[發(fā)明專(zhuān)利]有源電力濾波器電參數(shù)計(jì)算/液晶顯示的系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310330330.2
• 申請(qǐng)日: 2013-07-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103454519A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟金嶺;趙偉;孫衛(wèi)明;肖勇;張永旺
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 廣州知友專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種有源電力濾波器電參數(shù)計(jì)算和液晶顯示的技術(shù)，尤其是涉及一種基于STM32的有源電力濾波器電參數(shù)計(jì)算和液晶顯示的系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及采用所述系統(tǒng)進(jìn)行有源電力濾波器電參數(shù)計(jì)算和液晶顯示的方法。

背景技術(shù)

近年來(lái),各種基于電力電子技術(shù)的非線性裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛,使得諧波危害日益嚴(yán)重。為了保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行,必須對(duì)諧波污染進(jìn)行治理,以改善電能質(zhì)量。就當(dāng)前的工業(yè)現(xiàn)實(shí)而言,抑制諧波的基本手段是裝設(shè)各類(lèi)濾波補(bǔ)償裝置。無(wú)源濾波器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)性好,但易受電網(wǎng)阻抗和運(yùn)行狀態(tài)影響與系統(tǒng)發(fā)生諧振,且僅能補(bǔ)償固定頻率的諧波。而有源濾波器則可以解決這些問(wèn)題,并且可以自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償變化的諧波,具有高度可控性,因而具有極高的發(fā)展前景。隨著有源電力濾波器的廣泛使用，有源電力濾波器的顯示系統(tǒng)也越來(lái)越重要。傳統(tǒng)有源電力濾波器的顯示系統(tǒng)是通過(guò)與DSP控制器來(lái)通信獲取數(shù)據(jù)，為了減少DSP的通信負(fù)擔(dān)，液晶顯示系統(tǒng)與DSP控制器通信的數(shù)據(jù)量不能太大，因此顯示系統(tǒng)的顯示內(nèi)容不夠豐富，其精度也不夠高。

而隨著電子技術(shù)和集成電路制造工藝的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的領(lǐng)域應(yīng)用到以單片機(jī)為控制核心、用液晶作為顯示終端的液晶顯示系統(tǒng)。圖形液晶顯示系統(tǒng)不僅可以生動(dòng)地顯示圖形、漢字及字符，而且大部分液晶顯示系統(tǒng)可以自帶控制器，這些控制器由大規(guī)模集成電路制成，功耗小、工作電壓低，具有規(guī)范的控制線和數(shù)據(jù)線，方便了與其他控制器的接口應(yīng)用。

通過(guò)設(shè)計(jì)STM32F103核心板，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣信號(hào)的計(jì)算、處理以及傳輸。系統(tǒng)核心采用STM32F103VET6芯片，最高頻率達(dá)72MHz。自帶有12位逐次逼近型的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，有18個(gè)通道，可測(cè)16個(gè)外部和2個(gè)內(nèi)部信號(hào)源，模擬信號(hào)輸入范圍要求0～3.3V電壓信號(hào)。有4個(gè)通用定時(shí)器，2個(gè)高級(jí)定時(shí)器，2個(gè)基本定時(shí)器。支持直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)（DMA）和USART通信。同時(shí)開(kāi)發(fā)板還有5V、3.3V、2.5V直流電源接口，為設(shè)計(jì)提供了方便。

北京銘正同創(chuàng)的MZTH56觸摸液晶顯示屏，為5.6寸觸摸液晶屏。MzTH56自帶四種字號(hào)的ASCII碼西文字庫(kù)，并且自帶基本繪圖GUI功能，包括畫(huà)點(diǎn)、畫(huà)直線、矩形、圓形等；MzTH56標(biāo)準(zhǔn)模塊內(nèi)部有32M?bytes大小的資源存儲(chǔ)器，支持GBK2312的二級(jí)（包含一級(jí)和二級(jí)）漢字庫(kù)、BMP位圖、ASCII碼西文字庫(kù)的資源。模塊為串行UART接口和SPI接口（通過(guò)模塊板載撥碼開(kāi)關(guān)進(jìn)行選擇），接口簡(jiǎn)單、操作方便；與各種MCU均可進(jìn)行方便簡(jiǎn)單的接口操作。MzTH56模塊自帶觸摸屏，并提供了位圖觸摸按鍵、觸摸區(qū)域設(shè)置的功能，這使得用戶(hù)可以用簡(jiǎn)單的代碼操作就能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的觸摸按鍵顯示的功能。

通過(guò)采用USART接口可以實(shí)現(xiàn)STM32F103核心板與MZTH56觸摸液晶顯示屏的通信，觸摸液晶屏依據(jù)STM32F103核心板傳送過(guò)來(lái)的指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，同時(shí)當(dāng)觸摸液晶屏上有觸摸事件發(fā)生時(shí)可將觸摸指令通過(guò)RS232傳回STM32F103進(jìn)行處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，就是提供一種有源電力濾波器電參數(shù)計(jì)算和液晶顯示的系統(tǒng)。

本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，就是提供一種采用上述系統(tǒng)進(jìn)行有源電力濾波器電參數(shù)計(jì)算和液晶顯示的方法。

本發(fā)明的系統(tǒng)和方法用于監(jiān)測(cè)有源電力濾波器的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，為用戶(hù)提供一個(gè)生動(dòng)、直觀的圖形界面，可實(shí)時(shí)顯示三相電源電壓、三相電源電流、三相逆變器輸出電流和直流側(cè)電壓的有效值和動(dòng)態(tài)波形，顯示三相電源電流的2～25次諧波電流幅值、畸變率和頻譜圖，顯示電網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)和電網(wǎng)頻率。

解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于STM32的有源電力濾波器液晶顯示系統(tǒng)，其特征是：包括依次連接的信號(hào)采樣調(diào)理電路、STM32F103核心板、RS232和觸摸液晶屏；所述的信號(hào)采樣調(diào)理電路共采集10路信號(hào)，包括三相電網(wǎng)電壓、三相逆變器輸出電流、三相電網(wǎng)側(cè)電流和直流側(cè)電壓；

所述的采集電壓的調(diào)理電路為：交流電壓輸入信號(hào)U_i經(jīng)第一電阻R1、第二電阻R2后輸入第一運(yùn)放U1的負(fù)極，第一運(yùn)放U1的正極輸入電壓1.65V、輸出和負(fù)極之間接有第三電阻R3，第一電阻R1、第二電阻R2之間經(jīng)第一電容C1濾波后接地，第一運(yùn)放U1輸出至第四電阻R4后輸出，輸出同時(shí)經(jīng)第一二極管VT1的正極接電壓3.3V、經(jīng)第二二極管VT2的負(fù)極后接地，第二二極管VT2的正負(fù)極之間接有第二電容C2；其輸入輸出關(guān)系為：