论文摘要
电网数据采集系统为电网的运行监控与故障诊断提供了有力手段,为我国建设坚强智能电网提供了核心工具。有了对电网的实时自动化监控,既可以减少人力,也可以提高电网故障诊断处理的实时性和准确性,提高电网集约化管理的水平。电网数据采集系统的性能决定了对电网动态监控的准确性和有效性。但是,在电网数据采集系统应用过程中,采集到的电网数据不可避免地会受到各种噪声源的影响,这些噪声会对系统的高速性,高精度,稳定度等产生一定程度的影响,继而影响之后的电网数据压缩、复现与故障诊断等重要功能。因此,需要在电网数据采集系统的设计过程中,通过各种仿真实验手段,对电网数据采集中的噪声进行噪声源分类和噪声特性的分析,并基于噪声分析的结果对噪声进行早期抑制。本文基于实际电网数据采集系统,首先通过对系统硬件结构、工作过程和信号流的分析,指出了电网数据采集中可能存在的噪声源,并对各种噪声源根据其噪声特性进行了分类。其次,对于影响到系统采集精度的模拟电路部分,主要是对基于运算放大器的电路,分析了电路的噪声源,结合PSpice仿真软件,对实际应用的运算放大器电路进行了运放噪声对数据采样和数据压缩的影响分析;并基于对运算放大器的噪声分析,给出了在低噪声电路设计过程中对运算放大器的选择依据。然后,针对电网数据采集系统的系统层面,对用于FPGA内部的频率合成,电网频率跟踪和同步采样时钟生成的锁相环,利用Simulink仿真软件建立了锁相环噪声模型;并对由单一时钟抖动与累积时钟抖动造成的电网数据采样过程的影响进行了分析。最后,对电网数据采集系统的高速数字电路设计过程中,影响到数据传输稳定度的信号完整性问题,利用HyperLynx仿真软件,围绕关键网络的单一网络信号质量与多网络对关键网络的串扰问题进行了分析,给出了噪声问题抑制与改善的方法,并通过仿真结果进行了验证。本文通过对电网数据采集中的噪声分析,得出了一些抑制噪声的方法,对电网数据采集系统性能的提高和系统设计的完善,提出了有益的思路。
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标签：电网数据采集系统论文; 运算放大器噪声论文; 时钟抖动论文;