基于ARM的电力系统谐波分析仪的研究与设计.pdfVIP

2010年第4期 工业仪表与 自动化装置 ·23 · 基 于 ARM 的 电力 系统 谐波分析仪 的研究与设计 陈若珠，黄锦华，骆东松，刘承倩 (兰州理工大学 电气3-程与信息工程学院，兰州 730050) 摘要：将32位的ARM微控制器应用于谐波分析 中，并移植 了嵌入式实时操作系统p~C／OS一 Ⅱ，算法_k／g~了改进的快速傅立叶变换 (FFT)，实现了电力系统中谐波的实时测量、显示和通信 的功能。 关键词：ARM；谐波分析；~C／OS一Ⅱ；快速傅立叶变换(F丌) 中图分类号：TM762 文献标志码：A 文章编号：1000—0682(2010)04—0023—03 Theresearchanddesignofpowersystem harmonicanalyzerbasedanAEM CHENRuozhu，HUANGJinhua，LUODongsong，LIUChengqian (CollegeofElectrical＆InformationEngineering，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou73~50，China) Abstract：In thispaper，ARM microcontrollerisused and embedded real—timeoperation system ~C／OS——11istransplantedintheharmonicanalysisdevice．Itanalyzesdatawithsplit2radixfastFourier transform (FFTr)．TheharmonicscanbemeasuredbyusingthisdeviceandLCDdisplayalongwithcon— municationhasbeenrealized． Keywords：ARM；harmonicsanalysis；~C／OS—II；fastFouriertransfomr (FFT) 而导致频谱泄漏和栅栏效应。由于同步采样和整数 0 引言 周期截断在实际中很难做到，频谱泄漏和栅栏效应 目前，电力谐波分析已经成为电力系统领域的 将影响到谐波分析的结果。该文在硬件电路中加入 一 个重要研究方向。各种电力 电子装置的迅速普及 了锁相环模块，能够有效地抑制频谱泄漏和栅栏效 使得公用电网的谐波污染 日趋严重，电能质量下降。 应，提高谐波参数测量的准确度。 因此 ，测量电网及非线性用电设备的谐波分量 ，掌握 1 硬件设计 系统中谐波的实际情况，对于防止谐波危害，提高供 电质量是十分必要的。 硬件分成信号采集调理模块、谐波检测与分析 目前国内大部分应用于电力系统中的谐波分析 模块、接 口模块、监控模块和外部存储器模块6个主 仪存在不足，如测量实时性差、测量精度不高和没有 要部分 ¨。硬件总图如图1所示。 通信功能等。嵌入式系统是一个新兴的技术，由于 它具有体积小、功能强、功耗低和面向专门应用的特 点，其应用越来越广泛。该文 以ARM和 ~C／OS一 Ⅱ为开发平台，组建了一个高精度的电力谐波分析 系统。该设计采用快速傅立叶变换(FFT)进行电力 系统谐波分析时，需要对采样信号截断并离散化，从 收稿 日期 ：2oo9—10—28 基金项 目：甘肃 省 科技 支 撑 计 划——工 业 计 划项 目资 助 (0804GKCA046) 图1 硬件