毕业论文电能质量分析及其监测系统硬件设计.doc

（2012届） 毕业设计 题　　目： 电能质量分析及其监测系统的硬件设计 学　　院：　 　　　　　 专　　业：　 　　　　　 班　　级：　 　　　　　　　　　　 学　　号：　 　　　　　　 姓　　名：　 俞晓星　　　　　　　　　　　　 指导教师：　　　　　　 海瑛　　　　　　　　　　　　 教　务　处　制 　 　 2012年5月18日 诚 信 明 签名日期： 年 月 日 授 权 声 明 签名日期： 年 月 日 电能质量分析及其监测系统的硬件设计 摘 要 电能质量的重要性随着国民经济的快速发展而不断增强，日益受到电力部门和消费者的重视。对电能质量特别是暂态电能质量的要求越来越高原有的测量技术装置已不能满足要求必须发展新的监测技术。本文根据电能质量监测新技术的各项指标和要求对电能质量问题电能质量概念介绍了电能质量的控制技术阐述了电能质量的基本理论问题及其分析研究方法，并对该领域的发展方向进行了初步探讨指出电能质量控制仅仅靠技术解决问题,应从规划等方面考虑合理利用,切切实实提高电能质量。 关键词：电能质量监测分析方法控制技术 Keywords: Power quality，monitoring，Analytical methods，Control technology 目录 摘 要 III Abstract IV 1 绪论 1 1.1本文的研究背景和意义 1 1.2电能质量监测国内外研究情况 1 1.2.1国外现状 1 1.2.2国内现状 2 1.3论文研究的主要内容 2 2电能质量的监测原理 4 2.1电能质量的基本概念及主要指标 4 2.2电能质量指标的算法和测量 4 3电能质量监测系统硬件设计 9 3.1现场监测单元采样频率、精度的要求 9 3.2 同步采样监测系统的要求 9 3.3 电能质量监测与分析系统的硬件结构实现 10 3.4设计说明与方案评价 11 3.4.1ATT7022B芯片介绍简介 12 3.4.2数据采集模块 13 3.4.3ATT7022B内置7路AD转换电路 14 3.4.4A/D转换电路 15 3.4.5基于DSP的电能计量芯片 16 3.4.6 SPI接口电路 17 3.4.7液晶显示电路 18 3.4.8串行通讯接口 19 3.4.9控制模块电路 19 3.4.10存储器电路 20 4电能质量监测系统的软件设计 22 4.1数据采集模块 23 4.2数据处理模块 37 4.3单片机控制模块 24 4.4显示模块 26 4.5 上传模块 27 结论与展望 27 参考文献 29 致谢 31 附录图1硬件总体连接图 32 1绪论 1.1本文研究的背景和意义 电能是现代社会最为广泛使用的能源,电能质量关系到各行各业和人民生活用电,关系到国民经济总体效益。随着科学技术的进步和生产过程的高度自动化,大规模的电源并网使得大量的电力电子转换器引入到电力系统中，从而大量的非线性负载也供电系统中，对电力系统造成严重的污染，产生严重的电能质量问题各种对电能质量用电设备越来越多。两方面的矛盾，用户对电能质量的要求也，在这样的环境下，探讨电能质量领域的相关及其理论控制技术，分析我国电能质量和的发展趋势，具有很强的观实意义。由于所处立场不同，关注或表征电能质量的角度不同，人们对电能质量的定义还未能达成完全的共识，早期的电能质量问题主要局限在频率偏移和电压偏移两个方面二十世纪八十年代新兴负荷的出现电能质量的引起电力公司和用户的普遍重视电网谐波污染、三相电压不平衡、电压波动和闪变造成电网电能质量低劣，用户生产力下降，竞争力减弱对其主要技术指标较为一致的认识。目前电能质量中问题已成为电工领域的前沿性课题，吸引了许多科研院所高等院校和大批电力科技投其中从事开性或开性工作。 总之，电能质量直接关系到国民经济的总体效益改善电能质量对于电网和电气设备的安全、经济运行，保障产品质量和科学实验以及人民生活和生产的正常等均有重要意义时域仿真、频域变换、小波变换、人工神经网络现代通信技术和Intemet技术为核心的电能质量监测技术目前国内广泛采用统计型电压表监测电压质量水平，这些电压监测仪只能监测电压合格率，需要人工抄表，缺乏统计分析功能我国正在积极采用国际标准和国外先进标准，特别是IEC制定的EMC标准。涌现出了一批企业和实验室对电能质量深入研究制定标准拥有了一自主知识产权的产品电能质量指标的算法和测量电能质量监测系统硬件设计电压与理