CN215375614U - 一种简化的数字式闪变仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于风力发电检测技术领域；传统数字式闪变仪具有速度快、设计简单的优点；但若按照国标12326推荐的环节逐一数字化，不仅会导致装置结构重复，还会导致闪变值计算误差增大，本实用新型提供一种简化的数字式闪变仪，包括电压信号采集模块、模数转换器、第一平方器、快速傅里叶变换模块、乘法器、快速傅里叶逆变换模块，第二平方器、一阶低通数字滤波器、统计评估模块和输出端，减少了一阶高通滤波器、6阶巴特沃斯低通滤波器这两个环节，用乘法器替换了传统数字式闪变仪中复杂的视感度加权滤波器，实现了频域加权，简化了设备结构，降低了装置实现难度，减少了数字化过程中产生的误差。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电检测装置领域，更具体的说，涉及一种简化的数字式闪变仪。
背景技术
随着冲击性、波动性负荷的增加，闪变作为电力系统电能质量的重要指标，需准确评估，可以依据国家标准《GB 12326-2000 电能质量电压波动和闪变》（下称国标12326）推荐的方法进行检测。但在该方法中，除去统计评估环节以外全部采用模拟设计。在实际的模拟电路中，设计滤波器的过电压和过电流保护比较复杂，因此，需要设计一种数字式闪变仪作为替代品来实现国标12326。
传统数字式闪变仪具有速度快、设计简单的优点；但若按照国标12326推荐的环节逐一数字化，不仅会导致装置结构重复，还会导致闪变值计算误差增大。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种简化的数字式闪变仪，该实用新型减少了一阶高通滤波器、6阶巴特沃斯低通滤波器这两个环节，用乘法器替换了传统数字式闪变仪中复杂的视感度加权滤波器，实现了频域加权，简化了设备结构，降低了装置实现难度，减少了数字化过程中产生的误差。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种简化的数字式闪变仪，包括电压信号采集模块、模数转换器、第一平方器、快速傅里叶变换模块、视感度加权系数存储器、快速傅里叶逆变换模块、第二平方器、一阶低通数字滤波器、统计评估模块和输出端，以及用于实现视感度加权的乘法器，其中：电压信号采集模块与模数转换器连接，模数转换器与第一平方器连接，第一平方器与快速傅里叶变换模块连接，快速傅里叶变换模块与乘法器连接，视感度加权系数存储器与乘法器连接，乘法器的第一输入端与快速傅里叶逆变换模块连接，快速傅里叶逆变换模块与第二平方器连接，第二平方器与一阶低通数字滤波器连接，一阶低通数字滤波器与统计评估模块连接，统计评估模块与输出端连接。
进一步，乘法器的第二输入端连接视感度加权系数存储器。
进一步，视感度加权系数根据采样时间T、采样个数N和国标12326中不同频率电压波动所对应的视感度加权系数进行取值，具体如下：
模数转换器的采样频率为f s ，采样时间为T，采样个数N=T▪f s ，视感度加权系数的个数为N/2，从第1到第（0.05T/2－1）的视感度加权系数和从第（35T/2+1）到第N/2的视感度加权系数取值均为零，从第0.05T/2到第35T/2的视感度加权系数对应0.05到35Hz的电压波动，频率间隔为1/THz，取值按国标12326中不同频率电压波动所对应的视感度加权系数取值。
综上所述，发明具有以下有益效果：
本实用新型在数字化实现时，统一考虑了国标12326中的一阶高通滤波器、6阶巴特沃斯低通滤波器和二阶加权滤波器，减少了一阶高通滤波器、6阶巴特沃斯低通滤波器这两个环节，降低了这两个环节在数字化时产生的误差，用乘法器替换了传统数字式闪变仪中复杂的视感度加权滤波器，实现了频域加权，简化了装置结构，降低了装置实现难度。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型公开了一种简化的数字式闪变仪，减少了一阶高通滤波器、6阶巴特沃斯低通滤波器这两个环节，用乘法器替换了传统数字式闪变仪中复杂的视感度加权滤波器，实现了频域加权，简化了设备结构，包括电压信号采集模块、模数转换器、第一平方器、快速傅里叶变换模块、快速傅里叶逆变换模块，第二平方器、一阶低通数字滤波器、统计评估模块和输出端，以及用于实现视感度加权的乘法器，其中：电压信号采集模块与模数转换器连接，模数转换器与第一平方器连接，第一平方器与快速傅里叶变换模块连接，快速傅里叶变换模块与乘法器连接，乘法器的第一输入端与快速傅里叶逆变换模块连接，快速傅里叶逆变换模块与第二平方器连接，第二平方器与一阶低通数字滤波器连接，一阶低通数字滤波器与统计评估模块连接，统计评估模块与输出端连接；电压信号采集模块用于包含电压波动的待检测电压信号的输入；模数转换器用于将待检测电压信号转换成数字量，根据国标12326要求，需对0.05~35Hz电压波动进行视感度加权，模数转换器的采样频率应不小于70Hz；快速傅里叶变换模块用于将数字的时域电压波动信号转换至频域，进而可以方便的在频域内实现视感度加权。
乘法器用于实现视感度加权，其两组输入分别为快速傅里叶变换模块的输出和视感度加权系数；视感度加权系数根据采样时间T、采样个数N和国标12326中不同频率电压波动所对应的视感度加权系数进行取值，模数转换器的采样频率为f s ，采样时间为T，采样个数N=T▪f s ，视感度加权系数的个数为N/2，从第1到第（0.05T/2－1）的视感度加权系数和从第（35T/2+1）到第N/2的视感度加权系数取值均为零，从第0.05T/2到第35T/2的视感度加权系数对应0.05到35Hz的电压波动，频率间隔为1/THz，取值按国标12326中不同频率电压波动所对应的视感度加权系数取值，乘法器替换了传统数字式闪变仪中复杂的视感度加权滤波器，实现了频域加权，降低了装置实现难度；快速傅里叶逆变换模块用于将数字的频域电压波动信号恢复至时域；第二平方器和一阶低通数字滤波器起着平滑的作用，模拟人脑的存储记忆效应，一阶低通数字滤波器的惯性时间常数取值为0.3秒，其输出是瞬时闪变视感度；统计评估模块与输出端连接，统计评估模块对所述平方及一阶低通数字滤波器输出的瞬时闪变视感度进行概率统计计算和记录，其输出为短时间闪变值和长时间闪变值。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种简化的数字式闪变仪，其特征在于：包括电压信号采集模块、模数转换器、第一平方器、快速傅里叶变换模块、视感度加权系数存储器、快速傅里叶逆变换模块、第二平方器、一阶低通数字滤波器、统计评估模块和输出端，以及用于实现视感度加权的乘法器，其中：所述电压信号采集模块与模数转换器连接，所述模数转换器与第一平方器连接，所述第一平方器与快速傅里叶变换模块连接，所述快速傅里叶变换模块与乘法器连接，所述视感度加权系数存储器与乘法器连接，所述乘法器的第一输入端与快速傅里叶逆变换模块连接，所述快速傅里叶逆变换模块与第二平方器连接，所述第二平方器与一阶低通数字滤波器连接，所述一阶低通数字滤波器与统计评估模块连接，所述统计评估模块与输出端连接。
2.根据权利要求1所述的简化的数字式闪变仪，其特征在于：所述乘法器的第二输入端连接视感度加权系数存储器。
3.根据权利要求2所述的简化的数字式闪变仪，其特征在于：视感度加权系数根据采样时间T、采样个数N和国标12326中不同频率电压波动所对应的视感度加权系数进行取值，具体如下：
模数转换器的采样频率为f s ，采样时间为T，采样个数N=T▪f s ，视感度加权系数的个数为N/2，从第1到第（0.05T/2－1）的视感度加权系数和从第（35T/2+1）到第N/2的视感度加权系数取值均为零，从第0.05T/2到第35T/2的视感度加权系数对应0.05到35Hz的电压波动，频率间隔为1/THz，取值按国标12326中不同频率电压波动所对应的视感度加权系数取值。
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