【正文】 U，完成本裝置的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要包括以 DSP 芯片為核心的中央處理器板、 A/D 采樣板， PC 機(jī)、 LCD 以及移動(dòng)存儲(chǔ)器等外圍設(shè)備接口，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的計(jì)算、傳輸、顯示以及通信等功能。本課題將 研究引入雙 CPU 的總體框架，CPLD 負(fù)責(zé)控制，通信，人機(jī)接口，數(shù)據(jù)采集顯示；將運(yùn)算核心單元由傳統(tǒng)單片機(jī)升級(jí)為 DSP，提高整體處理運(yùn)算速度。而電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置不同于一般的電力基本參數(shù)測(cè)量?jī)x器，要進(jìn)行電能質(zhì)量指標(biāo)的計(jì)算、分析和監(jiān)視，并且要運(yùn)用復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法。 在過(guò)去的幾十年里，單片機(jī)的 廣泛使用實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的智能控制功能。 隨著電力系統(tǒng)運(yùn)行管理的系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化和智能化，單一功能的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀已經(jīng)不適合現(xiàn)代化電能管理的需要。因此這是擺在我們電力工作者面前難得的 機(jī)遇和挑戰(zhàn)，開(kāi)發(fā)實(shí)用、可靠性高并且能滿足精度要求的低成本產(chǎn)品，提高國(guó)內(nèi)測(cè)量裝置的自動(dòng)化水平，就成為一件具有重要意義的事情。 二 國(guó)內(nèi)的發(fā)展概況 隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的電力工業(yè)取得了迅猛的發(fā)展，但是我國(guó)自行研制開(kāi)發(fā)的高質(zhì)量電力系統(tǒng)自動(dòng)化測(cè)量裝置還很少，尤其是自動(dòng)化水平高、可靠性好、精度高以及功能強(qiáng)大的實(shí)用產(chǎn)品相對(duì)較少，而在諧波分析方面也是如此。此產(chǎn)品以模塊化的設(shè)計(jì)理念，提供數(shù)字信號(hào)處理型 DSP 測(cè)試模塊。另外瑞典聯(lián)合電力公司的便攜式電能質(zhì)量分析儀 (uniyzergooF)，可測(cè)量記錄全部電力參數(shù)及諧波 (至 50 次 )、三相不平衡度和閃變等電能質(zhì)量參數(shù)，諧波測(cè)量包括電壓諧波、電流諧波、功率諧波，并可判斷諧波流向，對(duì)瞬間畸變波形進(jìn)行錄波 ； 帶中文分析軟件，可根據(jù)國(guó)標(biāo)進(jìn)行電能質(zhì)量評(píng)估 ； 可以通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示數(shù)值、波形、頻譜和相量圖 ； 體積小、重量輕，便于攜帶，操作方便。如：美國(guó) FLUKE 公司的 FLUKE43 型手持式供電質(zhì)量分析儀，可以提供電力系統(tǒng)維修、供電故障排除及設(shè)備故障診斷所需的測(cè)量值，功能先進(jìn)。研究和開(kāi)發(fā)電能質(zhì)量領(lǐng)域的新技術(shù)已經(jīng)成為近年來(lái)電力系統(tǒng)研究的新熱點(diǎn)。使單獨(dú)的用戶或用戶群從標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的配電系統(tǒng)中得到用戶指定水平的電力。通過(guò)電力諧波的分析，對(duì)保證電網(wǎng)的供電質(zhì)量、挖掘現(xiàn)有容量的潛力，具有十分重要技術(shù)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值 。 [應(yīng)用前景 ] 新型配電綜合測(cè)控儀的研制，有助于對(duì)電網(wǎng)諧波進(jìn)行分析，監(jiān)測(cè)電網(wǎng)諧波變化，以保證電網(wǎng)質(zhì)量。 電網(wǎng)諧波已成為許多電子設(shè)備與系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)可靠運(yùn)行的主要障礙之一，諧波污染的問(wèn)題還嚴(yán)重阻礙了諸如變頻調(diào)速等大批高效、節(jié)能電力電子技術(shù)的推廣應(yīng)用。在我國(guó)，隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，電氣化鐵道的發(fā)展、化工、冶金、煤炭等工業(yè)部門(mén)中大量應(yīng)用電力電子技術(shù)和引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)設(shè)備，以及在節(jié)能工程中電力電子技術(shù)的應(yīng)用等等，在帶來(lái)技術(shù)經(jīng)濟(jì)上一系列效益的同時(shí)，也使電網(wǎng)的諧波含量大大增加，電網(wǎng)波形畸變?cè)絹?lái)越嚴(yán)重。 (5)擴(kuò)展功能為： GSM 通訊接口；建立多點(diǎn)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；暫態(tài)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)，包括閃變、電壓跌落等；配置分析軟件，對(duì)故障保護(hù)或非正常數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及分析。 該系統(tǒng) 主要完成如下功能： (1)采用鎖相技術(shù)進(jìn)行三相交流電的測(cè)量 (包括電壓、電流和頻率 )； (2)研究和測(cè)試三相交流電的諧波、不平衡度； (3)研究和測(cè)試三相交流電的有功功率、無(wú)功率和功率因數(shù)； (4)同上位機(jī)通信采用 232 通信接口 ； 。 預(yù)期成果 本 項(xiàng)目 的目標(biāo)是要 設(shè)計(jì)并研制 出新型 配電綜合測(cè)控儀 ，測(cè)量 6 路含諧波的電壓、電流信號(hào)。與此同時(shí)，許多新型的電氣設(shè)備在其運(yùn)行中會(huì)向電力系統(tǒng)中注入各種電磁干擾，對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和用戶設(shè)備的正常工作造成的危害與影響不斷增加，電能質(zhì)量問(wèn)題日益突出，引起了供電部門(mén)和廣大電力用戶的普遍重視。 福建電力公司 科技項(xiàng)目建議書(shū) 項(xiàng)目名稱： 新型配電綜合測(cè)控儀的研制 申請(qǐng)單位： 起止時(shí)間： 2020年 01月 至 2020年 12月 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人： 通信地址： 郵政編碼： 聯(lián)系電話： 傳 真： 申請(qǐng)日期： 2020年 08月 1 電力公司科技項(xiàng)目簡(jiǎn)表 項(xiàng)目名稱 新型配電綜合測(cè)控儀的研制 項(xiàng) 目 負(fù)責(zé)人 姓名 單 位 性別 年 齡 專業(yè) 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化 職 稱 項(xiàng) 目 分 類 技術(shù) 攻關(guān) 新技術(shù)開(kāi) 發(fā) 新產(chǎn)品試 制 技術(shù)引進(jìn) 消化吸收 應(yīng)用理論基礎(chǔ)研究 軟科學(xué) 研 究 推廣 √ √ 項(xiàng)目組 人 數(shù) 8 其中 高級(jí)職稱 5 中級(jí)職稱 2 研究生 1 初級(jí)職稱 協(xié)作單位 華僑大學(xué) 協(xié)作形式 研究起止年月 2020 年 01 月 至 2020 年 12 月 申請(qǐng)金額 (萬(wàn)元 ) 70 萬(wàn)元 其中 資 助 資本金 成本 70 萬(wàn)元 自 籌 項(xiàng)目?jī)?nèi)容、意義和預(yù)期成果摘要 項(xiàng)目?jī)?nèi)容 （ 1） 研究引入雙 CPU 的總體框架， CPLD 負(fù)責(zé)控制，通信，人機(jī)接口，數(shù)據(jù)采集顯示 ； 將運(yùn)算核心 單元由傳統(tǒng)單片機(jī)升格為 DSP，提高整體處理運(yùn)算速度 ； （ 2） 研究克服非同步采樣的改進(jìn)加窗插值的 FFT 算法實(shí)現(xiàn)，以提高精度 ； （ 3） 研究可一次完成兩路 FFT的復(fù)序列 FFT 的實(shí)現(xiàn)，以提高速度 ； （ 4） 研究傳統(tǒng)算法程序的 C語(yǔ)言到純粹 DSP 匯編語(yǔ)言的移植以提高速度 ； （ 5） 研究合理擴(kuò)展外部各類存儲(chǔ)器，包括 FLASH,SSRAM,EEPROM 以拓寬功能，擴(kuò)大存儲(chǔ)處理的數(shù)據(jù)量 ； （ 6） 研究閃變包絡(luò)信號(hào)的硬件解調(diào)頻譜搬移及軟件的小波分析提取 ； （ 7） 研究暫態(tài)諧波的小波分析定位幾分類識(shí)別 ； （ 8） 研究間諧波與暫態(tài)諧波的數(shù)據(jù) 壓縮與存儲(chǔ) ； （ 9） 研究測(cè)量數(shù)據(jù)的傳送，通訊 ； （ 10） 研究 整機(jī)的可靠性與抗干擾性 。 項(xiàng)目意義 隨著工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)的用電量不斷增 2 加，電氣化程度越來(lái)越高，新工藝、新技術(shù)廣泛運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)和人民生活的各個(gè)方面，越來(lái)越多的用戶采用了性能好、效率高但對(duì)電源特性變化敏感的高科技設(shè)備，電力用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求不斷提高。 在當(dāng)代電力系統(tǒng)，深入了解和認(rèn)識(shí)電能質(zhì)量，高度重視電能質(zhì)量下降對(duì)電 力 系統(tǒng)運(yùn)行的危害與影響， 新型配電綜合測(cè)控儀的研制， 有利于 實(shí)現(xiàn)全面電能質(zhì)量管理 ， 具有極其重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。總體目標(biāo)為研制一種以高速 DSP 和 CPLD 為核心的電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)用快速、準(zhǔn)確、適應(yīng)性強(qiáng)的算法，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)分析。 (5)另外還計(jì)劃實(shí)現(xiàn)五項(xiàng)輔助功能：異常數(shù)據(jù)記錄、斷電數(shù)據(jù)記錄、原始參數(shù)設(shè)置、電度計(jì)量比較、通訊端口控制 ； 。 3 一、 本研究項(xiàng)目的科技依據(jù) （包括科技意義和應(yīng)用前景，國(guó)內(nèi) 外研究概況、水平和發(fā)展趨勢(shì)；應(yīng)用理論基礎(chǔ)研究項(xiàng)目應(yīng)闡述學(xué)術(shù)思想，立論根據(jù)，特色或創(chuàng)新之處，主要參考文獻(xiàn)目錄及出處；推廣項(xiàng)目說(shuō)明成果成熟程度、適用范圍，以及成果的知識(shí)產(chǎn)權(quán)等問(wèn)題） [項(xiàng)目背景 ] 20世紀(jì)六七十年代以來(lái)，由于大功率變流設(shè)備和電子調(diào)壓設(shè)備的廣泛應(yīng)用，大量家用電器普遍采用晶閘管以及其它各種非線性