基于DSP的交流电量采集及其电磁兼容性能研究

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1、摘要电厂或变电站自动化系统中的交流电量采集是监控电力系统运行状态的重要数据来源。电量以交流采集方式获取的过程中，主要应解决好电量变换、模数转换、电压电流和频率计算以及真无功计算、谐波计算等问题，这样才能保证最终输出数据精度和响应速度满足规定的要求。在交流采集设备的硬件和软件设计中，还需要重点解决设备的电磁兼容性能，以提高设备的抗干扰水平和可靠性。本文主要分析了交流电量采集系统中基于DSP56F807的硬件原理设计、采样精度、真无功计算问题以及改进频率测量精度等问题。在软件和算法设计上，论文采用“过采样”的原理，结合DSP56F807

2、的高速ADC和DSP擅长的FFT算法，以每周波128点的采样率和全周波计算，来弥补ADC本身相对较弱的12位分辨率，提高了最终数据输出的精度。同时，结合高采样率和FFT算法，论文对各次谐波的u、I、P、Q、Cos中都进行了计算，从而保证最终真无功计算的正确性和精确度。在频率计算上，论文采用以正序分量为基础数据，利用富氏测频原理测算频率，从而提高了测频的稳定度和精度。在电磁兼容方面，论文从接地和地系统设计、屏蔽、滤波以及PCB和软件设计等多方面入手，系统地改善设备的整体EMC水平，也只有这样，才能很好的解决EMC问题，使EMC试验通过

3、严酷的检测等级。论文对单极性ADC前向电路中的二阶滤波回路进行了研究，并利用Pspice软件对来自不同干扰源下的回路滤波效果进行了分析，得出类似应用下的滤波回路设计优选方案。关键词：DSP交流电量采集频率测量PCB电磁兼容AbstractItistheimportantdatasonrceofmonitoringtherunningstateofthepowersystemthattheACdataacquiringinpowerplantorsubstationautomationsystem．Intheconrsethatdat

4、aisobtainedbywayofACsampling，shouldsettleproblemsofelectricsignaltransforming，A／Dconverting，andvoltage，current，frequency,truereactivepowerandharmoniccalculating，couldguaranteeinthiswaythefinaloutputdataprecisionandresponsespeedmeetthestatedrequirements．Inhardwareandsof

5、twaredesignofACsamplingequipment，butalsoneedskeytosolvetheelectromagneticcompatibility(EMC)performanceofequipmentespecially，inordertoimproveanti-interferencelevelandreliabilityoftheequipment．ThepaperhasmainlyanalyzedintheACdataacquiringsystembasedontheDSP56F807hardware

6、principledesign，thesamplingprecision，thetruereactivepowercalculationproblemaswellasimprovementfrequencymeasurementprecision．Inthesoftwareandalgorithmdesign,thepaperhasmadeuptheADCitself12bitsweakresolution，increasedthefinaldataoutputprecision，byusing”oversampling”princ

7、iple，integratinghighspeedofDSP56F807andtheFFTalgorithmwhichDSPexcels，andbysamplinginrateof128pointspercycleandcomputatingonwholecycle．Atthesametime，byusingthehighsamplingrateandtheFFTalgorithm，thepaperhascarriedonthecomputationofvariousharmonicsU，I，P，Q，Cos巾，thusguarant

8、eedfinallythetruereactivepowercomputationcorrectnessandprecision．Infrequencycalculation，thepapertakesthepositiveseque