相关xilinx fpga的电力谐波检测的设计

《相关xilinx fpga的电力谐波检测的设计 》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、总第47卷第536期电测与仪表VoI．47No．5362010年第o8期ElectricalMeasurement&InstrumentationAug．2010基于XilinxFPGA的电力谐波检测的设计刘维亮，江修’(1．嘉兴电力局，浙江嘉兴314033；2．三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌443002)摘要：凭借FPGA可并行计算的优势，FPGA已成为实现DSP的主流平台之一。Xilinx公司推出了专门针对实现DSP的设计软件——SystemGenerator。本文采用该软件，提出了一种针对

2、XilinxFPGA实现谐波检测的模块化的设计方法，并在Spartan3ADSP开发平台上进行了硬件联合仿真验证。关键词：DSP；XilinxFPGA；FFT；谐波中图分类号：TM933文献标识码：B文章编号：1001—1390(2010)08—0065—04ADesignofHarmonicDetectioninPowerSystemBasedonXilinxFPGALIUWei-liang，JIANGXiu(1．JiaxingElectricPowerBureau，Jiaxing314033，Z

3、hejiang，China．．2．ElectricalEngineering&RenewableEnergySchool，ChinaThreeGorgesUniv．，Yichang443002，Hubei，China．)Abstract：Withitsadvantageofparallelcomputing，FPGAhasbecomeamainplatformofDSPimplementation．Xilinxhasintroducedaspecialdesignfortherealizationo

4、fDSP—SystemGenerator．Inthispaper,amodulardesignofharmonicdetectionforXilinxFPGAisintroduced，andthehardwareeo—simulationbasedonSpa~an3ADSPplatformhasbeenexecuted．Keywords：DSP，XilinxFPGA，FFT，harmonic0引言少用FPGA设计DSP的工作量，缩短开发周期【】21。基于FFvr算法的电力系统谐波检测装置，大多采1基

5、于FPGA的谐波检测模型的设计[3-6"1用DSP芯片设计。DSP芯片是采用哈佛结构设计的一系统总体结构如图1所示。种CPU，运算能力很强，速度很快；但是其顺序执行的(1)采样电路部分：包括互感器及滤波电路、锁相模式限制了其进行FFT运算的速度。而现场可编程逻倍频电路和A／D转换电路。辑门阵列(FieldProgrammableGateArray，FPGA)在待测电压、电流信号经互感器调理电路转化成便近年来获得了突飞猛进的发展，目前已成为实现数字于采样的低压信号，经滤波器滤除检测范围外的高次系统的主

6、流平台之一。与DSP相比，FPGA最大的优势谐波、高频干扰信号和噪声；然后进入MD转换电路，就是可以进行并行计算。在进行FFT这类并行运算为电压、电流的模拟信号转换成可以用于计算的数字信主的算法时，采用FPGA的优势不言而喻。用FPGA实号。锁相倍频电路用于跟踪待测信号的频率变化，以现FfTI算法进行谐波检测成为了一大热点。实现对信号的整周期采样。以往FPGA的设计主要依靠硬件描述语言来完(2)如图1所示，虚线框内部分由FPGA实现。最主成。Xilinx公司推出了专门针对实现DSP的设计软要部分就是

7、控制单元和FfTr模块。控制单元主要由状件一svstemGenerator。在使用FPGA为原型平台运行态机的形式实现，当接收到锁相倍频电路送来的倍频算法时，它不仅能够对硬件的真实情况进行仿真，还信号时，驱动A／D转换器进行采样。A／D转换器完成一能够自动生成硬件实现所需要的硬件描述语言代码。次采样，先将数据送入到FIFO模块暂存，当数据达到与语言设计相比，使用SystemGenerator有三大优势：进行Fn1计算所需点数后，状态机控制FIFO模块将数第一，图形化操作，简单易用；第二，实现的算法能

8、确据送人FFTr模块进行计算。为保证数据由A／D转换电保与仿真结果相符；第三，无需为仿真和实现建立不路进入FPGA时的同步，A／D转换电路中的时钟由同的模型。因此，利用SystemGenerator可以大幅度减FPGA对开发板上的时钟分频后提供。一65—总第47卷第536期电测与仪表Vo1．47No．5362010年第O8期ElectricalMcasurement&InstrumentationAug．2010图1谐波检测系统结构框图Fig．1Harmonicdet