📦 基于FPGA的电力系统谐波检测的研究 - 免费下载

本文主要研究电力系统中的谐波检测问题。谐波检测是电力系统谐波问题中的一个重要方面，是解决其它相关谐波问题的基础。文中详细介绍了电网谐波给电力系统和各种用电设备带来的危害，从而说明了谐波检测研究的必要性和重要性。在研究比较各种谐波检测法的基础上，本文选用了应用最广的基于快速傅里叶变换(FFT)的谐波检测法，并用可编程门阵列(FPGA)芯片来实现FFT处理器。针对谐波检测中不可避免的频谱泄漏现象，文章通过比较各种常用窗函数，决定选用汉宁窗来减小频谱泄漏，实验表明使用汉宁窗起到了很好的抑制效果。本文对谐波检测系统进行了总体硬件设计，分别介绍了各个模块的功能和工作原理。另外，本文重点研究了FPGA数据处理单元，介绍了如何用FPGA来实现FFT处理器。首先从理论和硬件实现上确定了整个设计方案，通过对FFT算法、定点或浮点运算数据格式、采样点数、硬件实现结构等各方面的讨论，最终决定用按频率抽取的基-2FFT算法，采用顺序处理结构，以Altera公司CYCLONEⅡ系列中的EP2C7OF672C6FPGA芯片为硬件平台，以QuartusⅡ8.0为软件平台，利用VHDL语言描述的方式实现128点定点运算，并对FFT处理器中的各个功能模块进行了设计和详细描述，最后将各个模块综合、仿真，得到计算结果。仿真结果表明其计算结果达到了一定的精度，验证了系统的可靠性，并与同类的FFT处理器相比，已经达到了高速运算的目的。

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