離網(wǎng)型風力發(fā)電機電能參數(shù)監(jiān)測裝置的研制論文

《離網(wǎng)型風力發(fā)電機電能參數(shù)監(jiān)測裝置的研制論文》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。

1、離網(wǎng)型風力發(fā)電機電能參數(shù)監(jiān)測裝置的研制摘要：本論文所開發(fā)的離網(wǎng)型風力發(fā)電機電能參數(shù)監(jiān)測裝置以ATMEL最新的8位單片AT89S52單片機為核心，采用了交流數(shù)字采樣計算技術，以軟件代替了傳統(tǒng)儀器中的大量硬件，將多種測量功能集于一身，用一臺儀器就可以測量電流、電壓、有效值、功效因數(shù)、風速、風向等參數(shù)。文中論述了該電參數(shù)測量儀的工作原理，硬件采用了STD總線結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)模塊化，在此基礎上，詳細介紹了整個裝置的軟硬件開發(fā)過程。關鍵詞：單片機電參數(shù)測量交流采樣（學位論文原創(chuàng)性聲明與版權使用授權書）學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進

2、行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名：日期：年月日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權湖南科技大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作

3、者簽名：日期：年月日導師簽名：日期：年月日緒論本課題研究的任務主要是針對離網(wǎng)型發(fā)電機，在研究電能參數(shù)及測量方法的基礎上，開發(fā)對電參數(shù)測試的智能化儀器。主要工作包括：（1）研究電能參數(shù)與風參數(shù)的監(jiān)測方法。（2）設計電能參數(shù)監(jiān)測裝置的軟硬件系統(tǒng)，硬件設計需具有總線式、模塊化功能，軟件設計需實現(xiàn)模塊化，便于調(diào)試。（3）實現(xiàn)對風力發(fā)電機輸出電壓、電流、有功功效、功效因數(shù)及風速、風向等參數(shù)的實時監(jiān)測。（4）具有良好的人機接口。1、基本參數(shù)的測量2.1各電氣量參數(shù)的計算公式要實現(xiàn)對電氣量的精確測量，必須要保證足夠的采樣頻率。由于本裝置CPU采用的是單片機，采樣頻率定

4、為每個工頻周期內(nèi)采樣24點。按照誤差計算公式可以得到24點采樣的裁斷誤差為采用數(shù)字化方法，就要對電氣量進行離散化采樣，一般是進行等間隔采樣，得到離散化序列則各個參數(shù)的計算式為三相總的有功功率：現(xiàn)在功率：功率因數(shù)：2.2風速、風向的測量風速和風杯轉(zhuǎn)速的關系可由風洞實驗得出式中：為有阻力矩所決定的常數(shù)，數(shù)值上等于起動風速，通常為0.5:1.2m/s；為風速表系數(shù)，它與風杯的結(jié)構(gòu)和大小有關；是一個很小的系數(shù)，,表明風速與風杯并不成嚴格的線性關系；為單位時間內(nèi)風杯的轉(zhuǎn)數(shù)。在測得風力發(fā)電機的輸出電壓、電流并計算出功率和當時的風速后，即可通過計算繪制特性曲線。測試標

5、準要求機組正常工作時，在切入風速至切出風速的整個范圍內(nèi)，由計算機同步采集風速，輸出電功率（考慮設備的成本溫度、大氣壓用一般儀表人工讀數(shù)）。采樣頻率不小于每秒一次，平均周期不小于30s，不大于60s。為了對不同條件地區(qū)的風力發(fā)電機性能進行有效的對比，要對實測的性能參數(shù)進行修正，反映在標準條件（海平面15℃）下的工作狀態(tài)，即利用所測大氣壓P、氣溫T計算實驗大氣密度。通過下述公式對每一區(qū)間內(nèi)輸出功率進行修正Ps——已經(jīng)按標準條件修正過的風機輸出功率，W；Pr——未經(jīng)修正過的風機輸出功率，W。對相應的風速計算其通過風輪的風功率為則風機功效率為：2.3數(shù)據(jù)采集的實

6、現(xiàn)基本參數(shù)的計算比較簡單，關鍵是數(shù)據(jù)的采集。本裝置采用MAX125作為A/D轉(zhuǎn)換芯片，該芯片是帶同步采樣保持電路的14位數(shù)據(jù)采集芯片，總共有8個輸入信號，可以同時對4路輸入信號進行同步采樣。需要采集的信號有六路：三相電壓、電流，因此要分兩次進行采樣，首先采集AB,BC,兩路的線電壓、A、B兩相電流，再進行CA線電壓、C相電流的轉(zhuǎn)換，之間有十幾微秒的時間間隔，由于三相量沒有同時采集，會對不平衡度的測量增加一些誤差。強電信號經(jīng)過電壓、電流互感器變換為-5V；+5V的電壓信號進入A/D轉(zhuǎn)換芯片的信號采集端口，通過案的A/D轉(zhuǎn)換芯片發(fā)出轉(zhuǎn)換觸發(fā)脈沖，A/D轉(zhuǎn)換芯

7、片就會將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號存儲在A/D轉(zhuǎn)換芯片的存儲器中，CPU通過向A/D轉(zhuǎn)換芯片發(fā)出讀信號讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。由于數(shù)據(jù)在CPU中和在A/D轉(zhuǎn)換芯片中存儲的方式不同，要實現(xiàn)CPU對這些數(shù)據(jù)的處理，就要對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換。在A/D轉(zhuǎn)換芯片的存儲器中，數(shù)據(jù)以無符號整數(shù)的形式存儲，由于是14位的A/D轉(zhuǎn)換芯片，-5V：+5V的電壓信號被轉(zhuǎn)換為0:16383之間的整數(shù)，其中0:8191對應0：+5V的電壓信號，8192:16383對應0：-5V的電壓信號。要使CPU能夠處理這些數(shù)據(jù)，就要把這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有符號的小數(shù)。首先要把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有符號的整數(shù)，通過下面的轉(zhuǎn)換子程

8、序就可以實現(xiàn)：程序中，變量“X”存儲轉(zhuǎn)換前的數(shù)據(jù)，變量“y”存儲轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。再