制算法的应用成为可能,它主要完成对三相交流电压、电流的数据采集,电压和电流经过信号调理电路,经互感器隔离降压,经低通滤波器滤除高频分量,使电压和电流进入TMS320F2812处理器,之后通过TMS320F2812对这些数据进行计算处理,再通过CAN总线通信将处理好的数据传送给ARM模块。

S3C2410是Samsung公司推出的16/32位RISC处理器,具有低成本、低功耗、小体积、高性能的特点,集成了丰富的片上资源。系统中,其主要作用是利用CAN总线通信来接收从DSP传过来的数据,并对其进行LCD显示,以实现实时监测,同时,还可通过USB接口将数据存储到U盘上。其中,TMS320F2812的CAN收发器型号为PCA82C250。TMS320F2812片上集成了CAN通信接口,可直接与PCA82C250上的TXD和RXD相连,并将信号转换成CANH,CAHL后,在CAN总线上传输。由于ARM开发板并没有提供CAN接口,所以此部分要进行外扩[6]。S3C2410与CAN总线的接口采用SPI转CAN的方式,控制器采用Microchip公司的MCP2515。S3C2410的SPI接口可直接与MCP2515控制器的SPI接口相连,控制器输出端的信号经PCA82C250转化为CANH,CANL后,在CAN总线上传输。

3 嵌入式操作系统Win CE的定制、移植及驱动程序的开发

3.1 CAN驱动程序的开发

Platform Builder本身自带了很多驱动程序,如串口驱动、USB口驱动等,但由于系统中的CAN总线通信部分是外扩的,开发商提供的BSP开发包不包含这部分驱动,要自行编写驱动程序和注册表部分的文件,定制出CEC文件,并将生成的驱动与BSP进行绑定。CAN驱动开发流程为:

编写CAN驱动时,首先要确保S3C2410的SPI接口可以正常工作,再利用SPI接口对MCP2515寄存器进行相应的设置。

CAN总线驱动的设计步骤为:

(1)初始化S3C2410的SPI口。设置波特率、主从模式、通信方式等;

(2)初始化MCP2515。设置相应的发送、接收缓冲器;

(3)编写CAN控制器的收发程序;

(4)编写CAN流接口的函数形式;

(5)导出流接口,修改注册表和CEC文件。

3.2 操作系统的移植

对Windows CE操作系统进行移植,先进行WinCE Bootloader的开发,然后进行操作系统的特性配置和移植,再进行硬件平台上驱动程序的开发,最后对应用程序进行移植和开发。

(1)Bootloader的开发。Bootloader的结构可以分为代码存储管理驱动程序五个部分[7]。这五部分中,除了OEM代码需要自己编写外,其他几个部分的代码都是由Windows CE本身提供的。

(2)内核的配置和移植[8]。Win CE内核的配置和移植是在Platform Builder的帮助下,根据系统的具体应用目标来进行各种功能裁减,然后由Sysgen即可编译生成所需的操作系统镜像NK.bin[9]。当Platform Builder成功编译生成WinCE内核后,通过Platform Builder自带的TFPT网络传输工具或其他TFPT网络传输工具将内核下载至硬件平台中。

(3)驱动程序开发。Windows CE提供了特定的驱动程序框架,以驱动内部或者外围的硬件设备。驱动程序位于操作系统与硬件的中间,是BSP包的一部分,将操作系统与设备链接起来,操作系统就能识别设备,并为应用程序提供相应的服务。在此主要介绍了CAN驱动程序的开发。

(4)应用程序的开发和移植[10]。完成以上内容后,就可以针对硬件平台和具体系统要求进行应用程序的开发。

4 结语

设计了一种基于ARM9和Windows CE的数据采集系统,采用TMS320F2812处理器对数据进行采集,充分发挥了这款DSP芯片的数据处理能力;S3C2410和嵌入式系统的应用使得系统能够实现数据的实时显示和监测。文中实现了对硬件平台的设计和对Windows CE操作系统的定制、移植及其驱动程序的开发。该系统具有实时性好,性价比高等特点,有很高的实用价值。

摘要：为了提高供电质量,保证电网和供电设备安全、经济、可靠运行,设计了一种新型基于嵌入式Windows CE系统的电能质量监测仪。系统选用TI公司生产的具有高速运算处理能力的DSP(TMS320F2812)对电网电压、电流进行数据采集、分析和处理,并通过CAN总线通信将相关数据传给监控模块;监控模块采用S3C2410 ARM处理器;用嵌入式WindowsCE操作系统进行调度;通过彩色液晶触摸屏将数据实时显示。系统的高速数据处理能力和实时性等优点使其具有很好的使用价值和良好的发展前景。

关键词：Windows CE,S3C2410处理器,CAN总线,TMS320F2812

参考文献

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