电能质量在线监测系统的研究

论文摘要

随着国民经济的发展,电力用户对电能质量的要求不断地提高。由于电网谐波含量的增加,将导致电气设备寿命缩短,电网网损增大,系统发生谐波谐振的可能性增加等一系列问题,有必要对电能质量进行在线检测。基于以上原因,本文开发了一套新型的电能质量监测装置,完成以上相应功能。算法的设计中,比较分析了FFT算法和小波算法的优缺点,采用了FFT和小波分析相结合的算法,数据采集和处理中采用高性能A/D转换器,为了进一步保证数据采集的实时性,采用高速DSP芯片实现了相关算法的计算,系统通讯采用80C196芯片,通讯协议采用标准MODBUS规约,实际应用表明本系统的有效性。

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ABSTRACT

第一章绪论

1.1 论文选题的背景及意义

1.2 电能质量概念

1.3 电能质量的现象的定义

1.4 电能质量在线监控系统的应用和发展趋势

1.5 本论文的主要研究内容

第二章电能质量在线监下位机系统设计

2.1 监测系统的总体结构

2.2 采集系统的硬件设计

2.2.1 DSP 芯片的选择及介绍

2.2.2 外部存储器扩展

2.2.3 模数转换电路的设计

2.2.4 复位及监控电路的设计

2.2.5 中断电路的设计

2.2.6 通信接口电路设计

2.3 采集系统的抗干扰措施

第三章下位机软件设计

3.1 软件的开发环境及总体结构

3.2 电能质量监测的算法研究

3.2.1 离散傅里叶变换

3.2.2 小波变换

3.2.3 小波分析与傅氏分析的比较

3.3 主要软件的功能实现

3.3.1 A/D 数据采集程序

3.3.2 80C196 单片机程序的编写

第四章系统的通讯方式设计

4.1 MODBUS 协议简介

4.1.1 在 Modbus 网络上转输

4.1.2 在其它类型网络上转输

4.2 两种传输方式

4.2.1 ASCII 模式

4.2.2 RTU 模式

4.3 MODBUS 消息帧

4.3.1 ASCII 帧

4.3.2 RTU 帧

4.3.3 地址域

4.3.4 如何处理功能域

4.3.5 数据域

4.3.6 错误检测域

4.3.7 字符的连续传输

4.4 错误检测方法

4.4.1 奇偶校验

4.4.2 LRC 检测

4.4.3 CRC 检测

第五章电能质量监控系统上位机软件设计

5.1 系统软件的环境及结构

5.2 系统软件的特点

5.3 系统软件的设计

5.4 系统软件的功能实现

5.5 现场应用

第六章结论及展望

参考文献

致谢

在学期间发表的学术论文和参加科研情况

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