| 【中文题名】 | 基于DSP和CAN总线的分布式变电站远动终端的设计 |
| 【英文题名】 | Design of Distributed Transformer Substation RTU Based on DSP and CAN BUS |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-12-14 |
| 【中关键词】 | 电力参数,CAN总线,RTU,DSP,谐波,CPLD |
| 【英关键词】 | electric parameter,CAN bus,RTU,DSP,harmonic,CPLD, |
| 【分类导航】 | 工业技术>电工技术>发电、发电厂>变电所>> |
| 【论文摘要】 | 随着微电子技术、计算机技术和通信技术的快速发展，电力自动化技术也得到了迅速发展，电力电子装置和其它非线性负载设备的使用使得人们越来越关注电力系统的电能质量。对这些电力参数进行实时的测量、监控和分析并进一步采取相应的补偿措施，对提高电力系统的供电安全和可靠性有着重要的意义
本文首先介绍了国内外RTU(Remote Terminal Unit)的发展情况和研究动态，并对数字信号处理器(DSP)的发展及其在电力系统的应用，CAN现场总线在电力系统自动化上的应用情况及RTU结构的发展状况进行了介绍。提出了基于DSP和CAN现场总线的分布式新型变电站RTU的设计方案。然后，给出和分析了各种电力参数的测量算法。
本文在硬件设计上采用了数字信号处理器(DSP)和CPLD技术，使系统的集成化程度和可靠性得到了显著提升。为了提高系统的精度，采用硬件同步以减少同步误差。在设计RTU的软件时，采用了模块化的程序设计方法。同时通过广泛利用DSP中断资源，很好的解决了多任务对CPU的同时请求以及交叉的问题，提高系统的实时性和软件的运行效率。另外，本文引用了我国电力部对远动终端通信协议规定的DL／T634... |
| 【论文题纲】 |
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第一章 绪论 |
9-16 |
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1.1 国内外RTU的发展与研究动态 |
9-11 |
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1.2 DSP的发展及其在测控系统中的应用 |
11-13 |
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1.3 CAN总线及其在变电站自动化中的应用 |
13-15 |
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1.4 本课题要完成的主要工作 |
15-16 |
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第二章 RTU结构的总体设计 |
16-21 |
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2.1 RTU结构简介 |
16-17 |
|
2.2 总线结构RTU的工作原理 |
17-19 |
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2.2.1 变电站RTU的功能要求 |
17-18 |
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2.2.2 总线式RTU的特点 |
18-19 |
|
2.3 RTU的总体方案设计 |
19-20 |
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2.4 本章小结 |
20-21 |
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第三章 电力参数计算原理与分析 |
21-36 |
|
3.1 交流电参量的采集方法选择 |
21-22 |
|
3.2 电参量有效值的计算 |
22-23 |
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3.3 有效值误差的分析与控制 |
23-25 |
|
3.4 系统功率参数的计算 |
25-30 |
|
3.4.1 瞬时无功功率理论的原理 |
25-28 |
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3.4.2 有功功率的计算 |
28 |
|
3.4.3 无功功率的计算 |
28-29 |
|
3.4.4 视在功率与功率因数 |
29-30 |
|
3.5 基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测 |
30-32 |
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3.5 基于FFT的谐波电流频谱分析与实现 |
32-35 |
|
3.5.1 按时间抽取的基-2 FFT算法 |
32-34 |
|
3.5.2 谐波量的计算 |
34-35 |
|
3.6 本章小结 |
35-36 |
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第四章 RTU的硬件电路设计 |
36-51 |
|
4.1 概述 |
36-37 |
|
4.2 通信主控模块的硬件电路设计 |
37-43 |
|
4.2.1 通信主控模块的总体结构 |
37-38 |
|
4.2.2 CAN接口电路 |
38-39 |
|
4.2.3 高速串行通信接口电路 |
39-41 |
|
4.2.4 显示和键盘接口电路 |
41-42 |
|
4.2.5 LF2407A的EEPROM扩展及SRAM电路的设计 |
42-43 |
|
4.3 信号测控模块的电路设计 |
43-49 |
|
4.3.1 信号测控模块的总体结构设计 |
43-44 |
|
4.3.2 模拟电参量的采集实现 |
44-49 |
|
4.3.3 开关量与脉冲量的采集 |
49 |
|
4.4 复杂可编程逻辑控制电路(CPLD)的设计 |
49-50 |
|
4.5 本章小结 |
50-51 |
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第五章 系统软件与通信协议实现 |
51-66 |
|
5.1 简介 |
51-52 |
|
5.2 C24xx DSP芯片的开发与编程环境 |
52-55 |
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5.2.1 DSP芯片的C语言开发 |
52-54 |
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5.2.2 C语言和汇编的混合编程 |
54-55 |
|
5.3 系统软件的总体设计 |
55-62 |
|
5.3.1 通信主控模块的软件设计 |
55-59 |
|
5.3.2 信号测控模块的软件设计 |
59-62 |
|
5.4 远动终端(RTU)通讯规约设计 |
62-65 |
|
5.4.1 RS232通讯规约设计 |
62-63 |
|
5.4.2 基于DL/T634-1997的CAN总线通信协议 |
63-65 |
|
5.5 本章小结 |
65-66 |
|
第六章 总结与展望 |
66-72 |
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6.1 系统开发平台 |
66-67 |
|
6.2 实验结果与分析 |
67-70 |
|
6.3 总结 |
70-71 |
|
6.4 本文所存在的不足以及对进一步工作的展望 |
71-72 |
|
参考文献 |
72-75 |
|
致谢 |
75-76 |
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硕士期间发表的论文 |
76 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.381151 |
