本文選題：電能質(zhì)量　切入點：FPGA　出處：《上海交通大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：電能質(zhì)量分析系統(tǒng)是應用于電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測和分析的重要工具,具備基本電力參數(shù)測量和諧波分析等功能,對全面提升電網(wǎng)供電質(zhì)量有著重要意義。本文采用了ARM/FPGA作為主協(xié)處理器,充分結(jié)合了FPGA的并行處理能力和ARM的多任務處理能力,在保證實時性的同時實現(xiàn)了高精度的數(shù)據(jù)計算。為了避免由電網(wǎng)頻率波動帶來的頻譜泄露和柵欄效應問題,采用了硬件鎖相環(huán)同步跟蹤技術(shù),通過對輸入電壓信號的頻率跟蹤,保證了后續(xù)參數(shù)計算的準確性。在軟件設計上通過對電能質(zhì)量參數(shù)測量方法和相關數(shù)字算法的研究,確定了參數(shù)的最優(yōu)計算算法,在硬件的基礎上完成了電能質(zhì)量分析系統(tǒng)的研制。首先針對基本電力參數(shù)直接運用參數(shù)定義進行計算。其次對于無功功率計算采用了基于FIR濾波器的Hilbert變換,提高了非正弦信號情況的計算精度。最后,設計了深度為256的快速傅立葉變換,實現(xiàn)了對電流信號的諧波分析。最后本文基于設計的電路板和信號源搭建了測試系統(tǒng),在雙通道信號源的激勵下完成了三組有代表性輸入的測試,并對記錄結(jié)果作橫向?qū)Ρ群驼`差分析。測試結(jié)果表明,該系統(tǒng)運行穩(wěn)定,計算精度高,滿足了電能質(zhì)量分析系統(tǒng)的基本設計要求,具有一定的實用價值。
[Abstract]:Power quality analysis system is an important tool used in power quality monitoring and analysis, has the basic function of power parameter measurement and harmonic analysis, which is of great significance to improve the quality of power supply. This paper uses ARM/FPGA as the main processor, combined with the ability to multi task parallel processing ability of ARM and FPGA in the real time guaranteed to achieve high precision data calculation. In order to avoid the spectral leakage and fence effect caused by the frequency fluctuation, the synchronous tracking technology hardware PLL tracking based on the input voltage signal frequency, ensuring the accuracy of the parameter calculation. Through the research on electric energy measurement method the quality parameters and related digital algorithm in software design, to determine the optimal parameters of the calculation algorithm, on the basis of the hardware to complete the power quality analysis system The system is developed. Firstly, basic electrical parameters directly use the parameter definition to calculate. Secondly, the reactive power calculation using Hilbert transform based on FIR filter, improves the precision of non sinusoidal signal. Finally, the design depth of 256 fast Fu Liye transform, realize harmonic current signals of the last analysis. In this paper, the design of the circuit board and the signal source based on the testing system is set up, in the dual channel signal source under the excitation of three complete set of representative input test, and horizontal comparison analysis and error of the results recorded. Test results show that the system is stable, high precision and meet the power quality analysis the basic requirements of the design of the system, has certain practical value.

【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM930.2

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本文編號：1643347