专利名称：风电质量实时监测仪的制作方法
技术领域：
[0001]本实用新型涉及风电质量领域，特别涉及风电质量实时监测仪。
背景技术：
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。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。但是目前国内使用的风电质量监测系统一般只能简单的显示电压、电流有效值的大小，不能显示电压、电流的实时波形，这种纯数字的显示方式不够直观明了。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有风电监测系统只能显示数字不能实时显示电压、电流波形的不足，提供了一种风电质量实时监测仪。该监测仪不仅能够以数字的形式显示风速、有功、无功、电压、电流有效值和谐波含量，还能以波形的形式同时实时的显示三相电压电流和以柱状图的形式显示各次谐波含量。本实用新型的目的通过下述技术方案实现一种风电质量实时监测仪，包括电压传感器、电流传感器、信号调理器、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，然后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。所述监测仪还包括同步模块，电压和电流信号经过同步模块传送到信号调理器。所述过同步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。所述过同步模块设有锁相环，用以保证信号调理器的采样频率。所述DSP数据处理器外连接有DRAM存储器。所述DSP数据处理器通过仿真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，通过计算机实现电能质量参数的实时显不。所述MCU模块外连接有触摸屏。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。本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果能够以数值的形式实时的显示风速、电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、视在功率、各次谐波含量和电压电流畸变率。还能以波形的形式实时显示ABC三相电压电流，以柱状图的形式显示谐波含量，直观明了。该装置可长时间持续可靠的在线实时监测现场机组的电能质量，从而为风电场的安全可靠运行提供保障。
图I是本实用新型的原理框图。图2是本实用新型监测仪输出的A相电压谐波柱状图。图3是本实用新型监测仪输出的三相电压波形图。图4是本实用新型监测仪输出的三相电流波形图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的实施作进一步描述，但本实用新型的实施不限于此。如图I所示的一种风电质量实时监测仪，包括电压传感器、电流传感器、信号调理器、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，然后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。所述监测仪还包括同步模块，电压和电流信号经过同步模块传送到信号调理器。所述过同步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。所述过同步模块设有锁相环，用以保证信号调理器的采样频率。所述DSP数据处理器外连接有DRAM存储器。所述DSP数据处理器通过仿真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，通过计算机实现电能质量参数的实时显不。所述MCU模块外连接有触摸屏。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。本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果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
目编写。使用导线将风电系统中的电网和本实用新型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是本实用新型监测仪输出的A相电压谐波柱状图；图3和图4分别是本实用新型监测仪 输出的三相电压波形图和三相电流波形图。
权利要求1.一种风电质量实时监测仪，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、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，然后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I所述的风电质量实时监测仪，其特征在于所述监测仪还包括同步模块，电压和电流信号经过同步模块传送到信号调理器。
3.根据权利要求2所述的风电质量实时监测仪，其特征在于所述过同步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；所述过同步模块还设有锁相环，用以保证信号调理器的采样频率。
4.根据权利要求I所述的风电质量实时监测仪，其特征在于所述DSP数据处理器外连接有DRAM存储器。
5.根据权利要求4所述的风电质量实时监测仪，其特征在于所述DSP数据处理器通过仿真接口进行下载和调试。
6.根据权利要求I所述的风电质量实时监测仪，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所述的风电质量实时监测仪，其特征在于所述MCU模块通过通信接口与计算机连接，通过计算机实现电能质量参数的实时显示。
8.根据权利要求7所述的风电质量实时监测仪，其特征在于所述MCU模块外连接有触摸屏。
9.根据权利要求I所述的风电质量实时监测仪，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I所述的风电质量实时监测仪，其特征在于所述MCU模块采用ARM9 S3C2440处理器。
专利摘要本实用新型公开了一种风电质量实时监测仪，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，再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，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实时显示；所述监测仪还包括同步模块，用于处理电压和电流信号的实时同步。本实用新型以数值形式实时显示风速、电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、视在功率、各次谐波含量和电压电流畸变率，还能以波形形式显示三相电压电流，以柱状图形式显示谐波含量。
文档编号G01R13/02GK202372566SQ201120522199
公开日2012年8月8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