基于STM32和STN点阵液晶的三相多功能电力仪表研制
随着经济社会的发展和电器设备的普及，电力需求快速增长，而一半以上的电力来源于石化能源，石化发电势必会给环境造成破坏。根据国家“十二五”节能减排规划，须减少对石化能源的依赖大力发展新能源，需要将近年来快速发展的分布式新能源发电设施并入电网系统;同时电网中各种电力电子器件的使用给电网增加了许多谐波，影响到系统稳定。因此，为了解决上述问题，需要开发出一套兼具统计用户用电发电数据，又能分析谐波分量的高效率电表终端系统。 本论文所设计的电表系统，不仅能够根据实际需要测出基础的电能参数，还能检测出电力系统的谐波分量。本论文的主要工作如下: 1、在算法方面，本系统的谐波分量分析，采用了先进行插值和加窗处理，再进行FFT运算的方法，以有效减少频谱的泄漏和栅栏效应，达到系统要求的精度。针对传统算法在插值计算时耗时多，不能满足实时性要求的缺点，本设计选择了计算量相对较少的线性插值，对应于目标个数对号入位，不足的点可用线性仿真求出。 2、在硬件设计上，兼顾了经济和工程因素，所设计出的电表具有价格低、功能多和精度高等特点。选用ST公司的STM32F1XX系列单片机，具有丰富的片内资源和接口，可以胜任处理大量数据;选用电流互感器和输入电压串联大电阻替代电压互感器的方案，在满足系统要求的情况下，节省了仪表成本;选用轨对轨的运放芯片，具有速度快、信号失真小的特点，以适应STM32单片机AD模数转换的幅值及精度要求。采用PCA82C250芯片来代替普通的RS485转换芯片，提高了系统的抗干扰能力;选用STN点阵液晶屏显示，加入开路输入和继电器输出，温度测量和声音报警，提高了仪表的集成度，人机交互更加方便。 3、在软件设计上，本论文编写了mod-bus标准总线协议的通信方案，以保证数据传输的准确性和仪表的通用性;编写了具体的谐波处理算法，快速的准确的得到需要的数据;设计液晶多层菜单显示，更好的查看数据和修改参数。 在完成硬件设计和软件调试后，对电表进行了标准化检测，实验数据证明，本设计满足系统要求。
智能电表;电能参数;谐波分析;制造工艺
中国海洋大学
硕士
控制工程
綦声波
2015
中文
TM933.227;TM930.5
60
2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）