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随着国民经济的迅速发展,用电负荷快速增加,其中非线性负荷更是增加迅猛。这些负荷在提高生产力的同时,也恶化了电力系统的电能质量,而用电设备对供电电网的可靠性和安全性要求越来越高,因此需要对电网的各种运行参数进行实时监测,并根据检测的数据分析电网的运行质量,来预防因供电质量引起的用电设备故障和生产事故。
本文综述了电能质量相关的概念及标准,根据我国制定的电能质量标准的主要几个方面内容,分析了产生电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动和闪变、三相电压不平衡等影响电能质量的原因,及其可能对用电设备造成的危害,详细说明了各电能指标的测量方法,并在此基础上完成了对各电能质量指标参数测量的软件编写。
本系统使用ALTERA公司的FPGA作为电能质量监测系统的数据处理器件,FPGA内部模块电路全部使用Verilog-HDL语言编写,同时引入了NiosⅡ软核处理器,使得电能质量分析算法可以完全用C语言实现,简化了应用系统软件的设计,具有较高的灵活性,同时提高了软件的可重用性,减少软件的重复开发,提高了应用算法的研发效率。本文对FPGA相关的软硬件设计作了详细的介绍。
通过试验证明了软件设计的正确性,同时验证了在电能质量分析装置中完全采用FPGA作数据处理的可行性。