[發明專利]一種用于風電系統的混沌實時檢測系統及其工作方法

無效

• 申請號: 201110265918.5
• 申請日: 2011-09-08
• 公開（公告）號: CN102435437A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 周雪松;劉馨芳;馬幼捷;劉進華;翟化欣
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00;G01R31/34;G06F19/00
• 代理公司: 天津天麓律師事務所 12212
• 代理人: 王里歌

(一)技術領域：

本發明屬于風電系統穩定性技術領域，特別是一種用于風電系統的混沌實時檢測系統及其工作方法。

(二)背景技術：

近年來，隨著風電系統規模逐漸擴大并趨于并網運行以及現代電力電子設備的介入，其動態特性變得越來越復雜，系統中經常出現一些非線性奇異現象，而混沌現象是非線性系統中各參數相互作用導致的一種非常復雜的現象，它的出現將伴隨系統非周期的、似乎是無規則的、突發性的或陣發性的機電振蕩，嚴重時會導致系統大面積的解體和大面積的停電，而由于風電系統是一個典型的大規模復雜非線性系統，在一定條件下也會發生混沌現象，混沌將影響風電系統的穩定運行，因此為了確保風電系統的安全性，必須尋找能夠檢測非線性問題的新方法以避免事故的發生。

對于實際運行的風電系統，我們往往很難得到系統的精確模型，再加上在運行過程中還會受到各種干擾的影響，模型中的參數也會發生變化，所以，基于連續系統模型的混沌判據在檢測和判別風電系統混沌現象時，就無法使用。因此，通過系統的時間序列來分析和判斷系統的混沌行為是有實際意義的。

(三)發明內容：

本發明的目的在于提供一種用于風電系統的混沌實時檢測系統及其工作方法，它采用高性能的信號處理器和有效的檢測技術以獲得高精度的檢測效果，大大的提高了風電系統混沌檢測的實時性和快速性，為進一步進行混沌的分析和控制打下了基礎。

本發明的技術方案：一種用于風電系統的混沌實時檢測系統，包括可測出風速、風輪轉速、電機轉速、輸出功率、功率因數、發電頻率信號的風電場，其特征在于它包括測試儀和裝有實現混沌檢測方法的程序的上位機；其中，所述測試儀由信號采集與調理電路、A/D轉換電路、單片機、數據存儲電路、定時電路以及USB接口電路構成；所述單片機與A/D轉換電路、數據存儲電路、定時電路以及USB接口電路呈雙向連接；所述A/D轉換電路的輸入端接收信號采集與調理電路的輸出信號；所述信號采集與調理電路的輸入端接收風電場的風速、風輪轉速、電機轉速、輸出功率、功率因數、發電頻率信號；所述USB接口電路與上位機呈雙向連接。

所述信號采集與調理電路由傳感器、電阻Rs、濾波電路、電壓跟隨器、調理電路、穩壓管構成；所述傳感器采用特制隔離模板。傳感器將輸入信號全部轉換為5V的標準電壓信號；所述數據采集卡為研華公司的PCI-171112位多功能數據采集卡，具有16路單端模擬量輸入，8個數據信號通道，帶有一個自動通道/增益掃描電路，采樣時自動控制多路選通開關，其連接為常規連接。

所述A/D轉換電路由轉換芯片和外圍電路構成；其中所述轉換芯片是采用CMOS工藝、是片內有三態數據輸出鎖存器，輸入方式為單通道，轉換時間為100μs，電源電壓為+5V的逐次逼近型8位轉換芯片ADC0804；所述ADC0804包含管腳DB0、管腳DB1、管腳DB2、管腳DB3、管腳DB4、管腳DB5、管腳DB6、管腳DB7、管腳/WR、管腳/RD、管腳/CS、管腳VIN(+)、管腳VIN(-)、管腳C?LK-IN、管腳CLK-R和管腳Vref/2，且依管腳DB0、管腳DB1、管腳DB2、管腳DB3、管腳DB4、管腳DB5、管腳DB6、管腳DB7、管腳/WR、管腳/RD、管腳/CS與單片機芯片呈等待延時方式連接；所述外圍電路是由電容C28、電阻R32、兩個電阻R33、電容C29、電源VCC組成；所述管腳VIN(+)經電容C28和一個電阻R33接收信號調理電路處理后的信號，電容C28和該電阻R33連接點與管腳VIN(-)連接共同接地，采取差動電壓模擬輸入方式；所述管腳CLK-R經另一電阻R33和電容C29接地，管腳CLK-IN連接該電阻R33和電容C29的連接點；所述管腳Vref/2經電阻R32接電源VCC。

所述單片機采用ATMEL公司的單片機AT89S52，它包括40個引腳、8K?Bytes?Flash片內程序存儲器、256bytes的隨機存取數據存儲器、32個外部雙向輸入/輸出口、5個中斷優先級、2層中斷嵌套中斷、看門狗(WDT)電路和片內時鐘振蕩器。

所述數據存儲電路采用Dallas公司的DS1225芯片。A0-A12為地址輸入端口，DQ0-DQ7為數據輸入/出端口，為選通端口，為可輸出端口，為可寫入端口，NC為不連接端口。