CN103941033B - 用于风电场风速监测的超声波激励信号干扰屏蔽方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于风电场风速监测的超声波激励信号干扰屏蔽方法，通过控制FPGA的启动时间控制测量模块的开启，即在设定时刻使测量模块的允许信号有效；测量模块的允许信号为一固定频率的方波，该方波通过命令判断模块接收的输入命令来调整方波的波形。通过控制测量模块的允许信号，从而控制测量模块开启的时间，从而在干扰信号达到时，关闭测量模块，从而达到了屏蔽干扰信号的目的。
Description
技术领域
本发明涉及新能源发电过程中风资源监测技术领域，具体地，涉及一种用于风电场风速监测的超声波激励信号干扰屏蔽方法。
背景技术
目前，我国风电进入规模化发展阶段以后所产生的大型新能源基地多数位于“三北地区”（西北、东北、华北），大型新能源基地一般远离负荷中心，其电力需要经过长距离、高电压输送到负荷中心进行消纳。由于风资源的间歇性、随机性和波动性，导致大规模新能源基地的风电发电出力会随之发生较大范围的波动，进一步导致输电网络充电功率的波动，给电网运行安全带来一系列问题。
截至2013年11月，甘肃电网并网风电装机容量已达668万千瓦，约占甘肃电网总装机容量的21%，成为仅次于火电的第二大主力电源。随着风电并网规模的不断提高，风电不确定性和不可控性给电网的安全稳定经济运行带来诸多问题。对风力发电过程中的风资源进行监测，可以更好的预测未来一段时间内风能的变化情况，从而可以更精确的对风电功率进行预测和校正，提高预测精度，促进新能源发电的发展。
现在风能的超声波监测中，任意一个超声波换能器的激励信号产生后都会影响其它超声波换能器，激励信号对其它超声波换能器产生的干扰幅值很大，一般在100mV~200mv之间，这使得低阈值电平会产生误触发，从而对超声接收信号的测时造成影响。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种用于风电场风速监测的超声波激励信号干扰屏蔽方法，以实现屏蔽干扰信号的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于风电场风速监测的超声波激励信号干扰屏蔽方法，通过控制FPGA的启动时间控制测量模块的开启，即在设定时刻使测量模块的允许信号有效；
测量模块的允许信号为一固定频率的方波，该方波通过命令判断模块接收的输入命令来调整方波的波形。
根据本发明的优选实施例，所述命令判断模块的输入端通过串口与上位机连接，所述命令判断模块的输出端与滑动窗口计数器连接，所述命令判断模块通过串口接收上位机的命令，通过调整滑动窗口计数器来对上述方波的波形进行调节。
根据本发明的优选实施例，所述命令判断模块输入的串口命令分为三个比特位，最高位“0”表示允许信号上升沿向接收信号方向滑动，“1”表示允许信号上升沿向发射信号方向滑动。
根据本发明的优选实施例，通过数据采集卡监视允许信号上升沿的位置状况，从而通过上位机从串口发送命令随时来调节允许信号。
本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明的技术方案，通过控制测量模块的允许信号，从而控制测量模块开启的时间，从而在干扰信号达到时，关闭测量模块，从而达到了屏蔽干扰信号的目的。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为干扰信号的波形图；
图2为本发明实施例所述的用于风电场风速监测的超声波激励信号干扰屏蔽方法原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
一种用于风电场风速监测的超声波激励信号干扰屏蔽方法，通过控制FPGA的启动时间控制测量模块的开启，即在设定时刻使测量模块的允许信号有效；
测量模块的允许信号为一固定频率的方波，该方波通过命令判断模块接收的输入命令来调整方波的波形。
其中，命令判断模块的输入端通过串口与上位机连接，所述命令判断模块的输出端与滑动窗口计数器连接，所述命令判断模块通过串口接收上位机的命令，通过调整滑动窗口计数器来对上述方波的波形进行调节。命令判断模块输入的串口命令分为三个比特位，最高位“0”表示允许信号上升沿向接收信号方向滑动，“1”表示允许信号上升沿向发射信号方向滑动。通过数据采集卡监视允许信号上升沿的位置状况，从而通过上位机从串口发送命令随时来调节允许信号。
什么时刻打开测量模块，也就是在规定时刻使测量模块的允许信号有效，关键是模块有效时刻打开的时序比较难把握，因为从接收到的信号波形可以看到，对固定频率发射的超声波信号来说，在每次接收到的信号与激励脉冲信号之间，同样要有固定频率的允许信号（称其为）的上升沿对测量模块产生触发，因此需要采用超声波的激励信号作为触发信号START（全局清零信号）为时基，则该信号可作测量模块的开关信号。但是同时观察到，START信号和每个超声波换能器发射周期并不总是等时刻的，它会随着时间的漂移而摆动，因此信号不能固定延时，它必须可调。通过串口模块，接受上位机的指令，根据信号的位置是否合适随时进行调整，设计模块框图如图2：
命令判断模块通过串口的命令字输入来启动窗口计数器做动作。命令字分为三个比特位，最高位“0”表示上升沿向接收信号方向滑动，“1”表示上升沿向发射信号方向滑动，命令格式如下：
RECV_BUS[7..5] = 001 ，上升沿 + 50ns;
101 ，上升沿 - 50ns;
010 ，上升沿 + 200ns;
110 ，上升沿 - 200ns;
如此，可以通过数据采集卡监视上升沿的位置状况，如果不合适，可通过上位机从串口发送命令随时来调节它。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于风电场风速监测的超声波激励信号干扰屏蔽方法，通过控制FPGA的启动时间控制测量模块的开启，即在设定时刻使测量模块的允许信号有效；
测量模块的允许信号为一固定频率的方波，该方波通过命令判断模块接收的输入命令来调整方波的波形；
其特征在于，所述命令判断模块的输入端通过串口与上位机连接，所述命令判断模块的输出端与滑动窗口计数器连接，所述命令判断模块通过串口接收上位机的命令，通过调整滑动窗口计数器来对上述方波的波形进行调节。
2.根据权利要求1所述的用于风电场风速监测的超声波激励信号干扰屏蔽方法，其特征在于，所述命令判断模块接收的串口命令分为三个比特位，最高位“0”表示允许信号上升沿向接收信号方向滑动，“1”表示允许信号上升沿向发射信号方向滑动。
3.根据权利要求1所述的用于风电场风速监测的超声波激励信号干扰屏蔽方法，其特征在于，通过数据采集卡监视允许信号上升沿的位置状况，从而通过上位机从串口发送命令随时来调节允许信号。
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