FPGA實(shí)現(xiàn)的電力系統(tǒng)諧波檢測(cè).pdf

1、基于FFT算法的電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)裝置，大多采用DSP設(shè)計(jì)。DSP是采用哈佛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種CPU，運(yùn)算能力很強(qiáng)，速度很快；但是其順序執(zhí)行的模式限制了其進(jìn)行FFT運(yùn)算的速度?，F(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列(Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)在近年來(lái)獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，目前已成為實(shí)現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)的主流平臺(tái)之一。與DSP相比，F(xiàn)PGA最大的優(yōu)勢(shì)就是可以進(jìn)行并行計(jì)算。在進(jìn)行FFT這類(lèi)并行運(yùn)算為主的算法時(shí)，采用FPGA的優(yōu)勢(shì)

2、不言而喻。
　　 本文介紹了FFT算法在諧波檢測(cè)中的應(yīng)用，以Xilinx公司生產(chǎn)的Spartan-3A DSP FPGA的開(kāi)發(fā)板為平臺(tái)，在System Generator環(huán)境下利用Xilinx模塊搭建了基于FFT的電壓、電流諧波分析模型。通過(guò)輸入已知數(shù)學(xué)表達(dá)式的信號(hào)進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證了該方法的可行性。
　　 然后，對(duì)應(yīng)開(kāi)發(fā)板上的接口設(shè)計(jì)了前端采樣電路。包括CT/PT傳感器單元、鑒相倍頻同步單元、A/D轉(zhuǎn)換單元。為保證信號(hào)

3、的同步采樣，三相電壓、電流信號(hào)經(jīng)CT/PT傳感器單元后分別進(jìn)入兩片Max125進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。利用鑒相倍頻同步單元產(chǎn)生的倍頻信號(hào)控制A/D轉(zhuǎn)換。
　　 在ISE軟件環(huán)境下，用VHDL語(yǔ)言完成了控制單元的設(shè)計(jì)，包括對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的各信號(hào)時(shí)序控制、數(shù)據(jù)的輸入輸出(緩存單元FIFO)的控制、FFT計(jì)算單元的各控制信號(hào)的控制等。然后將VHDL文件導(dǎo)入到System Generator中的Black Box模塊，在單相電壓、電流諧波分析模