CN117330869A - 一种用于电网调频的测量系统 - Google Patents

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CN117330869A CN202311300842.4A CN202311300842A CN117330869A CN 117330869 A CN117330869 A CN 117330869A CN 202311300842 A CN202311300842 A CN 202311300842A CN 117330869 A CN117330869 A CN 117330869A
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曹丽艳
尹恩民
赵彦彬
张彩云
杨雪飞
程峰
蔡永雁
马晓伟
王文鹤
文钰
刘焕志
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Abstract

本说明书实施例提供了一种用于电网调频的测量系统，包括：信号获取模块的输出端分别与脉冲个数计数模块的第一输入端、非门模块的输入端连接，以将被测信号传输至脉冲个数计数模块和非门模块，被测信号为方波信号；非门模块的输出端连接至触发模块的第一输入端；主控模块用于生成预备门控信号并输出至触发模块的第二输入端；触发模块的输出端分别与脉冲个数计数模块的第二输入端、时间计数模块的第一输入端连接，以发送生成的计数门控信号；时钟模块与时间计数模块的第二输入端连接，用于将生成的时钟信号发送至时间计数模块，以实现对脉冲个数和脉冲周期的同步测量，在提高测量精度的同时保证响应时间，从而提高电网的一次调频性能。

Description

一种用于电网调频的测量系统
技术领域
本文件涉及电网调频技术领域，尤其涉及一种用于电网调频的测量系统。
背景技术
电网供电频率是电网供电质量的重要指标之一，将电网供电频率控制在允许范围只能，并且以设备最大能力向用户持续不断地输送电能是电网调频的主要任务。大容量的国家电网的供电频率很接近额定值，在正常情况下一次调频的调节作用不明显，需要二次调频。但是对于分裂出来的局部电网，若一次调频性能不良，可能导致局部电网大面积停电。
为了保证一次调频的性能，对于局部电网的测量就变得直观重要。现有技术中，通常在频率较低的情况下测量脉冲周期，在频率较高的情况下测量脉冲个数，此种测量方式会影响响应时间，从而影响一次调频性能。
发明内容
本申请提供了一种用于电网调频的测量系统，其包括：用于从待测局部电网中获取被测信号的信号获取模块，主控模块、用于生成计数门控信号的触发模块、用于生成时钟信号的时钟模块、用于测量被测信号脉冲个数的脉冲个数计数模块、用于测量被测信号周期的时间计数模块、非门模块；
所述信号获取模块的输出端分别与所述脉冲个数计数模块的第一输入端、所述非门模块的输入端连接，以将被测信号传输至脉冲个数计数模块和非门模块，所述被测信号为方波信号；
所述非门模块的输出端连接至所述触发模块的第一输入端；
所述主控模块用于生成预备门控信号并输出至所述触发模块的第二输入端；
所述触发模块的输出端分别与所述脉冲个数计数模块的第二输入端、所述时间计数模块的第一输入端连接，以发送生成的计数门控信号；
所述时钟模块与所述时间计数模块的第二输入端连接，用于将生成的时钟信号发送至所述时间计数模块。
在本申请的一些实施例中，所述脉冲个数计数模块包括：第一与门单元和脉冲个数计数器；
所述第一与门单元的第一输入端为所述脉冲个数计数模块的第一输入端；
所述第一与门单元的第二输入端为所述脉冲个数计数模块的第二输入端；
所述第一与门单元的输出端与所述脉冲个数计数器的时钟输入引脚。
在本申请的一些实施例中，所述时间计数模块包括：第二与门单元和时间计数器；
所述第二与门单元的第一输入端为所述时间计数模块的第一输入端；
所述第二与门单元的第二输入端为所述时间计数模块的第二输入端；
所述第二与门单元的输出端与所述时间计数器的时钟输入端。
在本申请的一些实施例中，所述触发模块为D触发器；
其中，所述触发模块的第一输入端为所述D触发器的时钟输入引脚；
所述触发模块的第二输入端为所述D触发器的数据输入引脚；
所述触发模块的输出端为所述D触发器的数据输出引脚。
在本申请的一些实施例中，所述主控模块还用于响应于复位操作生成复位信号，并输入至所述触发模块的第三输入端；
所述触发模块的第三输入端为所述D触发器的复位引脚。
在本申请的一些实施例中，所述时钟模块包括：2MHz的晶体振荡器。
在本申请的一些实施例中，所述主控模块还用于获取所述脉冲个数计数模块获取的脉冲个数以及时间计数单元获取的脉冲周期，并根据所述脉冲个数和所述脉冲周期获取所述待测局部电网的实际供电频率。
在本申请的一些实施例中，所述信号获取模块包括：用于将交流信号转换为方波信号隔离单元；
所述隔离单元的输入端为所述信号获取模块的输入端，所述隔离单元的输出端为所述信号获取模块的输出端；
所述隔离单元用于将输入端接收的待测局部电网的初始待测信号，转换被测信号并输出。
在本申请的一些实施例中，所述信号获取模块还包括：用于滤波去噪的滤波单元；
所述滤波单元的输入端为所述信号获取模块的输入端，所述滤波单元的输出端与所述隔离单元的输入端连接。
在本申请的一些实施例中，所述信号获取模块还包括：用于信号整形的整形单元；
所述整形单元的输出端为所述信号获取模块的输出端；
所述滤波单元的输出端通过所述隔离单元连接至所述整形单元的输入端。
采用本发明实施例，能够通过信号获取模块的输出端分别与脉冲个数计数模块的第一输入端、非门模块的输入端连接，以将被测信号传输至脉冲个数计数模块和非门模块，被测信号为方波信号；非门模块的输出端连接至触发模块的第一输入端；主控模块用于生成预备门控信号并输出至触发模块的第二输入端；触发模块的输出端分别与脉冲个数计数模块的第二输入端、时间计数模块的第一输入端连接，以发送生成的计数门控信号；时钟模块与时间计数模块的第二输入端连接，用于将生成的时钟信号发送至时间计数模块，以实现对脉冲个数和脉冲周期的同步测量，在提高测量精度的同时保证响应时间，从而提高电网的一次调频性能。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书一个或多个实施例提供的一种用于电网调频的测量系统的结构示意图之一；
图2为本说明书一个或多个实施例提供的一种用于电网调频的测量系统的结构示意图之二。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个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说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
由上述背景技术可知，若局部电网的一次调频性能不佳，可能会导致该局部电网大面积停电的情况，影响供电。现有的一次调频方法通常是比例微分调节，由于加入了微分环节，因此对于测量局部电网当前的供电频率的精度要求更加严苛。目前，通常在频率较低的情况下测量脉冲周期，在频率较高的情况下测量脉冲个数，此种测量方式虽然能够提高测量精度，但是会影响响应时间，从而影响测频精度。因此，如何在保证测量精度的同时保证响应时间，成为继续解决的技术问题。
基于此，本发明实施例提供了一种用于电网调频的测量系统，用于实现脉冲个数和脉冲周期的同步测量，以在保证测量精度的同时保证响应时间，提高测频精度，提高一次调频性能。
根据本发明实施例，提供了一种用于电网调频的测量系统，图1是本发明实施例的用于电网调频的测量系统的结构示意图，如图1所示，根据本发明实施例的用于电网调频的测量系统具体包括：用于从待测局部电网中获取被测信号的信号获取模块110，主控模块120、用于生成计数门控信号的触发模块130、用于生成时钟信号的时钟模块140、用于测量被测信号脉冲个数的脉冲个数计数模块150、用于测量被测信号周期的时间计数模块160、非门模块170。
如图1所示，信号获取模块110的输出端L分别与脉冲个数计数模块150的第一输入端L1、非门模块170的输入端L连接，以将被测信号传输至脉冲个数计数模块150和非门模块170。其中，该被测信号为方波信号。
由本领域技术人员可知，电网中传输的为交流电，因此，在本申请实施例中信号获取模块110能够将从待测局部电网中获取的交流信号转换为方波信号，以便进行脉冲个数和脉冲周期的测量。
如图1所示，非门模块170的输出端N连接至触发模块130的第一输入端L1。主控模块120用于生成预备门控信号并输出至触发模块130的第二输入端L2。
如图1所示，触发模块130的输出端N分别与脉冲个数计数模块150的第二输入端L2、时间计数模块160的第一输入端L1连接，以发送生成的计数门控信号。时钟模块140与时间计数模块160的第二输入端L2连接，用于将生成的时钟信号发送至时间计数模块160。
在本申请实施例中，将被测信号经过非门模块170，可以得到反相的被测信号，该反相的被测信号被输入至触发模块130的第一输入端，同时主控模块120响应于门控触发操作生成相应的预计门控信号并发送至触发模块140的第二输入端，触发模块140上升沿触发从而输出计数门控信号并分别发送至脉冲个数计数模块150的第二输入端、时间计数模块160的第一输入端，以使实现计数门控信号与被测信号下降沿触发。此时，脉冲个数计数模块150的第一输入端输入的是被测信号，第二输入端输入的是计数门控信号，实现脉冲个数测量。同时，时间计数模块160的第一输入端输入计数门控信号，其第二输入端输入时钟信号，实现脉冲周期测量。可见，本发明实施例提供的用于电网调频的测量系统，能够实现对脉冲个数和脉冲周期的同步测量，在提高测量精度的同时保证响应时间，从而提高电网的一次调频性能。
在本申请的一些实施例里中，上述主控模块120可以为主控单元，该主控单元可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，能够响应于触发操作执行相应指令。
在本申请的一些实施例中，上述非门模块170可以包括非门单元，该非门单元即能够实现非门的逻辑电路，在本申请实施例中不作具体限定。非门有一个输入端和一个输出端。当其输入端为高电平(逻辑1)时其输出端为低电平(逻辑0)，当其输入端为低电平时输出端为高电平。也就是说，输入端和输出端的电平状态总是反相的。
在本申请的一些实施例中，如图2所示，脉冲个数计数模块150包括：第一与门单元151和脉冲个数计数器152。其中，第一与门单元151的第一输入端L1为脉冲个数计数模块150的第一输入端；第一与门单元151的第二输入端L2为脉冲个数计数模块150的第二输入端；第一与门单元151的输出端N与脉冲个数计数器的时钟输入端CK连接。
在本申请实施例中，通过脉冲个数计数模块150中的第一与门单元151，实现脉冲个数计数器的上升沿触发，即脉冲个数计数器在被测信号的上升沿触发，避免竞争。
在本申请的一些实施例中，如图2所示，时间计数模块160包括：第二与门单元161和时间计数器162。其中，第二与门单元161的第一输入端L1为时间计数模块160的第一输入端；第二与门单元161的第二输入端L2为时间计数模块160的第二输入端；第二与门单元161的输出端N与时间计数器162的时钟输入端CK连接。
同理，在本申请实施例中，时间计数模块160的第二与门单元161，实现时间计数器162的上升沿触发，即时间计数器162在被测信号的上升沿触发。
其中，第一与门单元151和第二与门单元161均可以是实现与门的逻辑电路，其包括两个输入端和一个输出端，若输入端均为高电平，则输出端输出高电平；若输入端中存在低电平，则输出端输出低电平。也就是说，其输入端只要存在一个低电平，则其输出端输出的即为低电平。
在本申请的一些实施例中，如图2所示，触发模块130为D触发器。其中，触发模块130的第一输入端为D触发器的时钟输入引脚CK；触发模块130的第二输入端为D触发器的数据输入引脚D；触发模块的输出端为D触发器的数据输出引脚Q。
在本申请的一些实施例中，如图2所示，主控模块120还用于响应于复位操作生成复位信号，并输入至触发模块130的第三输入端；触发模块130的第三输入端为D触发器的复位引脚R。
在本申请实施例中，主控模块120的一输出端连接D触发器的复位引脚R，从而可以响应于复位操作，实现重启操作，提高用户体验。
进一步地，主控模块120用于每隔预设时间生成一复位信号，该预设时间可以为20ms，从而实现一个周期的测量。可以理解的是，每次复位信号发出之前，主控模块120都可以提前获取脉冲个数计数模块和时间计数模块中的脉冲个数和脉冲周期并保存。
在本申请的一些实施例中，时钟模块包括：2MHz的晶体振荡器。在本申请实施例中，2MHz的晶体振荡器能够使该时钟模块生成周期为20ms的时钟信号，采用2MHz的晶体振荡器测量脉冲周期，其测量精度可达2.5×10-5。
在本申请的一些实施例中，主控模块120还用于获取脉冲个数计数模块获取的脉冲个数以及时间计数单元获取的脉冲周期，并根据脉冲个数和脉冲周期获取待测局部电网的实际供电频率。
具体地，实际供电频率为脉冲个数与脉冲周期的比值。
在本申请的一些实施例中，如图2所示，信号获取模块110包括：用于将交流信号转换为方波信号的隔离单元111；隔离单元111的输入端为信号获取模块110的输入端，隔离单元111的输出端为信号获取模块110的输出端。
其中，隔离单元用于将输入端接收的待测局部电网的初始待测信号，转换被测信号并输出。
在本申请的一些实施例中，如图2所示，信号获取模块110还包括：用于滤波去噪的滤波单元112；滤波单元112的输入端为信号获取模块110的输入端，滤波单元112的输出端与隔离单元111的输入端连接。
在本申请实施例中，采用滤波单元112能够滤除初始待测信号中的噪声，从而进一步提高测量的精度。
在本申请的一些实施例中，如图2所示，信号获取模块110还包括：用于信号整形的整形单元113。其中，整形单元113的输出端为信号获取模块110的输出端；滤波单元112的输出端通过隔离单元111连接至整形单元11的输入端。
在本申请实施例中，通过整形单元113可以得到更加精确的方波信号，从而进一步提高测量精度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于电网调频的测量系统，其特征在于，所述测量系统包括：用于从待测局部电网中获取被测信号的信号获取模块，主控模块、用于生成计数门控信号的触发模块、用于生成时钟信号的时钟模块、用于测量被测信号脉冲个数的脉冲个数计数模块、用于测量被测信号周期的时间计数模块、非门模块；
所述信号获取模块的输出端分别与所述脉冲个数计数模块的第一输入端、所述非门模块的输入端连接，以将被测信号传输至脉冲个数计数模块和非门模块，所述被测信号为方波信号；
所述非门模块的输出端连接至所述触发模块的第一输入端；
所述主控模块用于生成预备门控信号并输出至所述触发模块的第二输入端；
所述触发模块的输出端分别与所述脉冲个数计数模块的第二输入端、所述时间计数模块的第一输入端连接，以发送生成的计数门控信号；
所述时钟模块与所述时间计数模块的第二输入端连接，用于将生成的时钟信号发送至所述时间计数模块。
2.根据权利要求1所述的用于电网调频的测量系统，其特征在于，所述脉冲个数计数模块包括：第一与门单元和脉冲个数计数器；
所述第一与门单元的第一输入端为所述脉冲个数计数模块的第一输入端；
所述第一与门单元的第二输入端为所述脉冲个数计数模块的第二输入端；
所述第一与门单元的输出端与所述脉冲个数计数器的时钟输入引脚。
3.根据权利要求1所述的用于电网调频的测量系统，其特征在于，所述时间计数模块包括：第二与门单元和时间计数器；
所述第二与门单元的第一输入端为所述时间计数模块的第一输入端；
所述第二与门单元的第二输入端为所述时间计数模块的第二输入端；
所述第二与门单元的输出端与所述时间计数器的时钟输入端。
4.根据权利要求1所述的用于电网调频的测量系统，其特征在于，所述触发模块为D触发器；
其中，所述触发模块的第一输入端为所述D触发器的时钟输入引脚；
所述触发模块的第二输入端为所述D触发器的数据输入引脚；
所述触发模块的输出端为所述D触发器的数据输出引脚。
5.根据权利要求4所述的用于电网调频的测量系统，其特征在于，所述主控模块还用于响应于复位操作生成复位信号，并输入至所述触发模块的第三输入端；
所述触发模块的第三输入端为所述D触发器的复位引脚。
6.根据权利要求1所述的用于电网调频的测量系统，其特征在于，所述时钟模块包括：2MHz的晶体振荡器。
7.根据权利要求1所述的用于电网调频的测量系统，其特征在于，所述主控模块还用于获取所述脉冲个数计数模块获取的脉冲个数以及时间计数单元获取的脉冲周期，并根据所述脉冲个数和所述脉冲周期获取所述待测局部电网的实际供电频率。
8.根据权利要求1所述的用于电网调频的测量系统，其特征在于，所述信号获取模块包括：用于将交流信号转换为方波信号隔离单元；
所述隔离单元的输入端为所述信号获取模块的输入端，所述隔离单元的输出端为所述信号获取模块的输出端；
所述隔离单元用于将输入端接收的待测局部电网的初始待测信号，转换被测信号并输出。
9.根据权利要求9所述的用于电网调频的测量系统，其特征在于，所述信号获取模块还包括：用于滤波去噪的滤波单元；
所述滤波单元的输入端为所述信号获取模块的输入端，所述滤波单元的输出端与所述隔离单元的输入端连接。
10.根据权利要求1所述的用于电网调频的测量系统，其特征在于，所述信号获取模块还包括：用于信号整形的整形单元；
所述整形单元的输出端为所述信号获取模块的输出端；
所述滤波单元的输出端通过所述隔离单元连接至所述整形单元的输入端。
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