風電質(zhì)量DSP監(jiān)測系統(tǒng)研究與設計

【摘要】： 隨著風力發(fā)電的發(fā)展,大功率電力電子設備饋網(wǎng)電能的份額越來越大。因此,研究基于DSP的風電場分布式電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng),對確保風力發(fā)電質(zhì)量以及電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行具有十分重要的意義。 本文首先分析了風力發(fā)電的發(fā)展及國內(nèi)外電能質(zhì)量監(jiān)測的現(xiàn)狀,對電能質(zhì)量國家標準做了簡要分析與研究。 其次,對電能質(zhì)量各個參數(shù)的算法做了研究和對比,最終選擇合適的計算方法,并根據(jù)系統(tǒng)算法和風力發(fā)電電能質(zhì)量評估方法及實際項目需要,設計了基于DSP+RS485+PC機的風力發(fā)電電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)方案。 再次,根據(jù)系統(tǒng)方案設計了以TMS320F2812為CPU的硬件系統(tǒng)。搭建了嵌入式系統(tǒng)平臺,在CCS3.1的環(huán)境下完成了DSP的軟件設計,并用VC++設計了友好的人機界面應用軟件。 最后,調(diào)試系統(tǒng),對計算頻率的自相關函數(shù)魯棒算法進行了MATLAB仿真和比較,并用系統(tǒng)進行實際測量和對比,對系統(tǒng)部分參數(shù)進行標定。 本文最終完成了基于TMS320F2812的用于風力發(fā)電的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)設計,并進行編程調(diào)試及下載,達到了預期目的。本系統(tǒng)可適時測量風力發(fā)電電能質(zhì)量指標,具有掉電保護、報警、通信、保存、顯示功能?？蔀轱L力發(fā)電用的大功率變流器提供電壓電流采樣值,同時與PC機通信并傳輸電能質(zhì)量參數(shù),為風電機組提供動態(tài)監(jiān)測和故障診斷的依據(jù),具有實際應用價值。 【關鍵詞】：風力發(fā)電 電能質(zhì)量 TMS320F2812 RS485 PC機
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 選題背景及意義11-12
• 1.2 電能質(zhì)量標準12-14
• 1.2.1 電能質(zhì)量的概念12
• 1.2.2 電能質(zhì)量國家標準12-14
• 1.3 電能質(zhì)量監(jiān)測國內(nèi)外現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 電能質(zhì)量研究的近況14
• 1.3.2 電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的國內(nèi)外現(xiàn)狀14-16
• 1.4 論文主要工作16-17
• 第2章 風電質(zhì)量監(jiān)測方法及系統(tǒng)方案設計17-28
• 2.1 電網(wǎng)頻率計算17-19
• 2.2 電壓電流有效值及其偏差計算19-20
• 2.3 功率、功率因素及電能計算20-22
• 2.3.1 功率及功率因素計算20-21
• 2.3.2 電能計算21-22
• 2.4 三相不平衡度計算22-23
• 2.5 諧波分析23-24
• 2.6 系統(tǒng)方案研究24-27
• 2.6.1 技術(shù)要求24-25
• 2.6.2 功能實現(xiàn)方法25-26
• 2.6.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案26-27
• 2.7 小結(jié)27-28
• 第3章 監(jiān)測系統(tǒng)硬件設計28-40
• 3.1 硬件整體架構(gòu)28
• 3.2 DSP最小系統(tǒng)設計28-32
• 3.2.1 DSP選型29-30
• 3.2.2 電源電路設計30
• 3.2.3 時鐘電路設計30-31
• 3.2.4 JTAG接口設計31
• 3.2.5 外擴RAM設計31-32
• 3.3 電源模塊設計32-33
• 3.4 數(shù)據(jù)采集模塊設計33-37
• 3.4.1 電壓電流互感器33-34
• 3.4.2 A/D轉(zhuǎn)換模塊34-37
• 3.5 通訊模塊設計37-38
• 3.5.1 器件選型37-38
• 3.5.2 硬件電路設計38
• 3.6 掉電保護模塊設計38-39
• 3.7 小結(jié)39-40
• 第4章 監(jiān)測系統(tǒng)軟件設計40-61
• 4.1 概述40
• 4.2 DSP軟件設計40-54
• 4.2.1 軟件架構(gòu)41-42
• 4.2.2 McBSP交流信號數(shù)據(jù)采集42-47
• 4.2.3 風電質(zhì)量參數(shù)計算47-48
• 4.2.4 掉電保護程序設計48-50
• 4.2.5 RS485通信50-54
• 4.3 PC機應用程序設計54-60
• 4.3.1 設計工具及語言54-55
• 4.3.2 軟件架構(gòu)55
• 4.3.3 后臺系統(tǒng)人機界面設計55-56
• 4.3.4 PC機串口通信56-59
• 4.3.5 數(shù)據(jù)顯示和保存59-60
• 4.4 小結(jié)60-61
• 第5章 監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)試及仿真測試61-70
• 5.1 系統(tǒng)調(diào)試61-64
• 5.1.1 監(jiān)測裝置系統(tǒng)調(diào)試61-63
• 5.1.2 PC機通信程序調(diào)試63
• 5.1.3 聯(lián)機調(diào)試63-64
• 5.2 頻率魯棒算法仿真檢驗64-66
• 5.2.1 任意產(chǎn)生的信號仿真檢驗64-65
• 5.2.2 標準信號源檢驗65-66
• 5.3 監(jiān)測裝置測試及標定66-68
• 5.3.1 AD73360零漂測試及標定66
• 5.3.2 整體測試及標定66-68
• 5.4 小結(jié)68-70
• 結(jié)論與展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-76
• 附錄76-78
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文78-79

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