风电变流器数据采集系统毕业设计定稿教材.doc

风电变流器数据采集系统设计 安徽工程大学毕业设计（论文） -  PAGE 42 - -  PAGE 43- 引 言 随着工业的飞速发展，人类对能源的需求明显增加，而地球上可利用的常规能源日趋匮乏。为实现能源的持续发展，世界各国都开始开发新能源和再生能源。风能是一种无污染的可再生能源，得到了世界上许多国家的重视。风力发电作为风能的主要应用形式，近年来，在世界范围内取得了长足发展。据国际能源所预测，2020年全球风电总装机12.31亿kW，其发电量占世界总发电量的12％。我国风电场总装机容量2004年达56.7万kW，预计到2020年，总装机容量达3000万kW，占全国发电量的2.4％。风力发电系统一般分为两大类，采用恒速恒频发电机的风电系统和采用变速恒频发电机的风电系统。风力发电机组与电网并联运行时，要求风力发电机组发出电能的频率保持恒定，与电网频率相等[1]。 目前??国内外电能质量检测装置种类非常繁多，就其性能来说，可以分为高、中、低三档。国外对电能质量研究起步较早，目前有关电能质量的研究已经取得了很多成果，特别是在高档产品领域占据主导地位。国外高档电能质量检测装置的特点突出表现在功能丰富和精度高两个方面，如美国FLUK公司、加拿大电力测量公司（Power Measurement Ltd)、瑞典联合电力公司(Unipower)、美国EIG公司等生产的电能质量检测装置具有检测精度高、检测指标多、功能丰富等特点。其中Fluke430系列电能质量分析仪，其基本电力参数测量有电压、电流、频率、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数等；电能质量参数测量有电压和电流50次谐波和间谐波、THD (总谐波失真)、功率谐波及谐波方向、闪变分析（瞬时闪变、短时闪变、长时闪变)、电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡度等，能检测目前几乎所有的电力和电能质量参数，基本精度达0.1%[2][3]。 在国内，现在电能质量中的某些问题已经成为电工领域的前沿性课题，吸引了众多高校和科研院所的一大批科技人员投入其中进行研究，成果也很显著。在检测和应用仪表开发方面，国内正进入一个蓬勃的发展时期。硬件方面有基于单片机的、基于DSP的、基于ARM系统等。软件方面有基于LABVIEW的、 基于CAN总线的、基于WEB技术等。迄今为止，国内生产电能质量检测仪水平较高的厂家有深圳领步科技有限公司、上海宝钢安大电能质量有限公司、安徽振兴科技股份有限公司、保定方长电子有限公司、长沙威盛电子有限公司等。他们生产的电能质量检测仪产品在一定程度上代表着我国电能质量监测装置的先进水平。但是由于我国在电能质量研究上起步相对较晚，使用的电能质量测量装置功能单一，只能实现对某种电能质量指标的测量，实时性差，多数不具备综合测量、分析、判断功能。随着电力系统运行管理的系统化、网络化、自动化和智能化，对电能质量产品提出了更高的要求，以适应现代化电能管理的需求[4][5][6]。 专用电能质量分析设备功能虽强，但成本偏高，不适合大量应用的场合；手持式和便携式设备毕竟是一种临时的故障诊断、排错和评估设备，而且实时性指标也不一定满足要求[7]。本设计根据这种需求，以DSP为核心，采用A/D采样芯片作实时采样，外围绝大部分逻辑电路均做在CPLD内，大大缩小了体积，可以提高系统的可靠性和性价比。同时以数字信号处理技术为出发点，采用更灵活、更准确的数字信号处理算法程序进行数据处理，提高系统参数计算效率，使电能质量检测符合数字化技术发展的需要，因此具有较强的现实意义。 第1章 绪论 1.1 风力发电电力参数采集的重要意义 随着现今经济的快速发展，电力用户为满足其对产品的个性化、多样性生产的需求，从最大经济利益出发，在大功率、冲击性、非线性的负荷迅速增长的同时，更大规模地采用科技含量高的器件、设备与技术。越来越多的电力用户采用了微电子技术、计算机技术、电力电子技术、数字控制的自动化生产线等。? 随着微电子技术和电力电子技术的发展，基于电力电子技术的装置和设备在现代工业中得到了广泛的应用，同时直流输电、电气化铁路等冲击性负荷的不断增多，还有各种大型用电设备的起停，都对电网电能质量产生严重的污染；但另一方面，随着高新技术的发展，尤其是信息产业的发展，用户使用的现代新型负荷设备，多是基于微处理器的敏感性控制设备，它们对电能质量问题非常敏感而且对电能质量的要求越来越高。电能质量若偏离正常水平过大，会给发电、输变电和用电设备带来不同程度的危害，对用电企业造成重大经济损失，这使一些过去不受重视的电能质量问题变得不容忽视。 而众所周知，在工业生产和日常生活中，电力对社会和个人有着密切的关系和重要的意义，因为电流、电压过低过高均影响设备寿命，严重的还会危及人身安全；均能影响各种电器设备的正常使用功效并且对电压、