專利名稱：基于can總線的新能源發(fā)電電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及新能源發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種基于CAN總線的新能源發(fā)電電能質(zhì)量監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
目前，新能源發(fā)電應(yīng)用在逐漸推廣開，以大規(guī)模新能源發(fā)電為主要能源的微電網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展，但是新能源發(fā)電系統(tǒng)存在大量電力電子設(shè)備，電力電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)將會(huì)影響電能質(zhì)量，為了確保用戶用電安全，有必要對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測，確保出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)處理。同時(shí)，微電網(wǎng)管理系統(tǒng)需要對(duì)電網(wǎng)內(nèi)的電能質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，對(duì)于數(shù)據(jù)的及時(shí)更新有很高的要求，這就要求監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚傩?。但是，目前市場上的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置只能測量特定波形的電壓、電流信號(hào)，對(duì)于波形復(fù)雜的新能源發(fā)電系統(tǒng)無法準(zhǔn)確測量，為了解決上述問題，我們提供了一種基于CAN總線的適用于新能源發(fā)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)以上問題，本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于提供一種適應(yīng)于新能源發(fā)電系統(tǒng)，可以測量交流電壓、交流電流、直流電壓、直流電流、頻率、諧波的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型由采樣模塊、顯示模塊、CAN通訊模塊分別與信號(hào)處理模塊電氣連接構(gòu)成。本實(shí)用新型的信號(hào)處理模塊由DSPIC33系列數(shù)字信號(hào)控制器作為核心構(gòu)成。本實(shí)用新型的采樣模塊由霍爾電壓傳感器、霍爾電流傳感器、運(yùn)算放大器及其相關(guān)電阻電容構(gòu)成信號(hào)處理電路，處理交流、直流信號(hào)；經(jīng)過處理后的信號(hào)送到信號(hào)處理模塊。本實(shí)用新型的顯示模塊由IXD段碼式顯示屏、LED指示燈及操作按鍵組成，在信號(hào)處理模塊控制下顯示測量到的參數(shù)。本實(shí)用新型的CAN通訊模塊以MCP2551高速CAN收發(fā)器為核心，在信號(hào)處理模塊控制下完成CAN通訊信號(hào)收發(fā)功能。該實(shí)用新型的工作流程是以DSPIC33系列數(shù)字信號(hào)控制器作為核心構(gòu)成信號(hào)處理模塊，依靠霍爾電壓傳感器、霍爾電流傳感器采集電壓、電流信號(hào)(可測交直流電壓、電流)，經(jīng)過信號(hào)處理電路處理完成后送到DSPIC33系列數(shù)字信號(hào)控制器的AD采樣專用端口， 在DSPIC33系列數(shù)字信號(hào)控制器內(nèi)執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換(AD轉(zhuǎn)換)，并對(duì)AD采樣結(jié)果進(jìn)行數(shù)字濾波處理，處理過的數(shù)字信號(hào)再分別進(jìn)行快速傅立葉變換(FFT)，電壓真有效值計(jì)算、電流真有效值計(jì)算、頻率計(jì)算。將計(jì)算的結(jié)果送到顯示部分進(jìn)行顯示，同時(shí)將數(shù)據(jù)經(jīng)過CAN總線輸送到相關(guān)的設(shè)備中。本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于通過霍爾電壓傳感器與霍爾電流傳感器采集電壓、電流信號(hào)，可以測量交流和直流信號(hào)，并且由DSPIC33系列數(shù)字信號(hào)控制器進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換采樣后進(jìn)行真有效值計(jì)算，適用于電能質(zhì)量較差，交流與直流信號(hào)并存的新能源發(fā)電系統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)， 消除了頻率變化及波形變化對(duì)電壓、電流測量結(jié)果的影響；進(jìn)行FFT變換分析實(shí)時(shí)監(jiān)測新能源發(fā)電系統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)諧波的變換情況。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。附

圖1為基于CAN總線的新能源發(fā)電電能質(zhì)量監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。附圖1中，(1)是采樣模塊；(2)是顯示模塊；(3)是信號(hào)處理模塊；(4)是CAN通訊模塊；附圖2為基于CAN總線的新能源發(fā)電電能質(zhì)量監(jiān)測裝置信號(hào)流向圖，附圖2中，(5)是段碼式LCD屏；(6)是 LED 指示燈；(7)是操作按鍵；(8)是霍爾電壓傳感器、霍爾電流傳感器；(9)是信號(hào)處理電路；(10)是DSPIC33系列數(shù)字信號(hào)控制器；(11)是CAN收發(fā)電路；(2)是顯示模塊，由(5)段碼式IXD屏、(6) LED指示燈、(7)操作按鍵組成；(1)是采樣模塊，由(8)霍爾電壓傳感器、霍爾電流傳感器、(9)信號(hào)處理電路組成；(3)是信號(hào)處理模塊，以(10) DSPIC33系列數(shù)字信號(hào)控制器為核心構(gòu)成；(4)是CAN通訊模塊，以MCP2551為核心構(gòu)成；附圖3是基于CAN總線的新能源發(fā)電電能質(zhì)量監(jiān)測裝置核心DSPIC33系列數(shù)字信號(hào)控制器內(nèi)部信號(hào)處理流程圖，附圖3中，(12)是 AD 轉(zhuǎn)換;(13)是數(shù)字濾波；(14)是頻率計(jì)算；(15)是 FFT 變換；(16)是電壓真有效值計(jì)算；( 17)是電流真有效值計(jì)算；(18)是顯示數(shù)值處理；( 19)是CAN總線發(fā)送數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施方式
[0042]以附圖2中的(8)霍爾電壓傳感器、霍爾電流傳感器與(9)信號(hào)處理電路共同組成附圖1中的①采樣模塊；以附圖2中的(5 )段碼式IXD屏、(6 ) LED指示燈、(7 )操作按鍵組成附圖1中的(2)顯示模塊；以附圖2中的(10) DSPIC33系列數(shù)字信號(hào)控制器為核心構(gòu)成附圖1中的(3)信號(hào)處理模塊；以附圖2中的(11) CAN收發(fā)電路為主構(gòu)成附圖1中的(4) CAN通訊模塊，(11) CAN收發(fā)電路以MCP2551為核心。按照附圖1將(1)采樣模塊、(2)顯示模塊、(4) CAN通訊模塊分別與(3)信號(hào)處理模塊電氣連接，組成了本實(shí)用新型的完整信號(hào)采集、處理、輸出鏈。在上述硬件連接的基礎(chǔ)上，由附圖2中的(10)DSPIC33系列數(shù)字信號(hào)控制器進(jìn)行信號(hào)處理，按照附圖3中的流程首先進(jìn)行步驟(12)AD轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；然后進(jìn)行步驟(13)數(shù)字濾波，將濾波后的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行(14)頻率計(jì)算、(15) FFT變換、(16) 電壓真有效值計(jì)算、(17 )電流真有效值計(jì)算，并將結(jié)果同時(shí)進(jìn)行(18 )顯示數(shù)值處理和(19 ) CAN總線發(fā)送數(shù)據(jù)。(10)DSPIC33系列數(shù)字信號(hào)控制器中的信號(hào)處理過程在其內(nèi)部的軟件控制下執(zhí)行。
權(quán)利要求1.一種基于CAN總線的新能源發(fā)電電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，其特征是由采樣模塊、顯示模塊、CAN通訊模塊分別與信號(hào)處理模塊電氣連接構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN總線的新能源發(fā)電電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，其特征是以信號(hào)處理模塊中的DSPIC33系列數(shù)字信號(hào)控制器為核心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN總線的新能源發(fā)電電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，其特征是采樣模塊由霍爾電壓傳感器、霍爾電流傳感器、運(yùn)算放大器及其相關(guān)電阻電容構(gòu)成信號(hào)處理電路，處理交流、直流信號(hào)；經(jīng)過處理后的信號(hào)送到信號(hào)處理模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN總線的新能源發(fā)電電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，其特征是顯示模塊由IXD段碼式顯示屏、LED指示燈及操作按鍵組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN總線的新能源發(fā)電電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，其特征是CAN通訊模塊以MCP2551高速CAN收發(fā)器為核心，在信號(hào)處理模塊控制下完成CAN通訊信號(hào)收發(fā)功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN總線的新能源發(fā)電電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，其特征是信號(hào)處理模塊對(duì)從采樣模塊獲取的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理，計(jì)算出測量到的電壓、電流、頻率、諧波，將測量結(jié)果通過顯示模塊顯示，并經(jīng)過CAN通訊模塊將數(shù)據(jù)傳輸給相關(guān)設(shè)備。
專利摘要一種基于CAN總線的新能源發(fā)電電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，應(yīng)用于新能源發(fā)電領(lǐng)域。目前，以新能源發(fā)電為主的微電網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展，但是新能源發(fā)電系統(tǒng)存在大量電力電子設(shè)備，造成電能質(zhì)量受到影響，為了確保用戶用電安全，有必要對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測。同時(shí)，微電網(wǎng)需要對(duì)電網(wǎng)內(nèi)的電能質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，對(duì)數(shù)據(jù)的及時(shí)更新有較高的要求，這就要求數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚傩浴１緦?shí)用新型提供一種基于CAN總線的新能源發(fā)電電能質(zhì)量監(jiān)測裝置。本實(shí)用新型包括采樣模塊、信號(hào)處理模塊、顯示模塊、CAN通訊模塊。本實(shí)用新型可以實(shí)時(shí)測量新能源發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的交流電壓、交流電流、直流電壓、直流電流、頻率、諧波，并依靠CAN總線快速將數(shù)據(jù)傳輸給相關(guān)設(shè)備供其分析。
文檔編號(hào)G01R19/25GK202305668SQ20112042815
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者周青, 張超, 楊桂林, 肖慧明, 肖新元, 鄭小春, 黃波 申請(qǐng)人:湖南興業(yè)太陽能科技有限公司, 珠海興業(yè)光電科技有限公司, 珠海興業(yè)新能源科技有限公司, 珠海興業(yè)綠色建筑科技有限公司