FPGA驱动的高效谐波电压源离散建模与仿真：突破DSP采样限制

"基于FPGA的谐波电压源离散域建模与仿真是一种新兴的电能计量技术，针对电力系统日益严重的谐波污染问题。传统的谐波电压源装置多依赖于DSP作为控制核心，尽管DSP在信号处理方面表现出色，但其采样率限制了其在高频谐波合成中的应用。电能计量对于谐波电压源的精度要求极高，特别是模拟21次及以上谐波的能力，这就需要极高的采样频率，而DSP难以满足这样的需求。 FPGA作为一种现场可编程门阵列，因其高采样率、并行运算能力和低成本的优势，成为解决这个问题的理想选择。FPGA的并行架构允许快速处理高速信号，且随着技术的发展，其性价比不断提高，甚至已经超过了一些高端DSP。使用FPGA进行设计，能够显著提升采样精度，同时减少硬件成本，具有很好的市场前景。 文章首先介绍了电能计量领域中谐波电压源的重要性，特别是在处理非线性负荷产生的谐波问题上。然后，作者着重阐述了FPGA在主电路结构和控制策略中的应用，例如采用3个独立的单相H桥，每个桥由IGBT开关管构成，可以实现灵活的频率、幅值和相位调整。通过Matlab和Simulink平台，论文构建了连续域模型，并进一步离散化，以便在VHS-ADC平台上进行高效的离散域仿真。 在主电路设计中，FPGA的开关器件能够实现几百kHz的高开关频率，远超DSP的限制，确保了系统的实时性和稳定性。这种基于FPGA的解决方案有望在未来替代传统DSP，推动电能计量技术的进步，提高电能计量的准确性，减少因谐波引起的纠纷，对电力行业的可持续发展具有重要意义。"