该表软件分为两部分,其一是DSP的相关程序流程代码,这部分代码按功能上分主要是以下几块:分为AD采样控制、串口数据传输、大量复杂的数值运算(包括傅氏变换)、能量累计、电能质量分析、电能脉冲输出等几个部分;其二是ARM7中的相关程序流程,主要包括:液晶显示、按键处理、数字通讯、开关量输入输出功能的实现以及部分事件记录功能的实现;在编程语言的选择上,DSP部分采用C语言和汇编语言混合编程,为了保证系统良好的实时性,以汇编语言为主,C语言作整个程序框架进程调度,既保证了程序的易读性,也兼顾了系统良好的实时性。ARM7的程序是基于uc/OS-II操作系统平台开发的,程序简单易读,可移植性较好,便于产品的后续升级工作。整个系统的软件大致要完成3个部分的工作:系统的初始化代码、uc/OS-II操作系统移植、应用任务的编写。
算法描述
基于上述的模块化设计理念,充分考虑了数字信号处理器的强大的数值计算功能,让其完成了所有的计算变换等功能;具体包括电压、电流有效值、有功、无功功率、视在功率、功率因数、有功、无功、视在电能的累计、电能质量指标的计算。考虑到常规电参量的计算公式比较常见,这里就不再赘述了,着重把电能质量指标的计算方法描述一下:电能质量方面的计算,具体包括:2-31次谐波分析,电压波峰系数,电话波形因子,电流K系数,三相电压、电流不平衡度,电压、电流正序、负序、零序分析,电压偏差、频率偏差。
电能质量的相关指标如下:
A.谐波(GB/T 14549);
电压的2-31次谐波分析主要是采用DSP的FFT算法来实现,得到的基波分量和谐波分量分别为U1,U2…Uh;各次谐波含有率的计算公式如下:
电流的2-31次谐波分析与之类似;
图2 电网谐波波形及谐波棒图
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