基于数字信号处理器的一种新型电能质量监测仪的设计.pdf

东北电力学院学报 ． OfNortheastChina V 第25卷第1期 JournaI oJ．25．N0．j InstituteElectric 2005年2月 Of Power Feb．．2005 Engineering 文章编号：1005—2992(2005)01—0001—05 基于数字信号处理器的一种新型 电能质量监测仪的设计 李国庆1，王佐勋1，王玉坤1，王胜楠2，张元国3 (1．东北电力学院电力工程系．吉林吉林132012；2．营口农电局，辽宁营口115000；3．山东建筑工程学院信电 系，山东济南250000) 摘 要：提出了一种基于新型数字信号处理器(TMs320LF2407A)的电能质量监测仪的设计。设计 TMSLF2407A芯片是TI公司新开发的数字信号处理信片，它本身带有丰富的资源，非常便于实时的电 能质量监测分析。主要讨论装置的硬件系统的设计和硬件系统的软件设计，并简要介绍了电能质量各 项指标的处理方法。经过实际的运行检验，装置运行正常，各项指标均达到了工业要求。 关键词：电能质量监测；数字信号处理器；TM$320LF2407A；ASlll7；电能质量指标 744 中图分类号：TM 文献标识码：A 在现代社会中，电能是一种应用最广泛的能源，其应用程度的高低成为一个国家发展的水平的重要 标志。电能质量(包括：频率、电压、谐波、三相不平衡、电压波动和闪变)是电能生产、消费必须具备的质 量检验指标。电能质量指标的确定是质量、经济、安全三方面综合优化的结果。电能质量监测是发现和 分析各种电能质量问题的主要手段，为电能质量改善和电力系统故障的诊断提供决策依据。 现代电网中负荷结构已经发生巨大的变化，应用电力电子技术的新型负荷迅速增加，在发达国家几 乎占了配电负荷的50％。造成了大量的电能质量问题；另一方面，电力电子技术又提供了新型的电能质 量控制手段，使电能质量控制成为可能。随着对电能质量问题的研究与重视，国内外也采取了不同的措 施。比利时、意大利、美国、澳大利亚、新西兰都根据自己的特点开发了先进的电能质量监测装置。 近两年，国内的生产厂家也开发了自己的电能质量监测装置。这些产品大多采用51系列和96系 列微处理器作为处理内核，这些处理器可扩展空间较小，运算速度较慢，难以满足电力系统监测高实时 性的要求，也不适于对大量的数据进行精确的处理。致使电力系统高精确度测量、实时监控和先进算法 Signal 的运用受到限制。本文运用必威体育精装版型的数字信号处理器(Digital 设计，它运行速度快，采集频率高，扩展空间较大，从而节约了成本，更易于实时监控的实现。 1系统硬件设计 将被安装在配电网络的各个用户端，长期执行电力在线的监测任务，通过通信模块把监测到的信息发送 到中央控制计算机。本文主要讨论硬件系统的设计，如图1所示： 收稿日期：2004．11-5 作者简介：李国庆(1964一)，男，东北电力学院电力工程系教授。博士，主要研究方向为电力系统安全性分析与控制 万方数据 2 东北电力学院学报 第25卷 广 IN oUT 3‘。’I ^％ RXD TXD TXD RXD