[發明專利]畸變電網信號模擬裝置

無效

• 申請號: 201210309477.9
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN102901849A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 趙仁德;李海艦;馬帥
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: G01R1/28
• 分類號: G01R1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種畸變電網信號模擬裝置，具體地說，涉及一種能夠模擬單相、三相甚至多相的畸變電網電壓和電流的多通道弱電信號源裝置。

背景技術

研究電網畸變時的鎖相技術、測頻技術以及功率計量等問題時，需要能夠模擬電網電壓和電流的穩態和動態畸變的信號源。所謂穩態畸變，是指基波和各次諧波的幅值、相位和頻率不發生變化；所謂動態畸變，是指基波和各次諧波的幅值、相位和頻率動態地變化。現有的各種電力系統繼電保護測試儀僅能夠模擬穩態的畸變信號，各種信號發生器雖然有的能夠輸出任意波形，但是，一臺信號發生器的輸出的通道一般為兩個，很難實現多路瞬態畸變信號的輸出，多臺信號發生器組合在一起，又會出現信號之間不同步的問題。

發明內容

本發明的目的在于針對現有電網畸變信號模擬裝置存在的上述問題，提供了一種基于PWM技術的模擬各種復雜電網信號的模擬裝置。

本發明的技術方案為：一種電網畸變信號的模擬裝置，該裝置包括上位機單元、信號產生單元、調制單元和濾波單元，其中，上位機單元與信號產生單元通信，實時傳遞基波和各次諧波的幅值、頻率和相位等參數，信號產生單元根據所需產生的畸變電網電壓和電流信號的要求，按照公式產生一路電網畸變模擬信號，其它路信號也可根據此公式代入相應的參數后產生。其中，A_i為基波幅值，A_i為第i次諧波幅值，ω₁為基波信號的角頻率，θ₁為基波信號的初相位，ω_i為第i次諧波的角頻率，θ_i為第i次諧波的初相位。將信號產生單元產生的畸變電網信號輸出到調制單元，調制單元完成模擬信號的PWM調制，輸出PWM波至濾波單元，濾波單元濾除PWM波形中的高頻諧波成分，得到所需要的模擬畸變電網電壓和電流信號。

本發明的有益效果為：(1)本發明畸變電網信號模擬裝置不僅能夠模擬電網和電流信號穩態畸變，而且能夠模擬它們的動態畸變；(2)本發明可以根據實際需要輸出多路電壓和電流的畸變模擬信號，并具有可擴展性，擴展的多路信號之間保持同步，而現有的信號發生器和電力系統繼電保護測試儀無法做到這一點；(3)本發明系統組成和原理簡單，成本低；(4)本發明輸出信號的接口是弱電信號，同信號源一樣，無須經過傳感器和比例放大電路，直接可以接到信號采集和處理系統進行分析和處理。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為Matlab/simulink仿真得到的標準模擬的畸變電網信號示意圖。

圖3為利用示波器觀測得到的本發明模擬的畸變電網信號示意圖。

圖4為本發明得到的一相畸變模擬信號FFT分析結果示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

一種畸變電網信號模擬裝置，該裝置包括上位機單元1、信號產生單元2、調制單元3和濾波單元4，其中，上位機單元1與信號產生單元2通信，實時傳遞信號基波頻率、基波和各次諧波的幅值和相位偏移參數，信號產生單元2根據所需要產生的畸變電網電壓和電流信號要求，在基波基礎上疊加相應次數的諧波信號，按照公式(1)編寫頻率、相位和幅值突變程序，獲得所需的模擬畸變電網信號，輸入至調制單元3，調制單元3完成模擬信號的PWM調制，輸出畸變電網PWM波形至濾波單元4，濾波單元4濾除PWM波形中的高頻諧波成分，得到所需要的三相模擬畸變電網信號。