电网谐波监视分析及保护一体化装置设计概述
摘 要 介绍了一种智能型电网谐波监视、分析、保护一体化装置，详细描述了该装置的硬件结 构和软件模块，并提出了在硬件设计和软件开发中所运用的关键技术和技巧，该装置已在某变电站挂网试运行，运行结果表明其监视、分析、自动记 录电网运行谐波参数准确、可靠、精度高，为确保电力系统安全运行起到了重要作用。
关键词 谐波；监视；分析；保护；三维投影技术
中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)102-0121-01
电力系统运行时，理想情况下它应以额定电压和额定频率向用户供电。但实际运行中由于负荷不断变化，电力系统的频率和电压是不可能维持恒定不变的。因此，以往各国都以频率和电压维持与额定值的偏差不超过规定的允许范围作为衡量电能质量的标准。随着电力工业的发展，国民经济各个部门的电气化水平日益提高，具有非线性或时变特性的负荷也日益增多，从而在现代电力系统中，仅用频率和电压这两个指标来衡量电能质量已经不能满足需要了。因此，三相电压的不对称度、波形畸变以及电压波动和闪变也成为衡量电能质量的重要指标。
1 系统总体设计
本装置的设计是以80C51主单片机为控制核心，80C51从单片机作为数字信号处理芯片执行数据处理功能的简易谐波测量分析装置。作为一个电力谐波测量装置，一般应具有这样几种功能：能够在任何时刻对电力信号进行数据采样；能够快速准确的分析各种电压、电流在内的电力基本参量，能够比较直观的显示分析结果。
常规的单片机应用系统设计，往往都用一个CPU加以一系列外围辅助电路以达到相应的设计目标，这种设计方法在复杂的系统中要进行繁琐的译码、逻辑变换，使得系统硬件电路复杂。而采用双CPU设计，两片CPU可以根据系统的总体功能要求进行合理的分工，采用并行处理技术，各自完成不同的控制和处理功能，可以适当的简化硬件电路，适用于很多系统。在数字信号处理芯片没有得到广泛应用之前，传统上常采用双CPU的结构设计，如：本设计用两块单片机80S51作为控制和数据处理单元来进行电网谐波分析，这种方法控制能力强，计算精度也基本上满足要求，但是由于单片机的计算能力不强，比如：在运行一些数字信号处理的基本算法时就呈现出劣势，计算速度慢，往往不能满足实时性的要求。而且，80C51内部ROM、RAM存储空间较小，需要在外部扩展较大容量的存储芯片，从而增加了系统的复杂性。尤其是现在的应用系统算法日渐复杂，对数据处理...
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