《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > EDA與制造 > 設計應用 > 無功功率計量中移相法的FPGA實現
無功功率計量中移相法的FPGA實現
來源:微型機與應用2010年第19期
陳宗英,袁慧梅,陳衛華
(首都師范大學 信息工程學院,北京 100089)
摘要: 無功功率計量方法中的移相法有兩種實現方法,一種是基于采樣點平移,另一種是利用希爾伯特濾波器。在Matlab上對這兩種方法進行了設計、仿真,并采用EP2C50型號的FPGA實現了希爾伯特濾波器。數據表明基于采樣點平移的方法有局限性,而希爾伯特移相無功算法具有移相準確的特點,保證了無功功率的精確計量。
Abstract:
Key words :

摘  要: 無功功率計量方法中的移相法有兩種實現方法,一種是基于采樣點平移,另一種是利用希爾伯特濾波器。在Matlab上對這兩種方法進行了設計、仿真,并采用EP2C50型號的FPGA實現了希爾伯特濾波器。數據表明基于采樣點平移的方法有局限性,而希爾伯特移相無功算法具有移相準確的特點,保證了無功功率的精確計量。
關鍵詞: 無功功率;FPGA;移相法;Hilbert

    在電力系統運行時,電網提供的能量有兩部分:一部分是有功功率,用于能量單向轉換;一部分是無功功率,用于電路內電場和磁場的能量交換。無功功率對外不做功,但是對供電系統和負荷的正常運行十分重要,在電網中流動會引起電壓和功率損耗。因此,必須計量電力用戶從電網吸收以及電網傳送的無功功率的大小。
    移相法是無功功率計量算法中的一種,它是利用無功功率和有功功率之間的相位角相差π/2關系,用計算有功功率的乘法器來計算無功功率。
    本文采用了兩種方法來實現移相法,在Matlab上對這兩種方法進行了設計、仿真,并采用EP2C50型號的FPGA實現了希爾伯特濾波器。
1 無功功率與有功功率的關系
    假設電壓、電流如式(1)、式(2)所示:
       
 
差值,這是利用移相法計算無功功率的理論依據,即用計算有功功率的乘法器來計算無功功率,這在數字信號處理中十分有用。在實際應用中,乘法器的兩個輸入序列變成移相后的電壓序列與電流序列就可以實現無功功率計算。而在計算有功功率時已經獲得了電壓的采樣值、 電流的采樣值及電壓電流之間的相位角,當采樣點數滿足計算諧波無功電能的奈奎斯特采樣定理時,針對計算無功功率,有兩種方法可以實現對離散信號的π/2移相:一種是基于采樣點平移來實現;另一種則是通過 Hilbert變換來實現[2]。
2 基于采樣點平移的移相法
    基于采樣點平移的無功計量理論是將得到的離散的采樣點信號進行π/2移相(若N為信號一個周期內的采樣點數,則π/2移相就是移動N/4個點),然后采用式(3)計算無功功率。如圖1所示,曲線1是原正弦波信號;曲線2是基于采樣點平移π/2后的信號,從圖中可以看出,基于采樣點平移的移相法精確地實現了π/2移相。

    但是這種方法是針對基波頻率的采樣點移相,實際應用時有其局限性。
    (1)基于采樣點平移方法要求被采樣的信號只包含基波分量。假如對一個包含基波和3次諧波的信號(基波的每個周期2π內)進行100次采樣,那么基波的π/2移相就是移動25個采樣點,但是,由于3次諧波的周期縮為基波的1/3,25個采樣點對于3次諧波而言,已經是移相3π/2了。如圖2所示,曲線1是原正弦波信號;曲線2是理論上平移π/2后的信號,曲線3是基于采樣點平移后的信號, 實際已經平移了3π/2。

    (2)基于采樣點平移還要求每個周期的采樣點數是4的整數倍,否則將不能被4整除而得不到π/2的移相。如圖3所示,曲線1為原正弦波信號,一個周期內采樣點為75,不是4的整數倍;曲線2為理論移相π/2的信號,曲線3為基于采樣點平移的信號,與曲線2信號對比已有一定的偏移。

    基于采樣點平移的無功計量方法雖然存在其局限性,但仍被一些要求不高的場合采用,主要是其實現相對簡單,對硬件的性能要求也不是很高,但是當電網中的諧波成分提高時,基于采樣點平移計量無功電能的精度就很難保證[3]。
3 Hilbert變換計算無功功率
3.1 Hilbert數字濾波器基本原理

    理想的Hilbert變換的定義為:

3.2 FIR型Hilbert數字濾波器的Matlab設計
    線性相位FIR數字濾波器的設計方法主要有窗函數法、頻率抽樣法和等波紋切比雪夫法(即最優法),本文采用等波紋切比雪夫法進行數字濾波器的設計。對于50 Hz的工頻基波信號,若考慮最高諧波次數為19,則可以將該數字濾波器所關心的頻率范圍設計為40 Hz~960 Hz。根據奈奎斯特采樣定理,采樣頻率Fs應不小于2倍的最高次諧波頻率,所以至少取2 kHz。


    圖4所示為等波紋切比雪夫法設計的Hilbert數字濾波器的幅頻特性和相頻特性。從圖中可以看出該數字濾波器具有良好的幅頻特性和相頻特性,能獲得嚴格線性相位及很好的衰減特性。

    圖5為頻率為150 Hz的正弦波信號經過Hilbert濾波器以后的信號。

   由仿真結果可知所設計的Hilbert數字濾波器能精確地將所輸入的電壓諧波信號的基波及每次諧波都移相,并在此基礎上計算獲得精確的無功功率值。
3.3 FIR型Hilbert數字濾波器的FPGA實現
3.3.1 FIR IP核的生成

    Altera公司提供的FIR IP核是一個高性能、參數化的IP核,可以用來實現FIR濾波器。該IP核支持全并行結構、全串行結構、多位串行結構、可變的多時鐘結構等多種結構,濾波器的參數可以通過該IP 核的參數化界面進行設計,也可以將在第三方軟件中設計好的濾波器系數導入該IP核中從而完成濾波器設計,它的所有輸入輸出信號格式都與Avalon總線的Streaming結構的接口相符,可以方便地加入到應用工程中。
    本文中FIR濾波器的實現方法是將Matlab產生的濾波器系數導入Quartus ii中的FIR IP CORE中。圖6是Quartus生成的FIR IP核。

3.3.2 FIR IP核的的驗證
    由于所設計的Hilbert濾波器的頻率范圍為40 Hz~960 Hz,所以驗證時將用頻率為150 Hz正弦波信號通過所設計的濾波器,觀察結果來驗證該濾波器是否實現了π/2移相。
    本文討論了無功功率與有功功率之間的關系,以及計算無功功率方法中移相法的兩種方法,根據在Matlab中對基于采樣點平移的移相法和Hilbert濾波器法的仿真可以看出,基于采樣點平移的移相法在實際應用中有局限性,只能在一些要求不高的場合采用。而Hilbert濾波器法可以做到移相準確、計量精度高,因此,基于 Hilbert變換的移相算法是無功計量中較好的方法。
參考文獻
[1] 王薇,王曉茹,黃曉青.無功功率測量的Hilbert數字濾波器研究[J].電測與儀表,2007,44(3):9-12.
[2] 吳思聰,趙威威,陳燕紅.Hilbert變換在無功電能計量中的應用研究[J].電測與儀表,2009,46(6):35-38.
[3] 陳國通.無功功率和電能的移相算法[J].電力學報, 2007,22(4):228-231.
[4] 陳嘯晴,粟梅.幾種無功功率測量算法的仿真比較[J].廣東技術師范學院學報,2008(12):25-28.
[5] 楊曉潔.基于SOPC技術的三相電能計量算法研究[D].北京:首都師范大學,2008.

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
热re99久久精品国产66热_欧美小视频在线观看_日韩成人激情影院_庆余年2免费日韩剧观看大牛_91久久久久久国产精品_国产原创欧美精品_美女999久久久精品视频_欧美大成色www永久网站婷_国产色婷婷国产综合在线理论片a_国产精品电影在线观看_日韩精品视频在线观看网址_97在线观看免费_性欧美亚洲xxxx乳在线观看_久久精品美女视频网站_777国产偷窥盗摄精品视频_在线日韩第一页
  • <strike id="ygamy"></strike>
  • 
    
      • <del id="ygamy"></del>
        <tfoot id="ygamy"></tfoot>
          <strike id="ygamy"></strike>
          亚洲国产精品成人一区二区| 国产精品av免费在线观看| 国产精品普通话对白| 亚洲毛片av在线| 欧美视频成人| 国产日本欧洲亚洲| 国产精品家庭影院| 一区二区三区视频免费在线观看| 亚洲国产清纯| 亚洲电影专区| 狠狠网亚洲精品| 小黄鸭精品aⅴ导航网站入口| 亚洲一本大道在线| 最新国产拍偷乱拍精品| 国内成人在线| 国产精品美女主播| 久久国产精品亚洲va麻豆| 亚洲人永久免费| 国产亚洲激情| 国产精品日日做人人爱| 亚洲最新视频在线播放| 久久综合狠狠综合久久综青草| 欧美成人激情视频| 午夜欧美大尺度福利影院在线看| 老色鬼精品视频在线观看播放| 在线视频亚洲欧美| 午夜精品久久久久久久99黑人| 亚洲免费一在线| 一区二区三区精品国产| 亚洲第一免费播放区| 国产一区导航| 亚洲欧美国产高清va在线播| 欧美视频在线一区二区三区| 欧美精品一区二区在线观看| 久久精品视频免费观看| 国产精品美女久久久久aⅴ国产馆| 欧美www视频在线观看| 麻豆freexxxx性91精品| 欧美亚洲成人精品| 免费精品视频| 欧美日韩在线免费视频| 欧美色图天堂网| 亚洲伊人色欲综合网| 欧美三级免费| 美女精品国产| 国产精品国产三级国产aⅴ9色| 韩国三级电影一区二区| 国产精品手机在线| 国产精品久久97| 亚洲香蕉伊综合在人在线视看| 欧美精品久久99| 国产精品腿扒开做爽爽爽挤奶网站| 免费亚洲婷婷| 欧美一区91| 香蕉av777xxx色综合一区| 国产一区在线播放| 国内精品久久久久久久影视麻豆| 国产午夜一区二区三区| 国产自产高清不卡| 国产精品尤物福利片在线观看| 亚洲女ⅴideoshd黑人| 在线观看日韩| 亚洲人成在线观看| 国产精品福利在线观看网址| 欧美日韩一区三区四区| 亚洲国产成人porn| 国产嫩草一区二区三区在线观看| 亚洲美女中文字幕| 极品中文字幕一区| 欧美日韩国产综合视频在线观看| 一区二区三区在线观看视频| 亚洲国产精彩中文乱码av在线播放| 在线日韩av片| 久久精品成人一区二区三区| 99re亚洲国产精品| 欧美无乱码久久久免费午夜一区| 久久精品视频99| 久久国产免费| 亚洲乱码国产乱码精品精| 国产日韩欧美精品在线| 国产日韩在线看| 亚洲毛片在线| 精品福利免费观看| 亚洲欧美日韩综合国产aⅴ| 欧美日韩三级| 久久夜色撩人精品| 噜噜噜躁狠狠躁狠狠精品视频| 免费成人你懂的| 亚洲精品久久久蜜桃| 欧美激情va永久在线播放| 一区二区视频免费完整版观看| 亚洲免费精品| 欧美精品二区三区四区免费看视频| 亚洲人成在线播放网站岛国| 亚洲国产欧美一区二区三区久久| 欧美午夜精品理论片a级大开眼界| 欧美日韩国产999| 久久综合伊人77777尤物| 午夜日韩视频| 国产精品一区二区你懂的| 亚洲国产精品久久久| 欧美日韩亚洲国产一区| 午夜精品影院| 欧美激情影院| 黄色成人在线网站| 正在播放亚洲一区| 国产精品久久久久天堂| 一本高清dvd不卡在线观看| 国产伦精品一区| 性久久久久久久久久久久| 国产精品毛片高清在线完整版| 欧美人与禽猛交乱配视频| 国产精品扒开腿做爽爽爽视频| 国产精品久久久久久久免费软件| 亚洲精品少妇30p| 欧美日韩成人一区二区三区| 欧美在线一二三区| 国产精品国产三级国产专区53| 久久精品二区| 亚洲视频欧洲视频| 欧美小视频在线观看| 国产一区二区黄| 欧美性事免费在线观看| 欧美日韩视频在线观看一区二区三区| 欧美日韩在线看| 性欧美暴力猛交另类hd| 欧美精品 日韩| 国产精品日韩欧美一区二区| 国产日韩欧美成人| 久久国产精品久久久久久久久久| 国产精品成人播放| 国产精品久久久久久久久搜平片| 欧美午夜三级| 亚洲国产毛片完整版| 99精品热视频只有精品10| 国产日韩欧美一区| 国产精品av久久久久久麻豆网| 国产日韩精品入口| 国产有码一区二区| 亚洲自拍电影| 国内外成人免费视频| 蜜桃久久av| 日韩亚洲欧美中文三级| 久久人91精品久久久久久不卡| 午夜精品久久久久久久蜜桃app| 亚洲美女91| 欧美特黄一区| 亚洲免费影视第一页| 在线午夜精品自拍| 久久激情视频| 亚洲国产日韩欧美在线图片| 理论片一区二区在线| 亚洲精品美女在线观看| 你懂的亚洲视频| 欧美黄污视频| 国产麻豆精品theporn| 亚洲一区二区三区在线播放| 狠狠色综合一区二区| 国产乱码精品一区二区三区五月婷| 美日韩精品视频免费看| 欧美激情综合色| 一区二区免费在线视频| 亚洲色图自拍| 亚洲小说欧美另类婷婷| 伊人色综合久久天天五月婷| 欧美精品一区二区高清在线观看| 狠狠狠色丁香婷婷综合激情| 国产日产精品一区二区三区四区的观看方式| 欧美jizzhd精品欧美喷水| 亚洲欧洲日本一区二区三区| 国产精品青草久久久久福利99| 欧美精品一区在线发布| 亚洲自拍偷拍色片视频| 欧美日韩网站| 欧美专区第一页| 一区二区不卡在线视频 午夜欧美不卡'| 欧美国产日本在线| 精品二区久久| 国产揄拍国内精品对白| 亚洲一区二区三区四区五区黄| 欧美精品免费在线| 中文亚洲视频在线| 欧美交受高潮1| 亚洲视频999| 影音先锋亚洲电影| 羞羞答答国产精品www一本| 在线观看国产欧美| 亚洲欧美日韩中文视频| 欧美另类在线观看| 国语自产偷拍精品视频偷| 欧美在线视频在线播放完整版免费观看| 一区二区三区四区在线| 伊人精品久久久久7777| 国产一区二区精品丝袜| 欧美精品一线| 亚洲免费在线播放| 亚洲国产精品高清久久久| 国产精品久久久久三级| 欧美国产日韩精品免费观看| 亚洲美女黄网| 国产视频一区欧美| 亚洲欧美精品一区| 亚洲精品视频在线看| 亚洲宅男天堂在线观看无病毒| 亚洲国产网站| 国产精品高潮呻吟久久av无限| 欧美—级a级欧美特级ar全黄| 在线观看亚洲精品视频| 亚洲欧美福利一区二区| 伊人久久亚洲热| 极品尤物av久久免费看| 激情成人av| 在线成人黄色| 一本久久青青| 国产精品盗摄久久久| 欧美va亚洲va国产综合| 亚洲视频二区| 国产欧美精品久久| 亚洲国产美国国产综合一区二区| 男女精品网站| 国产欧美日韩一级| 久久精品国产综合精品| 久久久一本精品99久久精品66| 亚洲激情婷婷| 欧美h视频在线| 亚洲午夜视频在线观看| 欧美日韩视频在线一区二区| 欧美调教视频| 久久中文字幕一区二区三区| 夜夜爽av福利精品导航| 亚洲激情成人| 亚洲精品一区二区三区福利| 亚洲男人的天堂在线| 亚洲砖区区免费| 亚洲欧美日韩视频一区| 欧美一区1区三区3区公司| 国产精品久久久久久久久久久久| 亚洲欧洲一级| 一区二区三区 在线观看视| 亚洲人成免费| 欧美黄色一区| 亚洲国产精品久久久久| 亚洲第一在线视频| 欧美日本乱大交xxxxx| 在线精品视频一区二区三四| 久久欧美中文字幕| 一本大道久久a久久精品综合| 欧美视频一区二区在线观看| 亚洲精品一区二区三| 这里只有精品丝袜| 香蕉精品999视频一区二区| 亚洲电影观看| 在线国产亚洲欧美| 国产欧美日韩另类视频免费观看| 老司机免费视频一区二区| 欧美乱在线观看| 欧美一区在线看| 久久亚洲综合色| 免费日本视频一区| 老司机免费视频一区二区| 国产精品美女www爽爽爽视频| 欧美一区二视频在线免费观看| 亚洲一区二区三区在线观看视频| 亚洲午夜在线| 欧美日韩一区免费| 欧美中文字幕在线| 亚洲欧洲日本在线| 欧美激情欧美狂野欧美精品| 国产精品你懂的在线欣赏| 欧美成人精精品一区二区频| 亚洲欧美日韩国产另类专区| 亚洲精品一区二区网址| 久久综合成人精品亚洲另类欧美| 亚洲一区二区少妇| 亚洲一区影院| 一本色道久久综合| 久久综合色婷婷| 国产精品手机视频| 国产精品三级久久久久久电影| 欧美啪啪成人vr| 伊人久久大香线蕉综合热线| 欧美日韩不卡一区| 亚洲精品自在久久| 欧美一区二区私人影院日本| 国产精品一二三视频| 欧美视频在线观看免费| 久久精品官网| 午夜视频在线观看一区二区三区| 欧美日韩免费观看中文| 欧美日韩一区自拍| 久久久久久久一区二区| 久久精品青青大伊人av| 亚洲电影视频在线| 亚洲国产精选| 亚洲一区二区三区中文字幕在线| 欧美午夜激情在线| 欧美精品午夜视频| 亚洲国产精品久久久久秋霞影院| 久久久久久九九九九| 国产欧美1区2区3区| 欧美精品午夜| 欧美成人免费va影院高清| 欧美在线视频一区二区三区| 国产精品成人在线| 一色屋精品视频在线观看网站| 欧美日韩一区二区三区在线| 欧美日韩高清在线一区| 欧美伊人久久久久久午夜久久久久| 免费人成网站在线观看欧美高清| 国产日韩欧美视频| 卡一卡二国产精品| 久久久999精品视频| 亚洲精品免费在线| 在线亚洲+欧美+日本专区| 欧美精选在线| 国产欧美日本在线| 一区二区三区欧美激情| 午夜在线视频观看日韩17c| 午夜日韩av| 久久久久久久欧美精品| 欧美亚洲不卡| 欧美日韩国产另类不卡| 中文日韩电影网站| 国产尤物精品| 99精品国产99久久久久久福利| 国产精品一区免费视频| 欧美黑人一区二区三区| 国产日韩欧美一区二区三区四区|