[45]。初始化包括設置串行肖像并將SMS模式設置為PDU模式。程序流程如圖所示。程序開始后，判斷是否有串行中斷1，若沒有則判斷是否有串行中斷2，若沒有串行中斷2則直接退回到開始。若有串行中斷1則進行PDC編碼，發(fā)送SMS信息成功發(fā)送后即可回到開始，若沒有發(fā)送成功則判斷重發(fā)是否超過三次，超過三次則會回到開始，重發(fā)沒有超過三次便會判斷為延遲。若沒有串行中斷1，有串行中斷2，先讀取SIM卡，然后進行數(shù)據(jù)解碼，將數(shù)據(jù)發(fā)送到串口1，隨即刪除SMS信息然后返回到開始。開始開始有串行中斷1Y進行P有串行中斷1Y進行PDU編碼N有串行中斷2發(fā)送SN有串行中斷2發(fā)送SMS信息YY成功？讀S成功？讀SIM卡數(shù)據(jù)解碼數(shù)據(jù)解碼重發(fā)超過3次重發(fā)超過3次Y發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)到串口1NN延遲延遲刪除SMS刪除SMS信息圖4-5DSP與TC35i通信程序流程4.6本章小結(jié)本章提供有關(guān)系統(tǒng)軟件過程的詳細信息，并提供系統(tǒng)軟件和核心通信過程的流程圖。該軟件系統(tǒng)也基于模塊化設計思想，這些思想便于閱讀和升級程序。5系統(tǒng)調(diào)試和分析仿真5.1算法仿真結(jié)果分析本文基于Matlab平臺模擬仿真并分析了電能質(zhì)量算法。相電壓的基本平方值為220V，初始相角為0°，并且電壓下降發(fā)生在0.04至0.08s之內(nèi)。突降電壓為110V。電壓降伴隨著相位跳變和跳變，角度為30°，電壓波形如下圖5-1所示。圖5-1電壓a相波形圖5-2顯示了通過均方根計算方法獲得的電壓降波形。通過均方根方法計算出的電壓降幾乎具有一個周期的誤差。此外，均方根方法無法計算相位跳變。圖5-2均值方根法計算的電壓暫降圖5-3和5-4顯示了通過dq轉(zhuǎn)換方法獲得的電壓降和相位跳變波形。顯然，dq轉(zhuǎn)換比原始的實類方法具有更好的實時性能和準確性，并且可以準確地計算相位跳變。圖5-3電壓暫降幅值圖5-4電壓暫降相位跳變Matlab有一個現(xiàn)成的FFT程序，它是電力系統(tǒng)的圖形用戶界面。（PowerGUI）一種有效的圖形用戶界面工具，用于通過使用Simulink功能連接各種電氣組件來分析電源系統(tǒng)模型。諧波分析使用使用PowerGUI模塊非常方便。圖5-5顯示了帶有諧波的仿真電壓波形。圖5-5含有諧波的電壓波形圖5-6顯示了通過使用電源系統(tǒng)分析組件Powergui分析諧波而獲得的諧波分量含有率。圖5-6FFT諧波分析5.2觸摸屏界面與系統(tǒng)調(diào)試5.2.1觸摸屏啟動界面系統(tǒng)通過串口將電能質(zhì)量參數(shù)發(fā)送到觸摸屏，如圖5-7觸摸屏啟動界面所示。圖5-7觸摸屏開機界面5.2.2實時電壓、電流以及三相不平衡度監(jiān)測下圖5-8為沒有異常的三相電壓波形：圖5-8沒有異常的電壓波形三相基本平衡，每相電壓電流數(shù)值和相位波形都無異常，三相不平衡度為0.10.°。圖5-9顯示了觸摸屏上顯示的電壓和電流的瞬時值以及三相不平衡度。圖5-9電壓電流以及電壓三相不平衡度實時監(jiān)控界面如果三相電壓出現(xiàn)相異常，例如幅度變化，則三相電壓將變得不平衡。如圖5-10所示，B相電壓為200V，A相和C相電壓為220V，導致三相電壓不平衡。圖5-11顯示了觸摸屏上顯示的三相電壓A，B和C的瞬時有效值以及三相不平衡的程度。當B相電壓為200V，A相和C相電壓為220V時，三相不平衡率為3.09％。圖5-10電壓三相不平衡波形5-11電壓電流以及三相不平衡度實時監(jiān)控界面5.2.3諧波監(jiān)測在實際電網(wǎng)中，工頻電壓通常主要與諧波混合，包括奇數(shù)階諧波。對于每個諧波分量的數(shù)據(jù)，表5-1顯示了包含諧波的電壓波形。表5-1諧波含有率對照表諧波次數(shù)3次5次7次9次11次真實諧波均方根值（V）66.0055.0019．8050.6013.20諧波含有率30.00％25.00%9.00%23．00％6.00%實測諧波均方根值（V）66.4155.0219.3250.9413.67實測諧波含有率30．23％24.98％8.78％23.15％6.24％諧波次數(shù)13次15次17次19次21次真實諧波均方根值（V）8.826.618.8011.0013.20諧波含有率4.00％3.00％4.00％5.00％6.00％實測諧波均方根值（V）9.217.038.9810.7412.69實測諧波含有率4.21％3.09％4.08％4.85％5.96％圖5-12含有諧波的電壓波形諧波含有率在觸摸屏顯示如圖5-13。圖5-13觸摸屏諧波監(jiān)測界面5.2.4監(jiān)控電壓暫降圖5-14顯示了具有相位跳變的電壓驟降波形。圖5-15和5-16分別顯示了通過觸摸屏上的dq轉(zhuǎn)換計算出的下垂幅度和跳躍相位。圖5-14伴隨著相位跳變的電壓暫降波形圖5-15觸摸屏電壓暫降幅值界面圖5-16觸摸屏電壓相位跳變界面5.2.5歷史報警數(shù)據(jù)記錄圖5-17為觸摸屏歷史報警界面，可以將重要事件記錄下來，以便日后查找，排查故障。圖5-17歷史報警界面圖5-17所示是記錄在2020年5月17日發(fā)生電壓暫降，時間持續(xù)0.04s。5.3GSM短信息模塊調(diào)試當輸入指令AT，收到OK則說明握手成功，即TC35i處于正常工作狀態(tài)。圖5-18為TC35i處于正常工作。圖5-18TC35i測試成功如圖5-19所示。當電網(wǎng)的監(jiān)測點中出現(xiàn)電壓暫降時，將電壓暫降的消息通過GSM模塊發(fā)送到監(jiān)控中心，發(fā)送信息包括暫降時刻、暫降幅值、暫降持續(xù)時間。圖5-19TC35i發(fā)送短信成功當監(jiān)控中心收到短信報警時，便可以立即采取措施，以及當做今后排查故障的數(shù)據(jù)依據(jù)。圖5-20為監(jiān)控中心收到的短信界面。圖5-20監(jiān)控中心成功收到報警短信5.4本章小結(jié)在本章中，我們將對整個系統(tǒng)的諧波，三相不平衡和電壓降特性進行仿真分析和實驗分析。它還提供觸摸和GSM通信，并保存過去的異常警報。結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性和準確性。6結(jié)論本文詳盡地介紹了基于GSM模塊的電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計過程，系統(tǒng)采用基于GSM網(wǎng)絡的通信技術(shù)和基于Modbus協(xié)議的串行通信技術(shù)。本文主要結(jié)論如下：1.通過查閱各類關(guān)于電能質(zhì)量問題的文獻，對電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)的原理進行了介紹，利用DSP的數(shù)字信號處理功能，選用了FFT算法分析諧波；瞬時電壓dq分解法分析電壓暫降（均方根值計算方法只能求出電壓暫降的幅值不能求出當前相位）；計算三相電壓的正負序分析三相不平衡度。2.結(jié)合國家電能質(zhì)量指標標準，和市場主流應用硬件，對基于GSM模塊對電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)進行硬件設計。本設計利用ADI公司AD7656作為數(shù)據(jù)采集模塊，進行模數(shù)轉(zhuǎn)化，以TI公司TMS320F2812芯片作為核心處理器，GSM通信網(wǎng)絡模塊則由西門子公司的TC35i擔任，以RS232作為觸摸屏通訊接口以及控制GSM模塊的借口。系統(tǒng)的模塊化設置對系統(tǒng)調(diào)試已經(jīng)升級都提供了便捷。3.該系統(tǒng)軟件還基于模塊化設計原則，使程序可讀且可移植，這對于調(diào)試和升級系統(tǒng)軟件很有用。4.通過該系統(tǒng)進行的軟件仿真和硬件調(diào)試，實驗結(jié)果和仿真表明了該系統(tǒng)的可行性。參考文獻VannoyD．B．，McGranaghallM．F．，HalpinS．M，etc．Roadmapforpowerqualitystandardsdevelopment[J]．IEEETransactionsonIndustryApplications，2007，43(2)412-421．C．S．Chang，Y．S．Ho，andP．C．Loh．Voltagequalityenhancementwithpowerelectronicsbaseddevices[C]．IEEEPowerEngineeringSocietyWinterMeeting，2000，4：2937-2942．Geun-JoonLee，AlbuMM，HeydtGTA．powerqualityindexbasedonequipmentsensity，cost，andnetworkvulnerability[J]．IEEETransactionsonPowerDelivery，2004，19(3)：1504-1510．HarishPadiyar，UDavid，SMahantShetti．Asystemlevelsolutionforpowerqualityproblems[C]．IEEEPowerIndiaConference，2006：216-221．GuntherEW．Interharmonicsinpowersystems[C]．IEEEPowerEngSocSummerMeet2001，2(15)：813-817．RifaiM．R，OrtmeyerT.H，McQuillanW.J．EvaluationofcurrentinterharmonicsfromACdrives[J]．IEEETransactionsonPowerDelivery．2000，15(3)；1094-1098．H．Chung，G.H.Kwon，T.B.Park，K.Y.Lim．Voltagesagandswellgeneratorfortheevaluationofcustompowerdevices[C]．IEEEPowerEngineeringSocietyGeneralMeeting，2003：164-169．MilanovicJ.V，NegnevitskyM.Powerqualityproblemsandsolutions:currentunderstanding[C]．8thInternationalConferenceonHarmonicsAndQualityofPower，1998：30-35．Kee-youngNam，Sang-bongChoi，Hee-sukRyoo．DevelopmentofNewMonitoringSystemforPowerQualityManagementinKorea[C]．IEEEPESTransmissionandDistributionConferenceandExhibition．2006：1252-1257．F．J．Pazos，J．Amantegui，H．Gago．DifferentiatedMonitoringStrategiesforApplicationinLargeElectricalNetworks[J]．CIGRE/IEEEPESInternationalSymposiumQualityandSecurityofElectricPowerDeliverySystems，2003：225-230．McGranaghan．M，Vannoy．D．RoadmapforPQStanda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