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1、科技查新報告完成日期：2014年11月30日班號：05111332學(xué)號姓名：1120131384陳彥錫E-mail1120131384@bit.edu.cn查新項目名稱中文：基于FPGA的快速傅立葉算法電力諧波分析系統(tǒng)設(shè)計英文：SystemdesignoffastFouriertransformsalgorithmforpowerharmonicwaveanalysisbasedonFPGA一、查新目的及查新范圍√立項查新（申報計劃、開題）：范圍：o國內(nèi)o國外√國內(nèi)外o成果查新（成果鑒定、申報獎勵）：范圍：o國內(nèi)o國
2、外o國內(nèi)外o其它（請注明）：范圍：o國內(nèi)o國外o國內(nèi)外二、查新項目的科學(xué)技術(shù)要點查新項目概貌：本項目是對于一個基于FPGA為主控制器的利用快速傅立葉算法的電力諧波分析系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)，能夠在380V電力網(wǎng)中實現(xiàn)對電路的檢測，并輸出諧波的頻數(shù)來檢測電網(wǎng)輸電的質(zhì)量。項目背景：本項目的實際背景是，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，電力系統(tǒng)中的諧波嚴(yán)重地污染了電網(wǎng)環(huán)境，威脅著電網(wǎng)中的各種電氣設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運行。不論從保證電力系統(tǒng)和供電系統(tǒng)的運行或是從保證設(shè)備和人身的安全來看，對諧波污染造成的危害影響加以經(jīng)常監(jiān)測和限制都是極為迫切的。諧波分
3、析已成為電力系統(tǒng)分析和控制中的一項重要的工作，準(zhǔn)確、實時地測量出電網(wǎng)中的畸變電流、電壓，對于電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運行具有重要的意義。提出了基于FPGA實現(xiàn)電網(wǎng)諧波分析的方法。該方法是基于快速傅立葉變化的應(yīng)用最為廣泛的一種諧波檢測方法。雖然FFT也有它的局限性，但這個技術(shù)已相當(dāng)成熟，特別是經(jīng)過技術(shù)補償后的FFT算法應(yīng)用在諧波檢測中的方法。技術(shù)問題：本項目涉及到的技術(shù)問題有對電力諧波樣本采取何種方法分析，來解決擴(kuò)展輸入通道數(shù)、降低運算時消耗系統(tǒng)資源大的問題，是否高效低功耗。另外要實現(xiàn)成品的降低成本，減小體積，增強實用性，
4、來代替現(xiàn)有產(chǎn)品的目的。設(shè)計方案：本項目設(shè)計的電力諧波分析系統(tǒng)首先將電網(wǎng)中的電流通過電壓互感器和電流互感器，將采集到的波形經(jīng)由芯片AD7606進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)傳入FPGA的IP內(nèi)核處理器，采用處理器自帶的修正快速傅立葉算法，處理得到諧波的存在和頻數(shù)信息，可以達(dá)到與其要求，之后將信息傳入ARM芯片，用ARM自帶顯示屏顯示給用戶，并可以進(jìn)一步開發(fā)GPRS，具備網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳遞數(shù)據(jù)功能。10技術(shù)參數(shù)：AD7606是16位、8通道同步采樣模數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)，內(nèi)置模擬輸入箝位保護(hù)、二階抗混疊濾波器、跟蹤保持放大器、16位
5、電荷再分配逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、靈活的數(shù)字濾波器、2．5V基準(zhǔn)電壓源、高速串行和并行接口。AD7606支持模擬輸入電壓范圍為+5V。選用PLX公司的PCI9054作為總線接口控制器。選用FPGA芯片為Altera公司的EP2C20F484C8芯片。本設(shè)計完成了基28點、l6點、32的FFT模塊、完成了求模運算模塊以及輸出顯示模塊。應(yīng)用范圍：可應(yīng)用于電力網(wǎng)絡(luò)和工廠生產(chǎn)中對供電質(zhì)量的檢測，便于減少諧波帶來的危害，但對于復(fù)制工程環(huán)境中的諧波分析還有待研究。三、查新點與查新要求（要求查證該課題的新穎性或技術(shù)創(chuàng)新點）
6、查新點：1、使用IP內(nèi)核中的修正的快速傅立葉算法來處理信號，得到諧波的頻率。2、硬件系統(tǒng)使用FPGA開發(fā)，AD7606作為模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，采用ARM來進(jìn)行用戶交互。3、提出完整的分析器設(shè)計，并具有網(wǎng)絡(luò)傳輸功能。查新要求：通過查新，證明上述新穎點國內(nèi)外有無相同或類似的文獻(xiàn)報道。四、中英文檢索詞（主題詞、關(guān)鍵詞、同義詞、縮寫、全稱、化學(xué)名稱、分子式、專利號等）1、中文電力諧波分析系統(tǒng)、快速傅立葉算法（FFT）、FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）2、EnglishfastFouriertransformsalgorithmharm
7、onicwaveFPGA10五、檢索式或檢索策略檢索式1：中文檢索式電力諧波分析*快速傅立葉算法+FPGA^圖像*Date:2009-2014檢索式2：外文檢索式fastFouriertransformsalgorithm*harmonicwave+FPGA*Date:2009-2014六、文獻(xiàn)檢索范圍（一）國內(nèi)數(shù)據(jù)庫檢索范圍中文科技期刊全文數(shù)據(jù)庫（維普）2010——2014/11中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫（知網(wǎng)）2010——2014/11數(shù)字化期刊全文數(shù)據(jù)庫（萬方）2010——2014/11中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)
8、據(jù)庫（知網(wǎng)）2010——2014/11中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫（知網(wǎng)）2010——2014/11中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫（萬方）2010——2014/11中國學(xué)位論文文摘數(shù)據(jù)庫（萬方）2010——2014/11中國學(xué)術(shù)會議論文全文數(shù)據(jù)庫（萬方）2010——2014/11中國學(xué)術(shù)會議論文文摘數(shù)據(jù)庫（萬方）2010——2014/11中國重要會議論文
