基于DSP的FTU核心模塊的研制.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和改革開(kāi)放的深入，電力工業(yè)也在迅速發(fā)展，人們對(duì)電力的需求也在日益增長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)供電的可靠性以及供電質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，而配電網(wǎng)中應(yīng)用的饋線(xiàn)自動(dòng)化(FeederAutomationFA)技術(shù)，是提高供電可靠性的直接有效的技術(shù)手段，這也是配電網(wǎng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)。加強(qiáng)這一領(lǐng)域的研究工作，必將極大的提高我國(guó)供電可靠性及電能質(zhì)量。 饋線(xiàn)自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)終端裝置(FTU-FeederTerminalUnit)是FAS的核心單元，

2、其主要功能就是信息采集、處理和轉(zhuǎn)換以及與主站的通信。本文主要研究城鄉(xiāng)10KV低壓電網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)中FTU的實(shí)現(xiàn)。即對(duì)電網(wǎng)信息進(jìn)行采集，轉(zhuǎn)換，分析、處理以及進(jìn)行算法設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和硬件的設(shè)計(jì)。 在算法研究方面，本文主要分析了目前在電網(wǎng)諧波處理方面比較常用的快速傅立葉(FFT)算法，通過(guò)FFT計(jì)算可以得到電網(wǎng)中直流分量和交流分量各次諧波的幅值和相角，同時(shí)可以得到電壓、電流有效值、有功功率、無(wú)功功率等參數(shù)，從而對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。同

3、時(shí)還介紹了采樣點(diǎn)數(shù)的選擇與頻率分辨率之間的關(guān)系，并采取了周波采樣64點(diǎn)。另外，本文還分析了目前電網(wǎng)上智能重合器的故障判斷并迅速進(jìn)行隔離的工作原理，并根據(jù)矩陣原理，給出了相應(yīng)的算法，可以根據(jù)FTU上的檢測(cè)信息準(zhǔn)確判斷出故障所在區(qū)域，并作出相應(yīng)處理。 硬件方面，本文介紹了作者在課題研究中研制的FTU核心處理板，CPU采用了TI公司的高性能32位浮點(diǎn)DSP，保證處理速度能滿(mǎn)足要求；AD器件采用了AD7865，能夠4路同時(shí)進(jìn)行交流采樣的

4、14位AD芯片，這樣可以消除各相電壓和電流由于非同步測(cè)量而帶來(lái)的相位差；采用了一片CPLD芯片，來(lái)協(xié)調(diào)各個(gè)部件之間的工作；采用測(cè)頻電路，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)的頻率，從而實(shí)時(shí)的改變采樣時(shí)間間隔，使得整個(gè)采樣過(guò)程總是滿(mǎn)足正弦信號(hào)的采樣原則，最大限度的減少由于信號(hào)頻域泄漏而引起的采樣誤差。 本文的研究和試驗(yàn)結(jié)果表明，本課題所研制的FTU的信息采集系統(tǒng)運(yùn)算速度快，能夠?qū)崟r(shí)處理采樣數(shù)據(jù)，并進(jìn)行諧波分析，實(shí)時(shí)性好。并可以通過(guò)擴(kuò)展的RS232通信