基于FPGA的可控双调谐滤波器的研究与设计.rar

随着电力系统规模的不断增大，各种电力电子装置的大量使用，使得谐波污染日益严重。目前治理谐波普遍采用的方法是装设无源滤波器，但无源滤波器的滤波效果严重依赖于电网特性，滤波元件会因制造工艺、温度漂移、老化等原因而发生参数偏移，使其很难工作在最佳状态，严重影响了无源滤波器的性能。利用可控电抗器构成可控双调谐滤波器，弥补了传统无源滤波器的不足，能够跟踪谐波并抑制谐波放大。但面临着如何实时和精确的检测出滤波支路的谐波问题。随着近年来超大规模、超高速的可编程逻辑器件FPGA的快速发展，由于其具有高集成度、高速、可编程等优点，在超高速信号处理和实时测控方面有非常广泛的应用。本文应用FPGA来实现FFT算法，设计了一个基于FPGA完成谐波检测、可控双调谐滤波器完成谐波抑制的系统。 本文首先根据谐波检测与抑制的需要，提出了基于FPGA的可控双调谐滤波器的设计方案。重点设计了基于FPGA谐波检测系统。采用6路16位高速A/D转换器同时对多路谐波信号进行高速高精度采样。FPGA部分采用模块化的设计思想，设计以XilinxISE为软件平台，采用Verilog和IP核的方法，并通过ModelSim仿真工具进行时序仿真，完成1024点的基-4 FFT运算时间仅为69.1μs，所抑制谐波的幅值和相位的相对误差均小于1.2％。在此基础上在PSCAD中搭建可控双调谐滤波器的仿真电路，设置了元件参数变化和电网频率波动，对其滤波性能进行仿真，验证了可控双调谐滤波器的有效性。

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