基于SOPC的電力系統(tǒng)諧波與間諧波檢測系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著非線性、沖擊性負(fù)荷在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致了大量的諧波與間諧波電流涌入電網(wǎng)，嚴(yán)重影響了電能質(zhì)量和電網(wǎng)的安全運(yùn)行。因此，對諧波和間諧波進(jìn)行分析和檢測具有十分重要的工程實(shí)際意義，而準(zhǔn)確有效的諧波和間諧波參數(shù)估計(jì)是諧波和間諧波治理的前提和重要保證。故而，本文對諧波與間諧波參數(shù)估計(jì)的方法進(jìn)行了研究與改進(jìn)，并結(jié)合FPGA的SOPC技術(shù)通過嵌入NIOS軟核的方式對諧波與間諧波的檢測系統(tǒng)進(jìn)行了合理設(shè)計(jì)。
　　在諧波與間諧波參數(shù)估計(jì)方面，

2、文章根據(jù)傅里葉變換及小波多分辨率分析算法在諧波與間諧波參數(shù)估計(jì)上存在的問題，采用了現(xiàn)代空間譜估計(jì)結(jié)合線性群智能算法從頻率以及幅值與相角兩個(gè)方面進(jìn)行參數(shù)估計(jì)。針對頻率估計(jì)問題，論文比較與分析了MUSIC及TLS-ESPRIT兩種現(xiàn)代空間譜估計(jì)方法，并根據(jù)各自優(yōu)缺點(diǎn)，對兩算法進(jìn)行了相應(yīng)改進(jìn)，如在MUSIC算法的改進(jìn)上，利用加權(quán)信號(hào)子空間投影算法對MUSIC算法的譜函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，改進(jìn)后的MUSIC算法提高了MUSIC算法對待估值的整體搜索能力

3、，在TLS-ESPRIT算法的改進(jìn)上，利用多維納濾波器的降維技術(shù)對TLS-ESPRIT算法進(jìn)行優(yōu)化，通過改進(jìn)使得TLS-ESPRIT算法的運(yùn)算步驟得以簡化;在諧波與間諧波的幅值及相角估計(jì)上，本文首先分析了線性的Adaline神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在幅值與相角參數(shù)估計(jì)上的應(yīng)用，繼而提出了蜜蜂算法結(jié)合收斂速度較快的自適應(yīng)最小均方算法以兩種群協(xié)同進(jìn)化的方式對間諧波的幅值與相角進(jìn)行估計(jì)的思路。最后通過實(shí)驗(yàn)仿真，證明了本文所提算法在諧波與間諧波參數(shù)估計(jì)上的可行

4、性與實(shí)用性。
　　為實(shí)現(xiàn)諧波與間諧波檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，論文分兩章對檢測系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)行介紹，在第四章中主要介紹系統(tǒng)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及FPGA簡介，第五章主要介紹基于SOPC技術(shù)構(gòu)造的軟核及其他軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)包括互感器后端調(diào)理電路、A/D前端信號(hào)調(diào)理電路及液晶顯示電路等。軟件系統(tǒng)包括由Verilog HDL語言設(shè)計(jì)的A/D控制模塊與自定義的IP核及由C語言設(shè)計(jì)的液晶顯示等。通過硬軟設(shè)計(jì)，該檢測系統(tǒng)通過SOPC技術(shù)在FPGA芯片內(nèi)嵌