CN112362952A - 抗干扰的电网电压过零点的判断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了抗干扰的电网电压过零点的判断方法，包括如下步骤：系统上电初始化；间隔固定时间采样电网交流电的电压瞬时值；根据前后相邻两次采样的所述电压瞬时值确定电压过零点。本发明的抗干扰的电网电压过零点的判断方法，通过间隔固定时间采样电网交流电的电压瞬时值，并根据前后相邻两次采样的所述电压瞬时值确定电压过零点，从而有效测定真正的过零点电压，使系统控制更加稳定、可靠，防止干扰。
Description
技术领域
本发明属于电网供电技术领域，具体涉及一种抗干扰的电网电压过零点的判断方法。
背景技术
目前，在电网工频系统工作过程中，在电网供电参数已知的情况下，控制系统为了实现特定的功能都会采集电网的交流过零点，例如通过斩波驱动可控硅等。
电网的交流过零点虽然比较容易测定，但是，如果电网不稳定，例如重负载启动瞬间或脉冲干扰时等，若不对测定的过零点进行判断真伪，就有可能造成系统控制不稳定。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种抗干扰的电网电压过零点的判断方法，而有效测定真正的过零点电压，使系统控制更加稳定、可靠，防止干扰。
本发明所采用的技术方案是：
一种抗干扰的电网电压过零点的判断方法，包括如下步骤：
S1、系统上电初始化；
S2、间隔固定时间采样电网交流电的电压瞬时值；
S3、根据前后相邻两次采样的所述电压瞬时值确定电压过零点。
优选地，所述S2中，前后两次采样的电压瞬时值均为电网交流电的正半轴电压。
优选地，所述S3具体为：
S31、前后相邻两次采样的所述电压瞬时值包括大于零的电压瞬时值和等于零的电压瞬时值，将其中大于零的电压瞬时值与其对应时刻的理论电压值进行比对；
S32、当大于零的电压瞬时值与其对应时刻的理论电压值比对的误差范围小于或等于预设值时，则确定其中等于零的电压瞬时值为电压过零点。
优选地，所述S31具体为：
若前一次采样的电压瞬时值等于零，后一次采样的电压瞬时值大于零，则将后一次采样的电压瞬时值与该时刻的理论电压值进行比对；
若前一次采样的电压瞬时值大于零，后一次采样的电压瞬时值等于零，则将前一次采样的电压瞬时值与该时刻的理论电压值进行比对。
优选地，所述S32具体为：
当后一次采样的所述电压瞬时值与该时刻的理论电压值比对的误差范围小于或等于预设值时，则确定前一次采样的电压瞬时值为真的过零点；
当前一次采样的所述电压瞬时值与该时刻的理论电压值比对的误差范围小于或等于预设值时，则确定后一次采样的电压瞬时值为真的过零点。
优选地，所述误差范围的预设值为±10％。
优选地，所述S32中，当大于零的电压瞬时值与其对应时刻的理论电压值比对的误差范围大于预设值时，则确定为干扰信号，系统不做处理。
优选地，所述对应时刻的理论电压值的计算公式为：
U＝Umax*sin(ωt+τu)
其中，U为电压瞬时值，Umax为电网峰值，ω为角速度，t为时间，τu为角频率。
优选地，所述S2之前还包括以下步骤：将电网电压通过比例降压电路进行比例降压后传输至采样芯片的电压采样AD端口进行采样。
优选地，所述比例降压电路包括二极管D1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和电容C1连接的电路，其中，电网火线与零线之间依次串联二极管D1、第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1和第二电阻R2之间的公共连接端连接第三电阻R3的一端，所述第三电阻R3的另一端和电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端与电网零线连接，所述第三电阻R3和电容C1的公共连接端连接所述采样芯片的电压采样AD端口。
与现有技术相比，本发明的抗干扰的电网电压过零点的判断方法，通过间隔固定时间采样电网交流电的电压瞬时值，并根据前后相邻两次采样的所述电压瞬时值确定电压过零点，从而有效测定真正的过零点电压，使系统控制更加稳定、可靠，防止干扰。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种抗干扰的电网电压过零点的判断方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种抗干扰的电网电压过零点的判断方法的具体流程图；
图3是本发明实施例提供的一种抗干扰的电网电压过零点的判断方法的降压电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
本发明实施例提供一种抗干扰的电网电压过零点的判断方法，如图1-2所示，包括如下步骤：
S1、系统上电初始化；
S2、间隔固定时间采样电网交流电的电压瞬时值；
S3、根据前后相邻两次采样的所述电压瞬时值确定电压过零点。
这样，通过系统上电初始化，间隔固定时间采样电网交流电的电压瞬时值，并根据前后相邻两次采样的所述电压瞬时值确定电压过零点，从而有效测定真正的过零点电压，使系统控制更加稳定、可靠，防止干扰。
其中固定时间的单位是微秒。
所述S2中，前后两次采样的电压瞬时值均为电网交流电的正半轴电压。
这样，通过前后两次采样的电压瞬时值均为电网交流电的正半轴电压，从而便于后期进行判断运算。
所述S3具体为：
S31、前后相邻两次采样的所述电压瞬时值包括大于零的电压瞬时值和等于零的电压瞬时值，将其中大于零的电压瞬时值与其对应时刻的理论电压值进行比对；
S32、当大于零的电压瞬时值与其对应时刻的理论电压值比对的误差范围小于或等于预设值时，则确定其中等于零的电压瞬时值为电压过零点。
这样，前后两次采样的所述电压瞬时值包括大于零的电压瞬时值和等于零的电压瞬时值，将其中大于零的电压瞬时值与其对应时刻的理论电压值进行比对，当大于零的电压瞬时值与其对应时刻的理论电压值比对的误差范围小于或等于预设值时，则表示大于零的电压瞬时值近似等于其对应时刻的理论电压值，从而可以确定其中等于零的电压瞬时值为真的电压过零点，可以进行下一步操作。
所述S31具体为：
若前一次采样的电压瞬时值等于零，后一次采样的电压瞬时值大于零，则将后一次采样的电压瞬时值与该时刻的理论电压值进行比对；
若前一次采样的电压瞬时值大于零，后一次采样的电压瞬时值等于零，则将前一次采样的电压瞬时值与该时刻的理论电压值进行比对。
这样，若前一次采样的电压瞬时值等于零，后一次采样的电压瞬时值大于零，则将后一次采样的电压瞬时值与该时刻的理论电压值进行比对，若前一次采样的电压瞬时值大于零，后一次采样的电压瞬时值等于零，则将前一次采样的电压瞬时值与该时刻的理论电压值进行比对，从而均将前后两次采样中大于零的电压瞬时值与其对应时刻的理论电压值进行比对，更好地确认等于零的电压瞬时值是否为真正的过零点。
所述S32具体为：
当后一次采样的所述电压瞬时值与该时刻的理论电压值比对的误差范围小于或等于预设值时，则确定前一次采样的电压瞬时值为真电压过零点；
当前一次采样的所述电压瞬时值与该时刻的理论电压值比对的误差范围小于或等于预设值时，则确定后一次采样的电压瞬时值为电压过零点。
这样，当后一次采样的所述电压瞬时值与该时刻的理论电压值比对的误差范围小于或等于预设值时，则确定前一次采样的电压瞬时值为真的电压过零点，并且为电压从负半轴上穿的过零点。
当前一次采样的所述电压瞬时值与该时刻的理论电压值比对的误差范围小于或等于预设值时，则确定后一次采样的电压瞬时值为真的电压过零点，并且为电压从正半轴下穿的过零点。
所述误差范围的预设值为±10％。
这样，误差范围的预设值为±10％，即允许大于零的电压瞬时值与其对应时刻的理论电压值的比对结果在一定的误差范围内，进而排除人为误差或非人为误差。
所述S32中，当大于零的电压瞬时值与其对应时刻的理论电压值比对的误差范围大于预设值时，则确定为干扰信号，系统不做处理。
这样，当大于零的电压瞬时值与其对应时刻的理论电压值比对的误差范围大于预设值时，则证明该大于零的电压瞬时值并不是其对应时刻的理论电压值，为干扰信号，系统不做任何处理。
所述对应时刻的理论电压值的计算公式为：
U＝Umax*sin(ωt+τu)
其中，U为电压瞬时值，Umax为电网峰值，ω为角速度，t为时间，τu为角频率。
这样，本申请中采用正弦交流电压：U(t)＝Umax*sin(ωt+τu)，U-电压瞬时值(V)，Umax-电压最大值(V)，τu-角频率(rad/s)。
在我国电流系统中，交流电的频率是50Hz，则周期T＝1/f＝0.02s，角频率ω＝2πf＝314弧度/秒，电压最大值Umax＝220√2≈311(V)，根据当前电网的特征参数，确定正弦交流电压函数U(t)＝311*sin(314*t)。
所述S2之前还包括以下步骤：将电网电压通过比例降压电路进行比例降压后传输至采样芯片的电压采样AD端口进行采样，以用于适应采样芯片的耐压值。
这样，通过将电网电压通过比例降压电路的反比例系数1/K降压，可以将额定电压(例如220V)降低到采样芯片可以承受的电压范围(例如5V以内)。
如图3所示，所述比例降压电路包括二极管D1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和电容C1连接的电路，其中，电网火线与零线之间依次串联二极管D1、第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1和第二电阻R2之间的公共连接端连接第三电阻R3的一端，所述第三电阻R3的另一端和电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端与电网零线连接，所述第三电阻R3和电容C1的公共连接端连接所述采样芯片的电压采样AD端口。
这样，通过二极管D1正向导通、反向截止，使电网火线电流顺利流入该降压电路，通过第一电阻R1和第二电阻R2组成分压电路，从而使电压采样AD端口的电压为电网火线电压的R2/(R1+R2)倍，第三电阻R3作为限流电阻，防止电流过大，通过电容C1用作滤波，防止干扰，从而通过该降压电路的反比例系数1/k倍降压，采样正半轴的电压AD数据值。
本发明的抗干扰的电网电压过零点的判断方法，通过间隔固定时间采样电网交流电的电压瞬时值，并根据前后相邻两次采样的所述电压瞬时值确定电压零点，从而有效测定真正的过零点电压，使系统控制更加稳定、可靠，防止干扰。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种抗干扰的电网电压过零点的判断方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、系统上电初始化；
S2、间隔固定时间采样电网交流电的电压瞬时值；
S3、根据前后相邻两次采样的所述电压瞬时值确定电压过零点。
2.根据权利要求1所述的抗干扰的电网电压过零点的判断方法，其特征在于，所述S2中，采样的电压瞬时值均为电网交流电的正半轴电压。
3.根据权利要求2所述的抗干扰的电网电压过零点的判断方法，其特征在于，所述S3具体为：
S31、前后相邻两次采样的所述电压瞬时值包括大于零的电压瞬时值和等于零的电压瞬时值，将其中大于零的电压瞬时值与其对应时刻的理论电压值进行比对；
S32、当大于零的电压瞬时值与其对应时刻的理论电压值比对的误差范围小于或等于预设值时，则确定其中等于零的电压瞬时值为电压过零点。
4.根据权利要求3所述的抗干扰的电网电压过零点的判断方法，其特征在于，所述S31具体为：
若前一次采样的电压瞬时值等于零，后一次采样的电压瞬时值大于零，则将后一次采样的电压瞬时值与该时刻的理论电压值进行比对；
若前一次采样的电压瞬时值大于零，后一次采样的电压瞬时值等于零，则将前一次采样的电压瞬时值与该时刻的理论电压值进行比对。
5.根据权利要求3或4所述的抗干扰的电网电压过零点的判断方法，其特征在于，所述S32具体为：
当后一次采样的所述电压瞬时值与该时刻的理论电压值比对的误差范围小于或等于预设值时，则确定前一次采样的电压瞬时值为电压过零点；
当前一次采样的所述电压瞬时值与该时刻的理论电压值比对的误差范围小于或等于预设值时，则确定后一次采样的电压瞬时值为电压过零点。
6.根据权利要求5所述的抗干扰的电网电压过零点的判断方法，其特征在于，所述误差范围的预设值为±10％。
7.根据权利要求5所述的抗干扰的电网电压过零点的判断方法，其特征在于，所述S32中，当大于零的电压瞬时值与其对应时刻的理论电压值比对的误差范围大于预设值时，则确定为干扰信号，系统不做处理。
8.根据权利要求5所述的抗干扰的电网电压过零点的判断方法，其特征在于，所述对应时刻的理论电压值的计算公式为：
U＝Umax*sin(ωt+τu)
其中，U为电压瞬时值，Umax为电网峰值，ω为角速度，t为时间，τu为角频率。
9.根据权利要求1-4任一项所述的抗干扰的电网电压过零点的判断方法，其特征在于，所述S2之前还包括以下步骤：将电网电压通过比例降压电路进行比例降压后传输至采样芯片的电压采样AD端口进行采样。
10.根据权利要求9所述的抗干扰的电网电压过零点的判断方法，其特征在于，所述比例降压电路包括二极管D1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和电容C1连接的电路，其中，电网火线与零线之间依次串联二极管D1、第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1和第二电阻R2之间的公共连接端连接第三电阻R3的一端，所述第三电阻R3的另一端和电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端与电网零线连接，所述第三电阻R3和电容C1的公共连接端连接所述采样芯片的电压采样AD端口。
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