基于STM32的三相电能质量分析系统的研究

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随着我国经济的高速发展以及种类繁多的电子设备在生活和工业生产中的广泛应用,尤其许多非线性电力电子设备应用于电力系统中,电网中的谐波问题变得越来越严重,从而极大地降低了电网的电能质量。同时,人们对电能质量的要求越来越高,电能质量问题逐渐成为了研究的热点。电能质量相关指标的检测与分析是改善电能质量的前提,对提高电能质量以及确保用电设备安全稳定的运行具有重要意义。  本文对电能质量的主要五项指标的基本概念、相关标准、检测方法做了介绍;对电能质量的谐波检测方法以及各自的优缺点进行了相关的分析研究,设计了电能质量检测分析系统。本文的电能质量谐波检测与分析系统选用ST公司的32位STM32F103ZET6作为主控芯片,选用电压互感器和电流互感器作为传感器检测器件,通过主控芯片内部的3个12位ADC对电网中各相电压、各相电流进行高速的信号采集;通过32位的微处理器采用快速傅立叶变换(FFT)分析方法进行谐波分析与处理,使得系统数据处理速度大大提高。一方面是因为快速傅立叶变换(FFT)对直接进行离散傅立叶变换法(DFT)运算的复杂度了进行了改进,采取的策略是把大块的DFT计算拆分成具有更小计算量的DFT,从而得到一种快速的运算方式,使得计算时间大幅缩短。另一方面微控制器采用32位主频能够达到72MHZ的运算速度进行数据处理,因此可以实现实时检测各项参数的功能。  本文通过与同时满足IEEE1159以及IEC61000-4-30 A级标准的MAVOWATT30标准测试设备进行对比,实验证明所研究的相关参数算法的有效性和电能质量分析系统的准确性,为电能质量实时监测和分析提供有效帮助。  
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