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    4  系统软件设计    12
    4.1 软件总体设计    12
    4.2 模块驱动设计    12
    4.2.1 SPI配置以及数据的读取    12
    4.2.3 Timer的定时驱动    14
    4.3  数据输出    15
    4.3.1  数据队列    15
    4.3.2  UART接口    15
    4.4  本章小结    16
    5  电力参数采集结果    17
    5.1  电流、电压采样    17
    5.11  数据滤波    17
    5.2  数据处理与分析    18
    结  论    22
    致  谢    23
    参考文献24
    1  绪论
    1.1  课题背景及研究意义
    电能是现在人类生活中不可或缺的一种重要能源，它和煤、石油、天然气等满足了人们的生活需求，推进着工业化的产业升级，所以电能的质量越来越成为人们关心的一个方面，于是电能理论以及检测设备研究的步伐得以加快。
    随着基于大功率电力电子开关设备的普及应用，各国电力工作者高度重视它带来的各种电能质量问题，提高电能质量的新技术已经成为近年来电力系统研究领域中新的研究热点。1992～1995年，美国电力研究院(EPRI)进行了全国范围的大规模电能质量普查，获得了大量电能质量数据[1]。
    与此同时在中国，人们关注的焦点主要集中在电力供应量方面，而对电能的质量关心不多。因为长久以来，我国的电力供应一直比较紧张，电力部门通常只对电压、频率两个指标进行考核，致使不能及时发现电能异常现象，产生了非常严重的后果。例如，在我国北京上海广东珠江三角洲等地区，非线性用电设备的容量在总电力设备容量中占了约为20%的比例，而且随着现代电力电子换流技术的发展和新生产设备数量的增加，这一比例还在显著上升。更严重的是，一些地区的行业以电镀、小冶炼厂、铝型材等为主的，这些工厂中整流换流、变频调速、变频加热等非线性用电设备非常多，约占总容量的40%以上。在这些行业中负荷的补偿电容投入后整组爆炸烧毁的事故屡屡发生，由此引起的生产损失无法估量[2]。
    电能质量问题由电力系统中各种扰动引起，它主要分为稳态和暂态质量问题两大类。稳态电能质量问题以主要包括谐波、间谐波、波形下陷以及噪声等的波形畸变为特征，；暂态电能质量问题通常以频谱和暂态持续时间为特征，可分脉冲暂态和振荡暂态两大类
    综上所述，电能质量能够影响工业生产，同时工业生产也能影响电能质量，所以，电能质量检测装置的研究很有必要。
    1.2  电能检测方法
    电能质量的检测通常包括主干电力网电能质量检测和特殊用电户的电能质量检测两种。安装在系统的枢纽变电站中的主干电力网的检测装置，主要对系统母线电压进行监测，检测目的主要是了解整个电网的电能质量情况。特殊用户的电能质量检测装置可以安装在用户变电站的电源进线侧，也可以安装在向该用户供电的系统变电站的出线侧，主要监视装置安装处的母线电压和线路中的电流，检测的目的是了解被监视用户对电网产生污染的情况。
    装置测量计算的电气量主要包括一下参数:三相电压、电流的有效值；电网的频率；电压、电流中各次谐波的含量及谐波总含量；各次谐波的功率及畸变功率；波形及波峰因数；电压、电流中的负序和零序分量等。装置还被要求具有在出现电压闪变的情况下，对闪变的性质进行分析，并记录闪变暂态过程中的电压波形的能力。
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