電力終端智能監(jiān)測儀的研制.pdf

1、隨著國民經濟的發(fā)展,工業(yè)用電量和居民用電量的極速增長,電能作為一種資源越來越受到人們的關注,同時由于近年來電力系統(tǒng)中非線性負載的大量投入,使得電網(wǎng)中非線性和不對稱性等“電力污染”因素嚴重影響了電能質量,甚至給人們的生產生活帶來重大損失。通過對電能質量的實時監(jiān)測、記錄和分析,可以分析產生和影響電能質量的原因,并采取有效的手段改善電能的質量。
　　論文以電力終端為研究對象,研究制造出了低成本多功能的電力終端智能監(jiān)測儀。該儀表能夠測量顯

2、示所有常用的電力參數(shù),集成了開關量信號輸入、開關量信號輸出、人機界面及數(shù)字通訊接口,能夠獨立完成電網(wǎng)節(jié)點的電能的實時監(jiān)測,與市場上其他同等類型的產品相比,該儀表具有成本低、功能全、體積小、接線簡單和通訊方便等優(yōu)點。
　　論文主要完成的工作有:
　　1、在查閱了國內外大量相關文獻的基礎上,分析了電力終端智能監(jiān)測儀的產生背景、實際意義以及國內外發(fā)展的趨勢,闡述了本文的研究內容和目標。
　　2、分析儀表的功能要求和主要技術指

3、標,并基于此對儀表系統(tǒng)的軟硬件框架進行了設計。
　　3、根據(jù)儀表的設定目標和要求,對主控芯片進行合理選型,在此基礎上設計出電力終端智能監(jiān)測儀的硬件電路。本文以MSP430F249單片機為核心,設計了主控制模塊、電源模塊和電力參數(shù)采集模塊等硬件電路。
　　4、對電力參數(shù)的分析算法進行了比較,闡述各種算法優(yōu)缺點。考慮到傳統(tǒng)FFT(快速傅立葉變換)在分析的過程中會帶來很大的頻譜泄露和混疊誤差,而且會產生柵欄效應,本文對傳統(tǒng)的FFT

4、算法進行了改進,詳細討論了加窗插值FFT算法的實現(xiàn)過程,并在該儀表中設計實現(xiàn)了該算法,取得了較好的實際效果。
　　5、根據(jù)儀表功能要求、儀表調試和測試的需要,設計了下位機軟件和上位機軟件。下位機軟件設計工作主要包括分析設計實現(xiàn)了A/D數(shù)據(jù)采集方法、數(shù)據(jù)計算處理算法、數(shù)據(jù)顯示方案、按鍵掃描程序和基于 Modbus協(xié)議的串口通訊程序。基于MFC設計了上位機軟件,首先根據(jù)測試需要進行了上位機界面的頁面布局,其次利用Windows API

5、函數(shù)編寫了串口通訊的驅動程序,最后完成上位機消息響應函數(shù)的編寫,實現(xiàn)了監(jiān)測儀的遙信、遙測、遙控功能。
　　6、監(jiān)測儀的測試與評價。主要包括精度測試、通訊測試、絕緣性測試和越限報警功能的測試等。本實驗室和江西省計量所測試結果均表明:儀表的各項性能指標符合國家電力行業(yè)標準,與上位機通訊便捷;絕緣性測試結果證明儀表的端子之間絕緣性符合國家標準,儀表的安全性高;儀表的越限報警功能正常。可以推廣使用。
　　7、全文總結。對本文的主要技