基于DSP的电能质量扰动信号检测仪的设计与实现

摘要

随着电子信息技术的飞速发展，电力行业的相关检测、控制已经逐步实现了信息化，尤其针对电力系统电能质量信号本身的参数、状态的检测对于电力维护工作来讲是最常见的，但是目前在功能比较全面及适用的检测仪表仪器较少，对电力系统的运行维护工作带来不便，基于这些原因，实现电能信号的检测功能正是本文研究的目标。
　　本文介绍了电力电能扰动信号检测的相关研究现状；对电能扰动信号检测的研究目的和意义进行了分析；阐述了电力质量参数实时测量算法即谐波检测算法、功率检测算法、电压波动和闪变检测方法等；对暂态电能质量扰动的测量方法进行了相关的研究，包括扰动信号的检测和提取、暂态电能质量扰动的MATLAB仿真；对电能质量检测仪进行了硬件部分的设计，包括数据采集模块、数据分析模块、MCU控制单元、人机接口部分；同时对电能质量检测仪的软件进行了设计，包括主程序的设计、DSP模块软件设计、MCU和人机接口模块软件设计；并对电能质量检测仪的抗干扰措施进行了研究，分析了干扰产生的原因，并且将干扰措施分成硬件抗干扰措施和软件抗干扰措施；最后对电能质量检测仪进行了实验测试，实验检测结果表明该测试仪对电力系统所存在的各种电能质量可以进行有效的检测，在功能上基本满足解决电力维护人员对电能信号检测的需求，为维护人员能够快速的排查故障提供了有效的工具，基本上达到预期目的，具有比较重要的现实意义。

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第一章 绪论

1.1 课题设计的目的

1.2 课题的设计意义

1.3 国内外研究现状

1.4 论文的主要内容

1.5 论文章节安排

第二章 小波变换理论

2.1傅立叶变换

2.2短时傅立叶变换

2.3小波变换

2.4多分辨率分析与正交小波变换

2.5小波包变换

2.6本章小结

第三章 暂态电能质量扰动信号的检测

3.1 扰动信号的检测与提取

3.2暂态电能质量扰动信号检测仿真与分析

3.3 本章小结

第四章 电能质量扰动信号检测仪的硬件设计

4.1 检测仪硬件总体设计说明

4.2 数据采集模块设计

4.3 数据分析处理模块

4.4 MCU控制单元

4.5 人机接口部分

4.6 串行通信接口设计

4.7 本章小结

第五章 电能质量扰动信号检测仪的软件设计

5.1 主程序设计

5.2 DSP模块软件设计

5.3 MCU及人机接口模块软件设计

5.4 功能需求

5.5 本章小结

第六章 电能质量扰动信号检测仪的调试

6.1 检测仪模块调试

6.2 检测仪系统测试与整体构架测试

6.3 本章小结

结论与展望

7.1 总结

7.2 存在的问题与措施

参考文献

致谢

附录 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果