【正文】 求，由表 2可知對220kV及以上電壓等級輸電系統(tǒng)的監(jiān)測裝置和儀表應(yīng)達(dá)到 M2級和 M3級，交流采樣的遙測裝置每周期 ( )采樣點數(shù)分別要求大于 80和 240點。小波分析作為一種新型的時頻分析工具，在時域、頻域同時具有良好的局部化性質(zhì)，使得它比傅立葉分析及短時傅立葉分析更為精確、可靠，使得具有奇異性、瞬間性的故 障信號檢測也變得更加準(zhǔn)確 。 基于小波分析方法的諧波測量 小波分析 (Wavelet Analysis)是 1986年以來 由于 Y． Meyer， S． Mallat及I． DaubechieS等的奠基工作而迅速發(fā)展起來的一門應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科，也是當(dāng)前數(shù)學(xué)家關(guān)注和研究的一個熱點。無法達(dá)到時域和頻域的有機(jī)結(jié)合，難以適用于非平穩(wěn)信號，時間信息利用不充分，任何信號沖突都會導(dǎo)致整個頻帶的頻譜散碲 1121。使用該方法測量諧波，精度較高，算法快速，使用方便。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于電力系統(tǒng)諧波測量尚屬起步階段 。 ANN是由一些稱之為神經(jīng)元的基本單元按一定規(guī)則互聯(lián)而成的自適應(yīng)系統(tǒng)，它具有人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一些基本特征，諸如信息的分布式存儲和大規(guī)模并行處理、自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)能力等功能。該方法還具有很好的實時性，缺點是硬件多，花費大，瞬時無功功率理論解決了諧波和無功功 率的瞬時檢測及不用儲能元件實現(xiàn)諧波和無功補(bǔ)償?shù)葐栴}，對治理諧波和研發(fā)無功補(bǔ)償裝置等起到了很大的推動作用。這兩種方法都能準(zhǔn)確地測量對稱的三相三線制電路的諧波值， ipiq法適用范圍更廣，不僅在電網(wǎng)電壓畸變時適用，在電網(wǎng)電壓不對稱時也同樣有效：而使用 pq法測量電網(wǎng)電壓畸變時的諧波會產(chǎn)生較大的誤差。該方法的優(yōu)點是電路結(jié)構(gòu)簡單，造價低，輸出阻抗低，品質(zhì)因數(shù)易于控制，缺點是濾波器中心頻率對元件參數(shù)十分敏感，受外界環(huán)境影響較大，難以獲得理想的幅頻和相頻特性，檢測精度不高，運(yùn)行損耗大。在功率測量上有瞬時無功功率理論方法。其中正弦模型法又有導(dǎo)數(shù)算法、最小二乘濾波算法等，非 正 弦模型法有傅立葉算法、均方根積分法等。虛擬儀器是建立在標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化、積木化的硬件和軟件平臺上的完全開發(fā)的系統(tǒng)，結(jié)合電力系統(tǒng)的應(yīng)用，開發(fā)應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)建立的高速、高效、大容量、多功能、智能化的實時監(jiān)測系統(tǒng)。隨著傳感器技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等發(fā)展，系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)廣泛采用這些先進(jìn)的科研 成果，使在線監(jiān)測逐步走向?qū)嵱没A變電站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 第 6頁（共 58頁） 段；監(jiān)測裝置可作為接入訪問平臺進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)設(shè)備資源和數(shù)據(jù)資源共享及遠(yuǎn)程操作。 當(dāng)前，電力參數(shù)檢測儀器正朝著以下方向發(fā)展： 體積小型化、功能多樣化、功耗減小，維持電流降低化、采用新器件更高可靠性、顯示方式普遍更新。研制推出了眾多在世界范圍內(nèi)處于領(lǐng)先的測量儀器，如美國 Fluke公司推出的F43B電能質(zhì)量分析儀，瑞典 UNIPOWER公司的 UP系列電能質(zhì)量測量儀等，可實時檢測電力系統(tǒng)中的所有參數(shù)，計算高達(dá) 51次的諧波，可以捕捉電壓瞬變和驟升驟降及浪涌電流的顯示，具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，還具有全中文操作軟件，顯示方式多樣，硬件全電子化等特點。這些測 量儀器其性能比較先進(jìn)，功能也比較齊全，可以測量有效值、功率和諧波、閃變和三相不平衡度等所有參數(shù)，具有 RS． 23RS485等通訊方式，顯示方式美觀大方，可以實時顯示數(shù)值、波形、頻譜圖等：雖然在技術(shù)上看，我國的測量儀器有了不少的進(jìn)步，但在一些性能指標(biāo)、可靠性和智能化程度方面與國外的同類產(chǎn)品還有一定的差距。 我國對電力參數(shù)的研究和開 發(fā)起步較晚，測量儀器整體測量水平較低，存在著實時性不強(qiáng)，檢測指標(biāo)少，效率低等局面；目前國內(nèi)還在使用一些模擬式和數(shù)字式測量儀表，雖然一些專門的測量裝置已經(jīng)在一些部門投入使用，但是多數(shù)是一些功正常運(yùn)行 第一 章 緒論 第 5頁（共 58頁） 能比較單一的測試儀和分析儀，多功能、精度高的測量裝置在市場上比較少見；近年來．我國的不少廠家通過借鑒國外的測量儀器以及通過與外國公司的合作，不斷研制和推出了各種系列的高性能測量儀器。但是電力系統(tǒng)對檢測裝置的實時性，計算能力及大數(shù) 據(jù) 量運(yùn)算速度等各方面要求的不斷提高，采用一片 CPU或雙 CPU微機(jī)式的電力參數(shù)檢 測 儀器，需要同時完成電力參數(shù)和諧波的大數(shù)據(jù)量的計算，再加上 A／ D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳送等系統(tǒng)內(nèi)容的影響，致使系統(tǒng)測量精度和準(zhǔn)確度越來越不能滿足日益提高的性能要求。 50年代出現(xiàn)數(shù)字式儀表，電力參數(shù)測量進(jìn)入一個新的 階段：數(shù)字式儀表采用數(shù)字電路進(jìn)行信息的數(shù)字化處理，與早期的模擬儀表相比，可以得比較高的精確度，靈敏度提高，價格低，但整體應(yīng)用范圍較窄，功能比較單調(diào)，移植性較差，難以適合高速實時信號處理。早期的電力參數(shù)檢測大都采用的是模擬電子技術(shù)，測量裝置的體積龐大、功能單一、自動化度較低和數(shù)據(jù)測量精度不高，難以進(jìn)行諧波分析，不具備綜合分析和判斷功能，一般也不具備異常報警功能。隨著電能質(zhì)量研究的逐 步深入，今后的工作將是設(shè)計和開發(fā)基于變換的實用裝置，從而進(jìn)行電能質(zhì)量的檢測分析及擾動類型的 正確 識別。 改進(jìn)的 STFT(Short— time FourierTransform)算法也能實現(xiàn)對電能質(zhì)量的評估，其思想是先用寬窗對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速瀏覽，檢測到擾動以后再用窄窗對擾動進(jìn)行聚焦，結(jié)合擾動的定義，可以對電能質(zhì)量問題進(jìn)行評估分類?？紤]到各種變換的特點，對諸如諧波、問諧波、 波形下陷及噪聲等以波形畸變?yōu)樘卣鞯姆€(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問題，多采用傅立葉變換及其改進(jìn)算法；對于脈沖、諧振及電壓 突 變等暫態(tài)信號的分析，多采用可以進(jìn)行時頻分析的小波變換。利用基于 FFT的數(shù)字式測試儀可以準(zhǔn)確的測量三相不平衡度，采樣數(shù)據(jù)經(jīng)過 FFT變換除去各次諧波后，求得基波的幅值和相位。 傳統(tǒng)的基于有效值理論的檢測技 術(shù)，由于時間窗太 長，僅測有效值已經(jīng)不能反應(yīng)實際的電能質(zhì)量問題，急需新的檢測技術(shù) 來捕捉瞬時干擾的波形，測量各次諧波的幅值和相位，建立有效的自動辨識系統(tǒng)，使之能反映各種電能指標(biāo)的特征及隨時間的變化規(guī)律。關(guān)于電能質(zhì)量問題已引起世界各國的高度重視，我國也相繼提出了針對電能質(zhì)量的五大指標(biāo)：供電電壓允許偏、電壓波動和閃變、公用電網(wǎng)諧波、三相電壓允許的不平衡度和電力系統(tǒng)允許的頻率偏差，并積極進(jìn)行提高電能質(zhì)量的研究。這些負(fù)載的非線性、沖擊性和不平衡性使電網(wǎng)的供電質(zhì)量日趨惡化，造成諸多的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)電能質(zhì)量問題 ，如表 l所示 。 從以上研究可見，研制一種多功能的電力參數(shù)檢測裝置 對于變電站的遠(yuǎn)距離監(jiān)控具有非常重要的意義，它不但要能對如電壓、電流、功率、功率因數(shù)和頻率等重要變電站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 第 2頁（共 58頁） 的電力參數(shù)進(jìn)行實時檢測，還要對電力系統(tǒng)中的高次諧波進(jìn)行實時分析，從而使 遠(yuǎn)處值班人員 采取進(jìn)一步的措施， 減少諧波污染，保證電能質(zhì)量，保證電力系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。近年來，隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，在化工、冶金、電力傳送、電氣化鐵道等行業(yè)，以及家用電器中非線性負(fù)荷的使用日漸增多，特別是一些大功率整流設(shè)備和電弧爐等的大量應(yīng)用，導(dǎo)致在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生大量的諧波，進(jìn)而引起電壓、電流波形發(fā)生畸變， 電力諧波不僅會嚴(yán)重危害供用電設(shè)備和電氣儀表，使供電質(zhì)量不斷下降，影響計量設(shè)備的測量控制，不能準(zhǔn)確地反映電力系統(tǒng)運(yùn)行的情況，損害用戶的利益，也會對電力系統(tǒng)本身造成不良的影響和危害。 遠(yuǎn)處值班人員需要獲得及時準(zhǔn)確的相關(guān)信息，才能正常安全的采取相應(yīng)的措施控制和管理變電站，這就需要更快更精確的設(shè)備系統(tǒng)。 無人值班變電站是變電站一種先進(jìn)的運(yùn)行管理模式 。 TMS320F2812。DSP 變電站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 XIV Design of data acquisition system for Substation [Abstract]： With the development of digital substation, as well as in recent years, with the development of society and economy, the social demand for electric power grow with each passing day, power supply tensions. But, due to the nonlinear load of a large number of applications, resulting in power system produced a large number of harmonics on the power system, causing great harm. In this situation, the need for electric parameters and harmonic were accurate, realtime detection. This paper describes the set of electrical parameters of AC sampling system is the use of TMS320VC33type high speed digital signal processor ( DSP ) and two pieces of16bit high speed A/D converter ADS8364 fast, accurate acquisition and calculation of various electrical parameters. The system has the high performance price ratio, convenient maintenance. [Keywords]: digital substation。該系統(tǒng)還具有性能價格比高、維護(hù)方便的特點。在這種情況，就需要對電力參數(shù)和諧波情況進(jìn)行準(zhǔn)確、實時地檢測。 評語： 評閱教師簽名： 評定成績（百分制）： _______分 變電站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 XII 長江大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計 )答辯記錄及成績評定 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 畢業(yè)論文 (設(shè)計 )題目 答辯時間 年 月 日 ～ 時 答辯地點 一、答辯小組組成 答辯小組組長： 成 員： 二、答辯記錄摘要 答辯小組 提問（分條摘要列舉） 學(xué)生 回答情況評判 三、答辯小組對學(xué)生答辯成績的評定 （百分制） ： _______分 畢業(yè)論文 (設(shè)計 )最終成績評定 (依據(jù)指導(dǎo)教師評分、評閱教師評分、答辯小組評分和學(xué)校關(guān)于畢業(yè)論文 (設(shè)計 )評分的相關(guān)規(guī)定 ) 等級 (五級制 )： _______ 答辯小組組長 (簽名 ) ： 秘書 (簽名 )： 年 月 日 院 (系 )答辯委員會主任 (簽名 )： 院 (系 )(蓋章 ) XIII 中外文摘要 變電站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生 ：趙文浩，電子信息學(xué)院 指導(dǎo)教師：唐桃波，長江大學(xué) [摘要 ]： 隨著數(shù)字化變電站的發(fā)展，以及 近年來，隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會對電力的需求量與日俱增，電力供應(yīng)局面日趨緊張。 評審意見： 指導(dǎo)教師簽名： 評定成績（百分制）：_______分 XI 長江大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計 )評閱教師評語 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 畢業(yè)論文 (設(shè)計 )題目 評閱教師 職 稱 評閱日期 評閱參考內(nèi)容：畢業(yè)論文 (設(shè)計 )的研究內(nèi)容、研究方法及研究結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。 2，收集信息階段 — IX 查找相關(guān)資料并做好記錄 3，設(shè)計階段 — 分為硬件電路設(shè)計和程序設(shè)計兩塊，根據(jù)相關(guān)資料設(shè)計具體方案 4，調(diào)試階段 — 按照設(shè)計方案進(jìn)行設(shè)計調(diào)試并接受中期檢查 5，完善階段 — 檢查，修改錯誤并優(yōu)化設(shè)計 6，論文答辯階段 — 八、指導(dǎo)教師審查意見 變電站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 X 長江大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計 )指導(dǎo)教師評審意見 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 畢業(yè)論文 (設(shè)計 )題目 指導(dǎo)教師 職 稱 評審日期 評審參考內(nèi)容：畢業(yè)論文 (設(shè)計 )的研究內(nèi)容、研究方法及研究結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。 六 、 完成畢業(yè)設(shè)計（論文）所需具備的工作條件 工作條件：電腦 1 臺，相關(guān)書籍資料，相關(guān)器件。此外，為了提高待測電壓、電流的信噪比，可以利用現(xiàn)代譜分析的思想。利用 Mallat算法不僅能夠 準(zhǔn)確檢測到電壓信號