基于FPGA的電力諧波檢測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、電力諧波因其固有的特性而影響電能質(zhì)量,增加電網(wǎng)的損耗,降低電力系統(tǒng)的工作效率和可靠性,嚴(yán)重威脅著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,已成為電力系統(tǒng)的一大公害,諧波治理勢(shì)在必行。精確而快速檢測(cè)諧波是處理一切諧波問(wèn)題的基礎(chǔ)。迄今為止,人們已對(duì)電力諧波檢測(cè)方法進(jìn)行了廣泛的研究,但總的來(lái)說(shuō),效果并不理想。因此,探索一種有效的諧波檢測(cè)方法,研制能實(shí)現(xiàn)電力諧波實(shí)時(shí)精確檢測(cè)的系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文提出一種從硬件體系和軟件算法上突破以往限制的

2、電力諧波檢測(cè)方法,并對(duì)其進(jìn)行深入的研究。主要的研究工作包括:
　　1.深入分析了現(xiàn)有諧波檢測(cè)方法的原理,存在的局限性,提出一種從硬件體系上解決“諧波檢測(cè)實(shí)時(shí)性”問(wèn)題,軟件算法上解決“諧波檢測(cè)精確性”問(wèn)題的諧波檢測(cè)新思路和方法。其基本思想是通過(guò)選擇高性能 FPGA完成大量 FFT運(yùn)算提高運(yùn)算的速度,通過(guò)對(duì) FFT算法進(jìn)行改進(jìn)即采用加Rife-Vincent窗三譜線插值的FFT算法以提高運(yùn)算精度。
　　2.完成了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。系

3、統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要包括諧波信號(hào)采集電路及預(yù)處理電路設(shè)計(jì)和FPGA主控制及相應(yīng)的配置電路設(shè)計(jì)等。其中,信號(hào)采集電路及預(yù)處理電路主要由電壓采集電路、電流采集電路、信號(hào)預(yù)處理電路和AD采樣電路等構(gòu)成;FPGA主控及相應(yīng)的配置電路包含F(xiàn)PGA主控芯片、存儲(chǔ)電路、配置電路和顯示電路等。
　　3.完成了系統(tǒng)軟件算法設(shè)計(jì)和編程。包括AD采樣控制、加窗運(yùn)算、FFT運(yùn)算及插值運(yùn)算算法設(shè)計(jì)及編程等。在Quartus II環(huán)境下,用VHDL語(yǔ)言編程或者調(diào)用