[发明专利]一种电能监测DSP控制系统有效

专利信息
申请号: 201310223291.6 申请日: 2013-08-08
公开(公告)号: CN103439590B 公开(公告)日: 2017-02-08
发明(设计)人: 林峰平;丁建义;梁启权;陈宜彬;董金发;葛庆光;徐进;乔冠梁 申请(专利权)人: 深圳市康必达中创科技有限公司
主分类号: G01R31/00 分类号: G01R31/00
代理公司: 深圳市恒申知识产权事务所(普通合伙)44312 代理人: 陈健
地址: 518000 广东省深圳*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 电能 监测 dsp 控制系统
【权利要求书】:

1.一种电能监测DSP控制系统,其特征在于:该系统包括硬件接口与底层驱动、DSP控制架构、实时测量设计、数据通讯和系统纠错处理,所述DSP软件架构包括初始化模块(在main()函数中进行初始化,即DSP/BIOS内核启动之前完成初始化)、AD采样模块、双口RAM模块、实时监测模块、闪变测量模块、骤升骤降中断监测模块、暂态捕捉模块、高速记录模块和波形记录模块; 

DSP系统架构中用到三个硬件中断,即两个AD采样EOC信号经EMDA触发的中断和频率测量中断,设定AD的中断优先级小于频率测量中断,AD采样是通过EDMA实现PING-PONG方式采样,即每半周波触发一次CPU中断,使得AD采样与DSP处理单元并行工作; 

DSP/BIOS支持16个硬件中断优先级,E80的DSP使用了一个软件中断,即相对时间调度中断,其由AD采样硬件中断触发,软件中断任务是抢断式的,即高优先级的任务可以抢断低优先级的任务,而硬件中断不可抢断,所以硬件中断和软件中断需要成对出现的。 

2.根据权利要求1所述的能监测DSP控制系统,其特征在于:所述实时测量还包括时间基准采样和频率偏差,UNIX时间+毫秒范围2000.00.0000:00:00到2099.12.31:23.59.59),PPC实时更新时间,并将时间(UNIX时间+毫秒)放到双口RAM中,供DSP读取; 

频率计算,输入量为三相电压信号,输出系统频率、AD采样控制信号,通过将三相电压信号引入FPGA进行处理,让其输出一路的方波和N次方(N=单周波采样点数)倍频率的方波,过零检测环节将三相电压正弦信号转换为同相位的方波,FPGA将三相方波信号通过逻辑或的方式转换为同频率的一路方波,将方波信号引入GPIO(GP2P12)触发中断,并控制定时器的计数,实现频率的测 量; 

采样控制,FPGA输出频率为逻辑或输出方波频率的1024倍频的方波,将所输出方波引入ADC芯片的HOLDX管教,控制AD转换的起始时刻,实现同步采样,通过绝对时间线程,判断是否到1s、3s、10s和可设置的实时时间进行标记,并启动计算流程,计算流程根据计算标记启动相应时间间隔的计算,每次时间间隔的计算都将由DSP计算出来的采样间隔结果传给FPGA,如果FPGA计算出来的采样间隔与DSP计算有偏差,则以DSP的计算结果为准。 

3.根据权利要求1所述的能监测DSP控制系统,其特征在于:所述实时测量设计包括的谐波、间谐波监测,输入量为10个周波采样值,输出量为5Hz分辨率分量的向量,通过子组算法计算为基波向量、间谐波向量、谐波畸变率、谐波向量、谐波畸变率、谐波相角等; 

间谐波的计算采用素因子算法,10周波的5120个采样点经过5次1024点的FFT和1024次的5点FFT,再经CRT映射得到间谐波计算的实部和虚部的结果,综合统计主要包括基波向量的提取,间谐波向量和畸变率的计算,谐波向量、相角和畸变率的计算; 

1024点的FFT采用DSP6747的FFT算法库函数,5点FFT采用5点的WFTA计算公式,电流谐波和间谐波的计算方法与电压相同。(间)谐波结果统计采用子组算法间谐波的测量可以在3s测量基础上,综合出3min、10min或2h的测量值,综合方法是取所选时间间隔内的3s测量值的均方根,即: 

4.根据权利要求1所述的能监测DSP控制系统,其特征在于:所述实时测量设计包含电压偏差和电压波动,电压偏差输入量为10cycle电压 RMS,输出量为电压偏差Uminus、Uplus,电压偏差为电压RMS偏离标称电压的幅度占标称电压的百分比,包括电压正偏差Uminus和电压负偏差Uplus,正负电压偏差都取绝对值结果,其输出包括相电压和线电压的偏差,所以电压偏差的输出数据个数取决于接线方式; 

电压波动计算,电压波动值为电压均方根值的两个极值Umax和UminUmin之差ΔU,常以额定电压Unom的百分数表示其相对百分值,即, 

输入量为半周波的RMS,输出量为波动最大值、最小值和平均值。 

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