FFT算法在电网谐波检测中的应用

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1、第21卷第12期电子设计工程2013年6月Vo1．21No．12ElectronicDesignEngineeringJun．2013FFT算法在电网谐波检测中的应用王鑫．刘岩(1．佳木斯大学黑龙江哈尔滨150030；2．哈尔滨市卫生局黑龙江哈尔滨150000)摘要：影响数字信号处理发展的最主要因素之一就是处理速度。D兀!使计算机处理频域信号成为可能，但当N很大时，直接计算N点DFT的计算量非常大。FFT可使D17r的运算量下降几个数量级，从而使数字信号处理的速度大大提高。本文介绍了如何利用高性能数字信号处理器实现FF

2、r算法，给出了程序流程图及关键程序源码。该算法采用基2F兀’算法，参数计算主要采用查表法，计算量小，实时性高。在电网谐波检测应用中表明，该方法既能有效地检测出电网谐波．又能满足实时性要求。关键词：FFT；TM$320F2812；电网谐波；实时性中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：1674—6236(2013)12—0099—03TheFFTalgorithminaxiscurrentdetectionWANGXin。，LIUYan(1．JiamusiUh面e，Harbin150030，China；2．Harb

3、inHealthBureau，Harbin150000，China)Abstract：Oneofthemostimportantfactorsthatinfluencethedevelopmentofdigitalsignalprocessingistheprocessingspeed．DFTSOthatthecomputer-processedsignalsinthefrequencydomainbecomespossible，butwhenNislarge，verylargetodirectlycalculatet

4、heamountofcalculationoftheN-pointDFY．FFrallowstoachievetheDFrarithmeticquanti~decreasedbyseveralordersofmagnitude，SOthatthedigitalsignalprocessingspeedisgreatlyincreased．Thisarticledescribeshowtotakeadvantageofhigb—performancedigitalsignalprocessorFFI’algorithm，

5、processflowdiagramandthekeytotheprogramsourcecode．Thealgorithmusesalgorithmsbased2Fn’，parametercalculationusinglook-uptablemethod，thesmallamountofcalculation，real-timehigh．HarmonicDetectionindicatethatthemethodcanefectivelydetectharmonic，butalsotomeetthereal-tim

6、erequirements．Keywords：FFT；TM$320F2812；harmonic；rea1．timeFFTt】的全称是FastFourierTransform，就是不断将长序法，并且该方案已成功应用到电网谐波的检测中。列的DfTr分解为短序列的DFTI'，并利用的周期性和对称TMS320F2812是德州仪器出品的l6位高性能数字处理器．性及其一些特殊值来减少DFT运算量的快速算法。文中使用主频可达150MHz，单片集成了Flash、SRAM以及多种外设，的基2FFTr算法是最基本最常用的傅里叶快速算法。并

7、且成本低廉。广泛适用于各种工控应用。由于交流电网有效分量为工频单一频率．因此任何与工频频率[21不同的成分都可以称之为谐波。由于正弦电压加压1基2FFT算法于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波[31。谐波的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低。使电气长度为Ⅳ的序列x(n)的Ⅳ点DFTr为N-l设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，1X(k)=DFrI(n)】Ⅳ=2(n)，k=0，1，⋯，Ⅳ一1；甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或n=O串联谐振，使谐波含量放大，造成电容

8、器等设备烧毁。谐波还由上式可知，计算X(k)的每一个值需要计算Ⅳ次复数会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。乘法和Ⅳ一1次复数加法，所以计算X(k)的Ⅳ个值需要计算对于电力系统外部．谐波对通信设备和电子设备会产生严重次复数乘法和(Ⅳ_1)Ⅳ次复数加法。当Ⅳ增大时，运算量干扰。文中使用FFTr算法既能有效地检测出电网谐