专利名称：多功能风电质量监测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及风电质量领域，特别涉及一种多功能风电质量监测仪。
技术背景
风力发电作为风能利用的主要形式，受到世界各国的高度重视。随着世界风电装机容量的不断增加，风力发电对接入电网的冲击和电力谐波的影响将不容忽视，而且不稳定风速所造成的电压、频率波动和电力谐波会对接入电网的设备造成直接影响，严重时会威胁电网的安全稳定运行。因此，研制风电电能质量监测与管理系统，对电能质量进行长期、连续地监测与管理，对于全面掌握及改善电能质量状况来说是十分必要的。目前国内现行的风电质量监测终端一般只能监测电压、电流有效值和有功功率的大小，不能监测电压电流畸变率和谐波含量，也不能以波形的形式将监测的参数显示出来，影响对风电质量的实时分析和评估，不利于故障的排除。发明内容
本发明的目的在于克服现有风电质量监测系统功能单一的局限性，提供一种多功能风电质量监测仪。该监测仪能够同时监测多项电能质量参数，并且能够在终端界面上以恰当的形式和窗口显示出来。
本发明的目的通过下述技术方案实现一种多功能风电质量监测仪，包括电压传感器、电流传感器、信号调理器、A/D转换器、DSP处理器和MCU模块，电压传感器和电流传感器分别将风电系统中待测的高电压和大电流转换为低电压、小电流的模拟信号，经由信号调理器对该模拟信号进行滤波和偏置处理后，A/D转换器采集此模拟信号将其转换成数字信号，再由DSP处理器将该数字信号读到内存中，然后DSP处理器调用FFT算法进行计算处理，最后通过SCI接口将处理后的数据传递给MCU模块进行实时显示。
所述监测仪还包括过零比较光耦隔离模块和锁相倍频模块，电网、过零比较光耦隔离模块、锁相倍频模块和A/D转换器依次连接。
所述过零比较光耦隔离模块设有过零比较器，用以保证采样信号与待测信号严格同步；所述所述锁相倍频模块设有锁相环，用以保证A/D转换器的采样频率。
所述DSP数据处理器外连接有SRAM存储器。
所述DSP数据处理器通过JTAG接口进行下载和调试。
所述MCU模块外连接有FRAM存储器。
所述MCU模块通过通信接口与计算机连接。
所述MCU模块外连接有IXD显示器和键盘输入模块。
所述DSP处理器采用DSP TMS320F2812处理器。
所述MCU模块采用ARM9 S3C2440处理器。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果该多功能风电质量监测终端可较全面的监测风电系统的运行情况，特别是能够监测电压电流各次谐波含量，为找到系统故障原因提供强有力的保障，为整个风电系统的安全可靠运行提供可靠的数据保障。并且可以保存历史数据供日后查询以及根据历史数据给风电系统的未来运行状况提供有效预测，同时该装置操作简便，安全可靠，直观易懂，极大的方便和简化了风力发电场的测控。


图1是本发明的原理框图。
图2是本发明监测仪输出的A相电压谐波柱状图。
图3是本发明监测仪输出的三相电压波形图。
图4是本发明监测仪输出的三相电流波形图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施作进一步描述，但本发明的实施不限于此。
如图1所示，一种多功能风电质量监测仪，包括电压传感器、电流传感器、信号调理器、A/D转换器、DSP处理器和MCU模块，电压传感器和电流传感器分别将风电系统中待测的高电压和大电流转换为低电压、小电流的模拟信号，经由信号调理器对该模拟信号进行滤波和偏置处理后，A/D转换器采集此模拟信号将其转换成数字信号，再由DSP处理器将该数字信号读到内存中，然后DSP处理器调用FFT算法进行计算处理，最后通过SCI接口将处理后的数据传递给MCU模块进行实时显示。
所述监测仪还包括过零比较光耦隔离模块和锁相倍频模块，电网、过零比较光耦隔离模块、锁相倍频模块和A/D转换器依次连接。
所述过零比较光耦隔离模块设有过零比较器，用以保证采样信号与待测信号严格同步；所述所述锁相倍频模块设有锁相环，用以保证A/D转换器的采样频率。
所述DSP数据处理器外连接有SRAM存储器。
所述DSP数据处理器通过JTAG接口进行下载和调试。
所述MCU模块外连接有FRAM存储器。
所述MCU模块通过通信接口与计算机连接。
所述MCU模块外连接有IXD显示器和键盘输入模块。
所述DSP处理器采用DSP TMS320F2812处理器。
所述MCU模块采用ARM9 S3C2440处理器。
多功能风电监测仪采用DSP+ARM的双CPU模式，充分利用DSP在数据处理上的优势和ARM超强的界面显示能力。DSP作为从机，主要用于数据的采集和处理，如谐波含量分析、电压电流畸变率的计算、各基本电参量计算等。ARM作为主机，完成整个装置的控制和显示，如参数的设置，电能质量参数的实时显示等。
在硬件方面DSP选用的是高性能的32位定点DSP TMS320F2812，是基于 TMS320CXX内核的定点数字信号处理器，ARM选用的是三星的ARM9芯片S3C2440 ；在软件方面DSP采用了经典的快速傅里叶算法(FFT)，可准确快速的分析电压电流的谐波含量。ARM 采用WINCE嵌入式操作系统，ARM应用程序使用Visual Studio 2008开发工具采用C#语g编与。
使用导线将风电系统中的电网和本发明的监测仪相应的接线端口相连接，打开电源，监测仪即可开始工作，如图2是本发明监测仪输出的A相电压谐波柱状图；图3和图4 分别是本发明监测仪输出的三相电压波形图和三相电流波形图。
权利要求
1.一种多功能风电质量监测仪，其特征在于所述监测仪包括电压传感器、电流传感器、 信号调理器、A/D转换器、DSP处理器和MCU模块，电压传感器和电流传感器分别将风电系统中待测的高电压和大电流转换为低电压、小电流的模拟信号，经由信号调理器对该模拟信号进行滤波和偏置处理后，A/D转换器采集此模拟信号将其转换成数字信号，再由DSP处理器将该数字信号读到内存中，然后DSP处理器调用FFT算法进行计算处理，最后通过SCI接口将处理后的数据传递给MCU模块进行实时显示。
2.根据权利要求1所述的一种多功能风电质量监测仪，其特征在于所述监测仪还包括过零比较光耦隔离模块和锁相倍频模块，电网、过零比较光耦隔离模块、锁相倍频模块和A/ D转换器依次连接。
3.根据权利要求2所述的一种多功能风电质量监测仪，其特征在于所述过零比较光耦隔离模块设有过零比较器，用以保证采样信号与待测信号严格同步；所述所述锁相倍频模块设有锁相环，用以保证A/D转换器的采样频率。
4.根据权利要求1所述的一种多功能风电质量监测仪，其特征在于所述DSP数据处理器外连接有SRAM存储器。
5.根据权利要求4所述的一种多功能风电质量监测仪，其特征在于所述DSP数据处理器通过JTAG接口进行下载和调试。
6.根据权利要求1所述的一种多功能风电质量监测仪，其特征在于所述MCU模块外连接有FRAM存储器。
7.根据权利要求6所述的一种多功能风电质量监测仪，其特征在于所述MCU模块通过通信接口与计算机连接。
8.根据权利要求7所述的一种多功能风电质量监测仪，其特征在于所述MCU模块外连接有IXD显示器和键盘输入模块。
9.根据权利要求1所述的一种多功能风电质量监测仪，其特征在于所述DSP处理器采用 DSP TMS320F2812 处理器。
10.根据权利要求1所述的一种多功能风电质量监测仪，其特征在于所述MCU模块采用 ARM9 S3C2440 处理器。
全文摘要
本发明涉及风电质量领域，提供一种多功能风电质量监测仪。该监测仪包括电压传感器和电流传感器将风电系统中待测的高电压和大电流转换为低电压、小电流的模拟信号；信号调理器对模拟信号进行滤波和偏置处理；A/D转换器将处理后的模拟信号转换成数字信号；DSP处理器DSP读取由A/D转换模块转换的数字信号，利用快速傅立叶算法FFT处理数字信号，通过SCI接口将处理后的数据传递给MCU模块；MCU模块根据ARM应用程序将接收到的数据进行实时显示；所述A/D转换模块还外接有锁相倍频模块和过零比较光耦隔离模块。本发明能够同时监测多项电能质量参数，并且能够实时显示电能质量参数。
文档编号G01R19/25GK102520236SQ201110417378
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者张祥罗, 敖华, 王亚兰, 许厚鹏, 陈渊睿 申请人:华南理工大学