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本论文来源于工程“兆瓦级风力发电机组转速控制、保护及监控系统”,在风力发电系统中经常需要测量多路电压及电流信号,电量的数据采集是实现自动化的重要环节。根据采样信号的不同,采样可分为直流采样和交流采样两大类。
直流采样算法简单、便于滤波,但维护复杂、延时较长、无法实现实时信号采集,因而在电力系统中的应用越来越受到限制。交流采样实时性好、相位失真小、投资少、便于维护,其缺点是算法复杂、对A/D转换速度和CPU处理速度的要求较高。
随着计算机和集成电路技术的发展,交流采样原有的困难如算法复杂、提高精度难、对A/D的速度要求高等已逐步得到克服,所以它呈现出取代直流采样的趋势。
本文以TI公司新推出的2000系列数字信号处理器(TMS320F2812)为例探讨DSP在电力系统交流采样中的应用。结合发电机励磁控制装置采样模块的实现,介绍了利用新型DSP芯片TMS320F2812实现交流采样的硬件电路及软件程序。系统软件由主程序、交流采样中断服务子系统、采样值处理子系统、频率捕获中断服务子系统组成,实现了电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数及交流电频率等的测量。所有的功能模块通过程序主体的控制连接,实现了一个完整的系统。试验证明,电压、电流和交流电频率的测量精度达到2‰,有功功率、无功功率、功率因数的测量精度达到5‰,满足要求,进一步验证了新型DSP在电力系统自动化控制中的适用性和优越性。
本文所设计的方案对交流电参量微机测量装置的软、硬件设计具有一定的参考价值。