DSP在配电网自动化系统终端设备中的应用.doc

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuseDSP在配电网自动化系统终端设备中的应用[摘要]本文简单介绍DSP的特点以及其在处理FFT、FIR等数字信号处理方面的优越性,分析了DSP在配网自动化终端设备中的交流采样、故障检测、小电流接地选线、电能质量分析、无功补偿等方面的应用。[关键词]配电终端;数字信号处理;故障检测;电能质量;前言配电网是电力生产和供应的最后一个环节,与千家万户直接密切相连,在保证用户的连续供电方面是一个十分重要的环节。配电网自动化系统终端设备主要用于配电系统变压器、断路器、重合器、分段器、柱上负荷开关、环网柜、无功补偿电容器的监视与控制。具有数量大、运行环境恶劣、性能价格比要求高,不易维护的特点。这就要求配电终端可靠性要高,功能综合性强,成本要低,可以远程维护等。近几年DSP飞速发展,其内存不断增大,速度不断提高,指令效率不断增强。程序运行期间总线多不出芯片,DSP产家如ADI公司其DSP大多有工业级的芯片。同时和DSP相关的ADC/DAC的速度和精度也越来越高。使得DSP在快速采样、软件滤波、频率跟踪和锁相、复杂的数学运算如FFT、FWT方面具有得天独厚的条件。DSP运用于配电终端使其性能大大增强,功能扩充容易,通过软件即可完成继电保护、故障录波等附加功能。其应用已愈来愈广泛。DSP的特点数字信号处理器(DSP)主要针对数学的卷积运算而设计,最典型的就是FFT的运算。由于DSP的高速发展,使得用软件来实现各种数字滤波和快速傅立叶变换成为可能,从而进一步促进DSP发展和广泛的应用。在数字化的世界里DSP变得越来越重要,可以说是无处不在。DSP最基本的特点是[2]:1)能够在一个指令周期内实现一次或多次乘法累加(MAC)运算。所以,在DSP中集成了多个乘法累加运算单元,可以进行并行乘法累加运算。2)能够在一个指令周期内完成对存储器的多次读取。所以,在DSP中集成了多个片内总线和多端口片内存储器。3)为了加快处理器中的运算,在DSP中集成了多个地址产生单元,以支持循环寻址和位翻转寻址。4)处理器中的运算大多是重复的运算,为了方便使用,大部分DSP都支持这种重复运算,而不用额外编写重复运算的指令。5)大部分DSP都提供多个串行或并行I/O接口,以及特别I/O接口来处理特殊的数据,以降低成本和提高输出/输入性能。如图1所示为ADI公司的16位定点DSP结构总体框图。EXTERNALADDRESSBUSx12FULLMEMORYMODE2xPLLPOWERDOWNCONTROLEXTERNALDATABUSóINTERNALSRAM16BITDATAMEMORY24BITPROGRAMMEMORYPROGRAMSEQUENCERDATAADDRESSGENERATORSDAG2ICEPORTDAG1EXTERNALADDRESSBUSó14BITPMADDRESSCHIPSEL&IMEREXTERNALGPI/OandINTERRUPTPINSSPORT1SPORT016BITFIXEDPOINTARITHMETICUNITSSHIFTERMACALUADSP-21xxCorex8-15x5x5HOSTMODEBootOptionViaMODEPinson100PinPackages图1A