CN211293078U - 一种耦合谐波的阻抗扫描系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种耦合谐波的阻抗扫描系统，包括人机交互界面和阻抗扫描装置；人机交互界面与阻抗扫描装置的输入端连接，阻抗扫描装置的输出端与待检测系统连接，阻抗扫描装置包括ARM处理器、数字信号处理装置、数模转换装置、模数转换装置和基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置；ARM处理器一端与阻抗扫描装置输入端连接，ARM处理器另一端与数字信号处理装置双向端连接，数字信号处理装置输出端与数模转换装置输入端连接，数模转换装置输出端与基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置输入端连接，基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置双向端与阻抗扫描装置输出端连接。准确地获取阻抗信息，提高待检测系统稳定性分析的准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种耦合谐波的阻抗扫描系统。
背景技术
随着柔性直流输电系统的大规模应用，在多数柔性直流输电系统中都观测到振荡现象的发生，此类振荡现象发生的频率范围从几赫兹至几千赫兹不等，在各频率区间皆有发生，且受到系统结构、运行状态及控制器动态特性影响，其振荡机理复杂多变，对分析此类振荡现象带来不小难度。目前此类振荡现象的分析方法大多采用阻抗分析法，通过获取柔性直流输电系统在该稳态工作点的阻抗曲线来进一步分析柔性直流输电系统稳定性。在系统结构、运行状态及控制器动态特性明确的情况下，可以通过阻抗理论模型来获取待检测系统的阻抗曲线，而阻抗曲线一般情况下都是通过阻抗扫描装置来获取的。
但传统的阻抗扫描装置在分析耦合特性明显的待检测系统时，无法准确获取阻抗信息，提高待检测系统稳定性分析的准确度。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种耦合谐波的阻抗扫描系统，对耦合特性明显的待检测系统进行分析时，能有效准确地获取阻抗信息，提高待检测系统稳定性分析的准确度。
为解决以上技术问题，本实用新型实施例提供了一种耦合谐波的阻抗扫描系统，包括人机交互界面和用于生成阻抗曲线的阻抗扫描装置；其中，所述人机交互界面与所述阻抗扫描装置的输入端连接，所述阻抗扫描装置的输出端与待检测系统连接；所述阻抗扫描装置包括ARM处理器、数字信号处理装置、数模转换装置、模数转换装置和基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置；其中，所述ARM处理器的一端与所述阻抗扫描装置的输入端连接，所述ARM处理器的另一端与所述数字信号处理装置的双向端连接，所述数字信号处理装置的输出端与所述数模转换装置的输入端连接，所述数模转换装置的输出端与所述基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置的输入端连接，所述基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置的双向端与所述阻抗扫描装置的输出端连接，所述基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置的输出端与所述模数转换装置的输入端连接，所述模数转换装置的输出端与所述数字信号处理装置的输入端连接。
优选地，所述数字信号处理装置为FPGA逻辑器件。
优选地，所述数模转换装置为数模转换器。
优选地，所述模数转换装置为模数转换器。
相对于现有技术，本实用新型实施例提供的一种耦合谐波的阻抗扫描系统的有益效果在于：所述耦合谐波的阻抗扫描系统包括人机交互界面和用于生成阻抗曲线的阻抗扫描装置；其中，所述人机交互界面与所述阻抗扫描装置的输入端连接，所述阻抗扫描装置的输出端与待检测系统连接；所述阻抗扫描装置包括ARM处理器、数字信号处理装置、数模转换装置、模数转换装置和基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置；其中，所述ARM处理器的一端与所述阻抗扫描装置的输入端连接，所述ARM处理器的另一端与所述数字信号处理装置的双向端连接，所述数字信号处理装置的输出端与所述数模转换装置的输入端连接，所述数模转换装置的输出端与所述基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置的输入端连接，所述基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置的双向端与所述阻抗扫描装置的输出端连接，所述基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置的输出端与所述模数转换装置的输入端连接，所述模数转换装置的输出端与所述数字信号处理装置的输入端连接。通过在人机交互界面上设置扫频信号和耦合频率谐波信号，通过所述阻抗扫描装置向待检测系统注入所述耦合频率谐波信号并采集注入所述耦合频率谐波信号后的待检测系统的电压电流信号，人机交互界面根据所述阻抗扫描装置反馈的信息进行计算并显示待检测系统的阻抗曲线，有效准确地获取阻抗信息，提高待检测系统稳定性分析的准确性。
附图说明
图1是本实用新型实施例中一种耦合谐波的阻抗扫描系统的结构示意图。
其中，说明书附图中的附图标记如下：
1、人机交互界面；
2、阻抗扫描装置；21、ARM处理器；22、数字信号处理装置；23、数模转换装置；24、模数转换装置；25、基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，其是本实用新型实施例提供的一种耦合谐波的阻抗扫描系统的结构示意图，所述耦合谐波的阻抗扫描系统包括人机交互界面1和用于生成阻抗曲线的阻抗扫描装置2；其中，所述人机交互界面1与所述阻抗扫描装置2的输入端连接，所述阻抗扫描装置2的输出端与待检测系统连接；所述阻抗扫描装置2包括ARM处理器21、数字信号处理装置22、数模转换装置23、模数转换装置24和基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置25；其中，所述ARM处理器21的一端与所述阻抗扫描装置2的输入端连接，所述ARM处理器21的另一端与所述数字信号处理装置22的双向端连接，所述数字信号处理装置22的输出端与所述数模转换装置23的输入端连接，所述数模转换装置23的输出端与所述基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置25的输入端连接，所述基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置25的双向端与所述阻抗扫描装置2的输出端连接，所述基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置25的输出端与所述模数转换装置24的输入端连接，所述模数转换装置24的输出端与所述数字信号处理装置22的输入端连接。
在本实施例中，由于传统的阻抗扫描装置2在分析耦合特性明显的待检测系统时，存在精度不够、无法表现耦合特性等缺陷，利用人机交互界面1设置扫频信号和耦合频率谐波，并向待检测系统注入耦合频率谐波获取待检测系统的阻抗耦合特性曲线，进一步提高待检测系统阻抗耦合特性的精度，为分析待检测系统稳定性提供基础。其中，注入的耦合频率谐波需要满足耦合特性，一般是注入的第一耦合频率谐波和第二耦合频率谐波的角速度之和等于2倍的基波角速度；注入耦合频率谐波幅值需要足够小，不引起系统稳态工作点变化；同时注入耦合频率谐波幅值需要足够大，能够准确读取待检测系统反馈回来的电压电流信号中对应耦合频率的谐波。
在本实施例中，所述数字信号处理装置22的类型也可以根据实际使用情况进行设置，只需满足所述数字信号处理装置22能够实现在本实施例中的相关功能即可。为了进一步使设计和结构简单化，以降低成本，本实施例中所述数字信号处理装置22为FPGA逻辑器件。
在本实施例中，所述数模转换装置23的类型也可以根据实际使用情况进行设置，只需满足所述数模转换装置23能够实现在本实施例中的相关功能即可。为了进一步使设计和结构简单化，以降低成本，本实施例中所述数模转换装置23为数模转换器。
在本实施例中，所述模数转换装置24的类型也可以根据实际使用情况进行设置，只需满足所述模数转换装置24能够实现在本实施例中的相关功能即可。为了进一步使设计和结构简单化，以降低成本，本实施例中所述模数转换装置24为模数转换器。
在本实施例中，所述耦合谐波的阻抗扫描系统的工作过程，具体表现为：首先，通过人机交互界面1配置扫频频段、耦合频率谐波幅值、扫频间隔及扫频时间参数；数字信号处理装置22根据人机交互界面1设置的扫频信号和耦合频率谐波，生成参考信号输入至数字信号处理装置22，并按照时间先后记录数字信号处理装置22的反馈信号并进行同一处理，再输回至人机界面；而数字信号处理装置22根据ARM处理器21生成的参考信号生成实时数字仿真仪或者相关硬件能够执行的数字信号；然后数模转换装置23根据数字信号处理装置22生成的数字信号生成实时数字仿真仪或者相关硬件能够执行的模拟信号，输入至基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置25，基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置25将采集到的待检测系统的电压电流信号与数模转换装置23生成的模拟信号进行整合，输出至模数转换装置24，模数转换装置24将基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置25得到的模拟信号转换成阻抗扫描装置2能够识别的数字信号。
一般人机交互界面1负责生成可视化操作界面及扫频信号和耦合频率谐波，再输出到阻抗扫描装置2，同时处理从阻抗扫描装置2采集到的电压电流信号，生成阻抗曲线扫描结果，然后根据生成阻抗曲线扫描结果进行阻抗曲线计算，一般是进行离散傅氏变换的快速算法计算得到对应注入耦合频率谐波的阻抗特性。
相对于现有技术，本实用新型实施例提供的一种耦合谐波的阻抗扫描系统的有益效果在于：所述耦合谐波的阻抗扫描系统包括人机交互界面和用于生成阻抗曲线的阻抗扫描装置；其中，所述人机交互界面与所述阻抗扫描装置的输入端连接，所述阻抗扫描装置的输出端与待检测系统连接；所述阻抗扫描装置包括ARM处理器、数字信号处理装置、数模转换装置、模数转换装置和基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置；其中，所述ARM处理器的一端与所述阻抗扫描装置的输入端连接，所述ARM处理器的另一端与所述数字信号处理装置的双向端连接，所述数字信号处理装置的输出端与所述数模转换装置的输入端连接，所述数模转换装置的输出端与所述基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置的输入端连接，所述基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置的双向端与所述阻抗扫描装置的输出端连接，所述基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置的输出端与所述模数转换装置的输入端连接，所述模数转换装置的输出端与所述数字信号处理装置的输入端连接。通过在人机交互界面上设置扫频信号和耦合频率谐波信号，通过所述阻抗扫描装置向待检测系统注入所述耦合频率谐波信号并采集注入所述耦合频率谐波信号后的待检测系统的电压电流信号，人机交互界面根据所述阻抗扫描装置反馈的信息进行计算并显示待检测系统的阻抗曲线，有效准确地获取阻抗信息，提高待检测系统稳定性分析的准确性。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种耦合谐波的阻抗扫描系统，其特征在于，包括人机交互界面和用于生成阻抗曲线的阻抗扫描装置；其中，所述人机交互界面与所述阻抗扫描装置的输入端连接，所述阻抗扫描装置的输出端与待检测系统连接；所述阻抗扫描装置包括ARM处理器、数字信号处理装置、数模转换装置、模数转换装置和基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置；其中，所述ARM处理器的一端与所述阻抗扫描装置的输入端连接，所述ARM处理器的另一端与所述数字信号处理装置的双向端连接，所述数字信号处理装置的输出端与所述数模转换装置的输入端连接，所述数模转换装置的输出端与所述基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置的输入端连接，所述基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置的双向端与所述阻抗扫描装置的输出端连接，所述基于实时数字仿真仪的信号发生与采集装置的输出端与所述模数转换装置的输入端连接，所述模数转换装置的输出端与所述数字信号处理装置的输入端连接。
2.如权利要求1所述的耦合谐波的阻抗扫描系统，其特征在于，所述数字信号处理装置为FPGA逻辑器件。
3.如权利要求1所述的耦合谐波的阻抗扫描系统，其特征在于，所述数模转换装置为数模转换器。
4.如权利要求1所述的耦合谐波的阻抗扫描系统，其特征在于，所述模数转换装置为模数转换器。
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