FPGA电网谐波检测及分析系统设计+电路图(2)
1. 电网谐波检测及分析的研究意义与现状
电能是一种清洁、经济而且易于传输和控制的特点，和其他能量转换比较方便，所以，电能是目前社会应用场合较多的一种能源。本身就具有一定非线性特征的电网污染由于近年来大量非线性负载的接入而日益严重[2]。这个危害已经快要成为以中社会的毒瘤，因此，电网系统中谐波的检测和分析已经成为了用电领域内必须解决的问题。
为了提供给每个用户一个安全的电能，提高对电网谐波检测和分析的水平是解决这个日益恶化问题的第一步。对谐波的相关指标进行实时和有效的检测与分析，测量了电网的谐波水平，从而进行电网的调整，以便找出引起谐波问题的根源，为改善电能质量以及进一步完善电力市场制度提供了可能，提出有效的解决方案，大大提高了电力部门对电能质量的有效管理[3]。
目前，测量电网系统中的谐波以及各次谐波含量电力系统主要是使用专用的分析仪器，经历了三个阶段：传统功能单一的检测装置到使用方便的数字型检测装置, 再到功能强大的综合型三个发展过程。传统监测装置结构复杂，功能不全, 不具备存储功能，一般只有一两项电能谐波指标能被检测到，且检测精度不高，主要包括万用表、示波器、谐波分析仪和频谱分析仪等装置。处理能力很大程度上限制了数字型监测装置，使得仅某几项电能谐波指标能够被监测。采用单片机、DSP和计算机为核心，构建硬件平台, 组成数据处理能力较强的 PC机和 DSP处理器组合的结构，是早期的综合型检测装置的主要特点。该类装置虽然在一定程度上能够检测全部电网谐波指标, 而且可以很好的检测单个站点，充分体现了实时处理能力高、测量精度高的优点，但是较高的成本和安装使用的不便, 大大影响了大范围推广应用[4]。
传统的电网谐波检测系统的理论不是很成熟，电力电力器件发展的还不是很快，再加上现在电力的发展和用电设备要求的较高, 使仅靠测量有效值精确地描述实际电能质量问题成为难题, 因此发展的监测技术又有新要求：
(1) 许多瞬间干扰由个别参数来表达是不确定的，所以最好能显示具体波形。
(2) 为获得潮流信息，需要对电压、电流能进行同时测。
(3) 需测量各次谐波的波峰或波谷与相位的大小。
(4)为使各种谐波的特征及变化规律得到实时反映，需要建立分析系统[5]