基于嵌入式WinCE系統(tǒng)的電能質(zhì)量監(jiān)測儀
0 引言
電能的應(yīng)用程度是衡量一個國家電力發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。近年來，用戶對電能質(zhì)量的要求越來越高，使得電能質(zhì)量問題日益緊迫地擺在了大家的面前，電能質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到國民經(jīng)濟的總體效益。
為了提高供電質(zhì)量，保證電網(wǎng)和供電設(shè)備安全、經(jīng)濟及可靠運行，國內(nèi)外許多研究機構(gòu)和公司研制生產(chǎn)了各種功能的電力參數(shù)分析儀表、儀器，但傳統(tǒng)的基于有效值理論的監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)不能完整、準(zhǔn)確地描述實際發(fā)生的動態(tài)電能質(zhì)量問題。在此，設(shè)計了一種基于嵌入式系統(tǒng)的電能質(zhì)量參數(shù)監(jiān)測儀，改進了以往同類監(jiān)測儀的缺點，能實時地顯示出動態(tài)電能質(zhì)量的參數(shù)變化，具有較高的實際應(yīng)用價值。
1 電力參數(shù)的計算
電能質(zhì)量主要包括由公用電網(wǎng)供給用戶端交流電能品質(zhì)的一些參數(shù)。本文主要討論國家標(biāo)準(zhǔn)涉及的各項穩(wěn)態(tài)指標(biāo)，如頻率、電壓(電流)、諧波、閃變、三相不平衡度等，以及功率、相位差、諧波畸變率等相關(guān)指標(biāo)的分析測量，這也是一般的電能質(zhì)量測量分析儀器所關(guān)心的電能質(zhì)量指標(biāo)。
下面給出各項電能參數(shù)的計算方法：
電壓有效值的離散化計算公式：
式中：UA，UB，UC，IA，IB，IC分別為各相電壓電流的有效值。
式中：fs為所選晶振頻率(單位為Hz)；TCnt為一個整周期定時器計數(shù)值。
諧波含量就是各次諧波的平方和開方。諧波電壓含量與諧波電流含量分別表示為：
2 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
基于ARM9和嵌入式Windows CE系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
該系統(tǒng)采用DSP+ARM9的雙CPU形式，其中，DSP采用TI公司的TMS320F2812；ARM9采用Samsung的S3C2410。該系統(tǒng)中ARM部分用購買的開發(fā)
板進行開發(fā)測試。
TMS320F2812提供了足夠的處理能力，使一些復(fù)雜實時控制算法的應(yīng)用成為可能，它主要完成對三相交流電壓、電流的數(shù)據(jù)采集，電壓和電流經(jīng)過信號調(diào)理電路，經(jīng)互感器隔離降壓，經(jīng)低通濾波器濾除高頻分量，使電壓和電流進入TMS320F2812處理器，之后通過TMS320F2812對這些數(shù)據(jù)進行計算處理，再通過CAN總線通信將處理好的數(shù)據(jù)傳送給ARM模塊。
