基于FPGA的暫態(tài)電能質(zhì)量擾動檢測系統(tǒng)的設計.pdf

1、伴隨著工業(yè)的現(xiàn)代化，智能加工設備對電力電網(wǎng)的供電質(zhì)量要求越來越高，同時各種新技術(shù)設備的加入，特別是非線性設備廣泛地引入到電網(wǎng)系統(tǒng)中，引發(fā)電網(wǎng)系統(tǒng)的質(zhì)量問題。其中，暫態(tài)擾動問題因其具備突變性強、起止時刻難于定位且擾動信息不易獲取等特征，成為電能質(zhì)量研究中的焦點問題。因此，在可控范圍內(nèi)消除暫態(tài)擾動問題對于電網(wǎng)系統(tǒng)環(huán)境的影響，具有十分重要的意義。
　　本文針對電網(wǎng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的暫態(tài)擾動信號設計了一個檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理

2、模塊構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集模塊是將電網(wǎng)電壓或電流通過電壓和電流互感器轉(zhuǎn)換成小電壓和小電流信號，然后利用調(diào)理電路去掉噪聲并進行電位匹配實現(xiàn)從模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。對于采集到的信號，設計了一個以FPGA為核心的數(shù)據(jù)處理模塊，對采集的暫態(tài)擾動信號進行實時處理。為了能有效地捕捉到暫態(tài)擾動信號，采用一種基于Db4小波的暫態(tài)擾動檢測算法。對于該算法的FPGA實現(xiàn)，是以DSP Builder設計為基礎(chǔ)，依據(jù)Mallat算法以濾波器的方式進行搭建，在Simul

3、ink平臺驗證了該方法的可行性，最后將系統(tǒng)小波算法濾波器組模塊封裝成檢測算法IP核，并整合各部分功能模塊，采取模擬典型暫態(tài)擾動信號源的方法，對所設計的擾動檢測系統(tǒng)分別進行功能和時序上的仿真驗證。
　　所設計的基于FPGA的暫態(tài)電能擾動檢測系統(tǒng)，借助FPGA平臺的并行數(shù)據(jù)處理、實時性好等優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)對擾動信號的快速分析和處理。通過對五種典型擾動信號源的檢測結(jié)果分析，表明系統(tǒng)實現(xiàn)了對暫態(tài)擾動信號起止時間的檢測與定位，同時通過標準值和