CN115001304B - 一种带远程控制的硬件可配置双向逆变器设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带远程控制的硬件可配置双向逆变器设计方法，包括该方法需要配备的硬件装置，具体有DC/DC双向变换模块，DC/AC双向变换模块，检测与监测模块，主控制器模块，无线通信模块；主要包括以下步骤：S确定双向变换的参数；远程控制的设计；语音识别的设计；本发明提出的一种带远程控制的硬件可配置双向逆变器设计方法，可以让发电端、储能端、用电端的电能实现自由配置和使用；AC/DC，AC/AC，DC/DC等的双向变换和参数调整，均可以通过远程控制实现。
Description
技术领域
本发明属于双向逆变器技术领域，具体涉及一种带远程控制的硬件可配置双向逆变器设计方法。
背景技术
现有的逆变装置需要通过继电器或接触器等机械触点开关来实现市电与逆变器之间的切换，具体为：当市电接入时，通过继电器或接触器将输出端口切换至市电端口，使用市电输入作为输出供电给用电器；当市电未接入时，继电器或接触器将输出端口切换至逆变板输出端口，使用逆变器作为输出供电给用电器。
传统的双向逆变器装置为手动控制方式，为了让发电端、储能端、用电端的电能实现自由配置和使用，AC/DC，AC/AC，DC/DC等的双向变换和参数调整能够通过远程控制，为此本发明提出一种带远程控制的硬件可配置双向逆变器设计方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带远程控制的硬件可配置双向逆变器设计方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带远程控制的硬件可配置双向逆变器设计方法，包括该方法需要配备的硬件装置，具体有DC/DC双向变换模块，DC/AC双向变换模块，检测与监测模块，主控制器模块，无线通信模块；主要包括以下步骤：
S1：确定双向变换的参数，若为AC/DC变换：
a.由频率给定值fR，根据vq＝k1fR+k2，调制系数k1初值1，变化范围0.5～1.5，调制系数k2初值5，变化范围0～10，计算电压空间矢量的幅值vq；
b.根据电压空间矢量脉宽调制周期T和频率给定值fR，计算一个周期T工作的导通相位角Δθ；计算公式为：Δθ＝2πfR·T，从而确定电压空间矢量的导通相位角为：θR＝θR-1+Δθ，其中θR-1为前一个周期末时刻的相位角；
c.首先计算电压空间矢量的幅值vq和相位角θR，再将电压空间矢量分解为静止两相坐标系统下的两个分量vα、vβ，由vα＝vqcosθR，vβ＝vqsinθR计算得到；vα、vβ经过空间矢量调制环节得到驱动全桥逆变器PWM波形的半周期脉冲宽度TABC；由电流检测电路得到三相电流iABC，任取一相计算其相电流有效值I，同时利用电阻分压检测直流母线电压Udc，采用直流母线电压Udc和相电流有效值I作为反馈信号来调节调制系数k1和k2值，其中，调制系数k1由直流母线电压调节，调制系数k2由相电流有效值调节；所述的相电流有效值计算方法：
d.由主控制器程序通过PWM调制算法，实现对双向变换的参数调整，从而实现对变压器的数字化控制；
S2：确定双向变换的参数，若为DC/DC变换：根据给定的目标DC变换值，由主控制器程序写入对应的控制字，直接控制电压模块输出相应的值，从而完成数字化的DC/DC变换；
S3：远程控制：主控制器通过无线网络将监测到的各子模块参数和信息上传至分布式云数据平台，形成大数据信息；可由云平台的应用端软件根据联网协议实现远程控制；
S4：语音识别：针对语音增强和语音识别的抗干扰问题，采用一种改进的自适应语音增强算法，动态调整谱减参数，提高识别的准确率；具体的算法流程如下：
①含噪声的语音信号y(t)通过分帧、加窗和快速傅里叶变换，即FFT变换，得到Y(k,n)；
②进行频域非线性转换得到各子带频域，即Bark域的功率谱：
式中，sig2(k)为初步去噪后的语音信号；fH和fL为Bark域的上下截止频率，Eb为Bark域的总能量；
③得到Bark域的噪声估计：
和Bark域的噪声谱：
BD(b,n)＝α(b,n)·BD(b,n-1)+(1-α(b,n))|BY(b,n)|2
④进行非线性谱减，计算各子带的掩蔽阈值：
式中，Δ为两个Bark带的差值；σ是噪声因子，从0到1表示为噪声到纯音；
由此，自适应的谱减参数为：
α(b)＝Fα[αmin,αmax,BT(b)]
β(b)＝Fβ[βmin,βmax,BT(b)]
⑤通过噪声估计和谱减参数，可以得到谱减增益函数F(k,n)；
⑥由F(k,n)和sig2(k)实现语音增强处理；
⑦最后，通过IFFT获得s(i)。
优选的，所述检测与监测模块可以对硬件装置的核心参数进行程控监测或者检测，其监测指标包括且不限于AC/DC电压值、AC/DC电流值、相位、功率、效率。
优选的，所述无线通信模块可以配置无线通信硬件，实现各类型的远程通信，包括且不限于3G\4G\5G模块、WIFI、蓝牙、以及其他LOT通信方法。
优选的，主控制模块配合所述无线通信模块，远程连接到服务器集群或者其他计算终端，实现对双向变换过程的远程控制。
优选的，主控制模块结合所述检测与监测模块，实现对核心参数的具体指标进行远程控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的一种带远程控制的硬件可配置双向逆变器设计方法，可以让发电端、储能端、用电端的电能实现自由配置和使用；AC/DC，AC/AC，DC/DC等的双向变换和参数调整，均可以通过远程控制实现。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种带远程控制的硬件可配置双向逆变器设计方法，包括该方法需要配备的硬件装置，具体有DC/DC双向变换模块，DC/AC双向变换模块，检测与监测模块，主控制器模块，无线通信模块；主要包括以下步骤：
S1：确定双向变换的参数，若为AC/DC变换：
a.由频率给定值fR，根据vq＝k1fR+k2，调制系数k1初值1，变化范围0.5～1.5，调制系数k2初值5，变化范围0～10，计算电压空间矢量的幅值vq；
b.根据电压空间矢量脉宽调制周期T和频率给定值fR，计算一个周期T工作的导通相位角Δθ；计算公式为：Δθ＝2πfR·T，从而确定电压空间矢量的导通相位角为：θR＝θR-1+Δθ，其中θR-1为前一个周期末时刻的相位角；
c.首先计算电压空间矢量的幅值vq和相位角θR，再将电压空间矢量分解为静止两相坐标系统下的两个分量vα、vβ，由vα＝vqcosθR，vβ＝vqsinθR计算得到；vα、vβ经过空间矢量调制环节得到驱动全桥逆变器PWM波形的半周期脉冲宽度TABC；由电流检测电路得到三相电流iABC，任取一相计算其相电流有效值I，同时利用电阻分压检测直流母线电压Udc，采用直流母线电压Udc和相电流有效值I作为反馈信号来调节调制系数k1和k2值，其中，调制系数k1由直流母线电压调节，调制系数k2由相电流有效值调节；所述的相电流有效值计算方法：
d.由主控制器程序通过PWM调制算法，实现对双向变换的参数调整，从而实现对变压器的数字化控制；
S2：确定双向变换的参数，若为DC/DC变换：根据给定的目标DC变换值，由主控制器程序写入对应的控制字，直接控制电压模块输出相应的值，从而完成数字化的DC/DC变换；
S3：远程控制：主控制器通过无线网络将监测到的各子模块参数和信息上传至分布式云数据平台，形成大数据信息；可由云平台的应用端软件根据联网协议实现远程控制；
S4：语音识别：针对语音增强和语音识别的抗干扰问题，采用一种改进的自适应语音增强算法，动态调整谱减参数，提高识别的准确率；具体的算法流程如下：
①含噪声的语音信号y(t)通过分帧、加窗和快速傅里叶变换，即FFT变换，得到Y(k,n)；
②进行频域非线性转换得到各子带频域，即Bark域的功率谱：
式中，sig2(k)为初步去噪后的语音信号；fH和fL为Bark域的上下截止频率，Eb为Bark域的总能量；
③得到Bark域的噪声估计：
和Bark域的噪声谱：
BD(b,n)＝α(b,n)·BD(b,n-1)+(1-α(b,n))|BY(b,n)|2
④进行非线性谱减，计算各子带的掩蔽阈值：
式中，Δ为两个Bark带的差值；σ是噪声因子，从0到1表示为噪声到纯音；
由此，自适应的谱减参数为：
α(b)＝Fα[αmin,αmax,BT(b)]
β(b)＝Fβ[βmin,βmax,BT(b)]
⑤通过噪声估计和谱减参数，可以得到谱减增益函数F(k,n)；
⑥由F(k,n)和sig2(k)实现语音增强处理；
⑦最后，通过IFFT获得s(i)。
本实施例中，优选的，所述检测与监测模块可以对硬件装置的核心参数进行程控监测或者检测，其监测指标包括且不限于AC/DC电压值、AC/DC电流值、相位、功率、效率。
本实施例中，优选的，所述无线通信模块可以配置无线通信硬件，实现各类型的远程通信，包括且不限于3G\4G\5G模块、WIFI、蓝牙、以及其他LOT通信方法；本实施例中，优选的，主控制模块配合所述无线通信模块，远程连接到服务器集群或者其他计算终端，实现对双向变换过程的远程控制；本实施例中，优选的，主控制模块结合所述检测与监测模块，实现对核心参数的具体指标进行远程控制。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种带远程控制的硬件可配置双向逆变器设计方法，其特征在于：包括该方法需要配备的硬件装置，具体有DC/DC双向变换模块，DC/AC双向变换模块，检测与监测模块，主控制器模块，无线通信模块；主要包括以下步骤：
S1：确定双向变换的参数，若为AC/DC变换：
a.由频率给定值fR，根据vq＝k1fR+k2，调制系数k1初值1，变化范围0.5～1.5，调制系数k2初值5，变化范围0～10，计算电压空间矢量的幅值vq；
b.根据电压空间矢量脉宽调制周期T和频率给定值fR，计算一个周期T工作的导通相位角Δθ；计算公式为：Δθ＝2πfR·T，从而确定电压空间矢量的导通相位角为：θR＝θR-1+Δθ，其中θR-1为前一个周期末时刻的相位角；
c.首先计算电压空间矢量的幅值vq和相位角θR，再将电压空间矢量分解为静止两相坐标系统下的两个分量vα、vβ，由vα＝vqcosθR，vβ＝vqsinθR计算得到；vα、vβ经过空间矢量调制环节得到驱动全桥逆变器PWM波形的半周期脉冲宽度TABC；由电流检测电路得到三相电流iABC，任取一相计算其相电流有效值I，同时利用电阻分压检测直流母线电压Udc，采用直流母线电压Udc和相电流有效值I作为反馈信号来调节调制系数k1和k2值，其中，调制系数k1由直流母线电压调节，调制系数k2由相电流有效值调节；所述的相电流有效值计算方法：
d.由主控制器程序通过PWM调制算法，实现对双向变换的参数调整，从而实现对变压器的数字化控制；
S2：确定双向变换的参数，若为DC/DC变换：根据给定的目标DC变换值，由主控制器程序写入对应的控制字，直接控制电压模块输出相应的值，从而完成数字化的DC/DC变换；
S3：远程控制：主控制器通过无线网络将监测到的各子模块参数和信息上传至分布式云数据平台，形成大数据信息；可由云平台的应用端软件根据联网协议实现远程控制；
S4：语音识别：针对语音增强和语音识别的抗干扰问题，采用一种改进的自适应语音增强算法，动态调整谱减参数，提高识别的准确率；具体的算法流程如下：
①含噪声的语音信号y(t)通过分帧、加窗和快速傅里叶变换，即FFT变换，得到Y(k,n)；
②进行频域非线性转换得到各子带频域，即Bark域的功率谱：
式中，sig2(k)为初步去噪后的语音信号；fH和fL为Bark域的上下截止频率，Eb为Bark域的总能量；
③得到Bark域的噪声估计：
和Bark域的噪声谱：
BD(b,n)＝α(b,n)·BD(b,n-1)+(1-α(b,n))BY(b,n)2
④进行非线性谱减，计算各子带的掩蔽阈值：
式中，Δ为两个Bark带的差值；σ是噪声因子，从0到1表示为噪声到纯音；
由此，自适应的谱减参数为：
α(b)＝Fα[αmin,αmax,BT(b)]
β(b)＝Fβ[βmin,βmax,BT(b)]
⑤通过噪声估计和谱减参数，可以得到谱减增益函数F(k,n)；
⑥由F(k,n)和sig2(k)实现语音增强处理；
⑦最后，通过IFFT获得s(i)。
2.根据权利要求1所述的一种带远程控制的硬件可配置双向逆变器设计方法，其特征在于：所述检测与监测模块可以对硬件装置的核心参数进行程控监测或者检测，其监测指标包括且不限于AC/DC电压值、AC/DC电流值、相位、功率、效率。
3.根据权利要求1所述的一种带远程控制的硬件可配置双向逆变器设计方法，其特征在于：所述无线通信模块可以配置无线通信硬件，实现各类型的远程通信，包括且不限于3G\4G\5G模块、WIFI、蓝牙、以及其他LOT通信方法。
4.根据权利要求3所述的一种带远程控制的硬件可配置双向逆变器设计方法，其特征在于：主控制模块配合所述无线通信模块，远程连接到服务器集群或者其他计算终端，实现对双向变换过程的远程控制。
5.根据权利要求2所述的一种带远程控制的硬件可配置双向逆变器设计方法，其特征在于：主控制模块结合所述检测与监测模块，实现对核心参数的具体指标进行远程控制。
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