【摘要】：電力系統(tǒng)中運行的非線性負載,給電網(wǎng)帶來了大量的諧波。諧波作為電網(wǎng)中一種污染源,不僅給電氣環(huán)境帶來了一定危害,而且影響電網(wǎng)中的電能質量和電能計量。應用數(shù)字化電能表計量諧波電能便成為新的問題。要做好對諧波電能的計量工作,且保證計量結果的準確性,便需要諧波數(shù)字源應含有足夠高次諧波成分,其產(chǎn)生的諧波信號可模擬電網(wǎng)中的諧波污染信號。目前諧波產(chǎn)生方法主要是頻率合成技術。隨著數(shù)字化技術的快速發(fā)展,直接數(shù)字合成技術(DDS)是應用最為廣泛的合成技術,考慮到系統(tǒng)輸出信號的精度、速度以及數(shù)據(jù)存儲等因素,在此技術的基礎上,提出一種基于泰勒級數(shù)的雙線性內(nèi)插算法,可并滿足信號精度和速度要求的同時節(jié)省大量的數(shù)據(jù)存儲空間。以DDS技術為基礎,實現(xiàn)了一種基于FPGA的諧波數(shù)字源系統(tǒng)的設計。該系統(tǒng)主要使用FPGA芯片作核心控制器,完成了硬件整體控制電路以及各個功能模塊的接口電路,并利用Verilog HDL語言進行軟件編程設計,實現(xiàn)軟硬件聯(lián)合調(diào)試,并通過TFT-LCD直觀方便地查看輸出信號等信息。在設計的同時利用ModelSim對系統(tǒng)進行功能仿真,與實際輸出信號進行對比分析,對系統(tǒng)中可能產(chǎn)生誤差的部分進行了總結。本文設計的諧波數(shù)字源經(jīng)過整體運行,輸出諧波信號效果良好。通過對系統(tǒng)進行性能分析,該系統(tǒng)達到設計指標,為在諧波條件下對諧波電能的計量工作提供重要的技術參考價值。
[Abstract]:The nonlinear load in power system brings a lot of harmonics to the power system. As a source of pollution, harmonics not only bring some harm to the electric environment, but also affect the power quality and energy measurement in the power grid. Using digital watt-hour meter to measure harmonic energy becomes a new problem. In order to do well the measurement of harmonic energy and ensure the accuracy of the measurement results, it is necessary for the harmonic digital source to contain enough harmonic components, and the harmonic signal generated by the harmonic signal can simulate the harmonic pollution signal in the power network. At present, the main method of harmonic generation is frequency synthesis technology. With the rapid development of digital technology, direct digital synthesis technology (DDS) is the most widely used synthesis technology, considering the system output signal precision, speed and data storage factors, on the basis of this technology, A bilinear interpolation algorithm based on Taylor series is proposed, which can not only meet the requirements of signal precision and speed, but also save a lot of data storage space. Based on DDS technology, the design of harmonic digital source system based on FPGA is realized. This system mainly uses FPGA chip as the core controller, completes the whole hardware control circuit and the interface circuit of each function module, and uses Verilog HDL language to carry on the software programming design, realizes the hardware and software joint debugging. And through the TFT-LCD visual and convenient view of the output signal and other information. At the same time, the ModelSim is used to simulate the function of the system, and compared with the actual output signal, the possible error parts of the system are summarized. The harmonic digital source designed in this paper has a good effect on output harmonic signal after the whole operation. Through the performance analysis of the system, the system achieves the design target and provides an important technical reference value for the measurement of harmonic energy under the harmonic condition.
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN791;TM930

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本文編號：2406993