基于FPGA的电力系统谐波分析仪的设计与开发的中期报告.docx

基于FPGA的电力系统谐波分析仪的设计与开发的中期报告 一、设计背景与意义 电力质量问题是近年来电力系统变得越来越复杂和多样化的表现。电能质量的恶化最直接的表现是出现各种电力质量问题，如电压、电流谐波、间断、闪变、电压暂降和电压升高等。其中，谐波是其中一种比较常见的电力质量问题，蓝色屏幕等视觉问题，电光源闪烁等其他问题均与电力系统中的谐波问题有关。 基于上述问题，本文提出了一种基于FPGA的电力系统谐波分析仪设计方案。本方案能够基于FPGA芯片实现电力系统中谐波信号的采集、处理与分析，并在屏幕上输出处理结果，提高电力工程人员对电力系统谐波问题的识别和解决能力。 二、设计方案 本电力系统谐波分析仪采用FPGA与外围数字信号处理器（DSP）相结合的设计方案。FPGA负责对进行谐波信号的采样、放大和数字信号处理，DSP负责对处理后的数据进行高级信号处理、滤波和解析。 具体的设计方案包括以下部分： （1） 采样电路部分：采集谐波信号时需要设计一个高性能的模拟前端电路，包括零漂校正、失调校正和滤波等部分。 （2） FPGA芯片部分：参考采样电路中的设计，FPGA负责进行谐波信号的采样、放大和数字信号处理，处理后的数据通过FPGA芯片将结果发送到DSP进行解析。 （3） DSP芯片部分：对处理后的数据进行高级信号处理、滤波和解析，通过LCD屏幕输出结果。 三、中期进展 截至目前，我们已完成了以上设计方案的采样电路部分和FPGA芯片部分的硬件设计和电路板的制作。完成了FPGA的底层驱动程序设计，并实现了谐波信号采样、放大和数字信号处理的功能。接下来我们将开始着手设计和实现DSP芯片部分和LCD屏幕输出功能。 四、预期成果 我们将在本项目中实现完整的基于FPGA的电力系统谐波分析仪设计。该仪器能够基于FPGA芯片实现电力系统中谐波信号的采集、处理与分析，并在屏幕上输出处理结果。预期实现的具体功能包括：谐波信号的采集、放大、数字信号处理和DSP解析处理、实时的屏幕输出以及一定程度的手动控制和自动调节功能。 五、参考文献 [1] 黄文龙等. 电力系统电能质量电子测量技术研究[M]. 北京: 清华大学出版社, 2002. [2] 何涛等. 电力质量分析仪的设计与实现[J]. 南方电网, 2010(07): 20-25. [3] 孔祥启等. 基于FPGA的电力谐波分析仪设计与实现[J]. 电子测试, 2011(04): 23-26.