專利名稱：一種水流發電電網頻率的仿真方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及仿真技術領域，尤其涉及一種水流發電電網頻率的仿真方法及裝置。
背景技術：
隨著中國經濟不斷向新的階段發展，國民經濟持續快速增長、工業現代化進程加快的同時，資源和環境制約趨緊，能源供應出現緊張局面，生態環境壓力持續增大。據此，加快水力資源開發、實現西電東送，對于解決國民經濟發展中的能源短缺問題、改善生態環境、促進區域經濟的協調和可持續發展，無疑具有非常重要的意義。大力發展水電事業將有利于縮小城鄉差距、改善農村生產生活條件，對于推進地方農業生產、提高農民收入，加快脫貧步伐、促進民族團結、維護社會穩定，具有不可替代的作用。水電開發通過投資拉動、稅 收增加和相關服務業的發展，將把地方資源優勢轉變為經濟優勢、產業優勢，以此帶動其他產業發展，形成支撐力強的產業集群，有力促進地方經濟的全面發展。的確，水流發電技術尤其是它的控制技術近年來得到了飛速發展。但是，控制技術的核心并未完全被國內的技術團隊所掌握。主要是沒有完整獨立的仿真技術來實現其整體的工況聯動仿真。而其中，對電網信號仿真至關重要。本發明就是一種仿真電網頻率運行情況的仿真實施方法。因此，設計一種快速簡單、精度高的電網頻率的仿真方法及裝置十分必要，是仿真技術領域目前急待解決的問題之一。
發明內容
本發明實施例提供了一種水流發電電網頻率的仿真方法及裝置，通過在每個頻率周期內循環讀取存儲器數據，將數據轉換成模擬量，形成正弦波并將頻率波形進行放大后通過端口輸出，進而實現電網頻率的仿真。本發明實施例提供以下技術方案一種水流發電電網頻率的仿真方法，包括步驟I、在每個頻率周期內循環讀取存儲器數據。步驟2、將數據轉換成模擬量，形成正弦波。步驟3、將頻率波形進行放大。步驟4、將放大的頻率波通過端口輸出。優選的，上述步驟一中，存儲器模塊為FPGA，存儲了一個周期的512個數據。優選的，上述數據為正弦波數據。優選的,上述步驟一中,仿真頻率為50赫茲。優選的，上述步驟一中，順序讀取存儲器數據的時間間隔為39. 0625微秒。優選的，上述步驟二中，是通過12位的數模轉換器進行轉換。優選的，上述數模轉換器的型號為TVL5688。優選的，上述步驟三中，運放的型號為TL062。
一種水流發電電網頻率的仿真裝置，包括讀取模塊、數模轉換模塊、運放模塊及輸出模塊。優選的，上述讀取模塊用于在每個頻率周期內循環讀取存儲器數據。優選的，上述數模轉換模塊用于將數據轉換成模擬量，形成正弦波。優選的，上述運放模塊用于將頻率波形進行放大。優選的，上述輸出模塊用于將放大的頻率波通過端口輸出。本發明提供的一種水流發電電網頻率的仿真方法及裝置，通過在每個頻率周期內循環讀取存儲器數據，將數據轉換成模擬量，形成正弦波并將頻率波形進行放大后通過端口輸出，進而實現電網頻率的仿真。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發明實施例提供的電網頻率的仿真方法流程圖；圖2是本發明實施例提供的電網頻率的仿真裝置示意圖。
具體實施例方式本發明實施例提供一種水流發電電網頻率的仿真方法及裝置，通過在每個頻率周期內循環讀取存儲器數據，將數據轉換成模擬量，形成正弦波并將頻率波形進行放大后通過端口輸出，進而實現電網頻率的仿真。為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面參照附圖并舉實施例，對本發明進一步詳細說明。本發明實施例提供一種水流發電電網頻率的仿真方法，如圖I所示，具體步驟包括步驟1，在每個頻率周期內循環讀取存儲器數據。具體而言，在本發明實施例中存儲器模塊采用FPGA，為512個存儲器，地址按照順序從O到511，存儲了一個周期的512個正弦波數據。在本發明實施例中，每個頻率周期內循環按順序讀取存儲器模塊。FPGA (Field Programmable Gate Array)即現場可編程門陣列，它是在 PAL、GAL、EPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定制電路而出現的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。FPGA的使用非常靈活，同一片FPGA通過不同的編程數據可以產生不同的電路功能。進一步的，在本發明實施例中，仿真頻率為f = 50Hz，則對應的周期為T = 20mS。順序讀取存儲器模塊內每個數據的時間間隔為τ = 20mS/512 = 39. 0625uS，確保一個周期T = 20mS內輸出一個完整的正弦波。步驟2，將數據轉換成模擬量，形成正弦波。具體而言，在本發明實施例中轉換器模塊為12位數模轉換器，又稱D/A轉換器，簡稱DAC，是將數字量轉變成模擬的器件。D/A轉換器主要由由4個部分組成，即權電阻網絡、運算放大器、基準電源和模擬開關。在本發明實施例中，數模轉換器的型號為TVL5688，可將存儲器模塊的數據轉換成模擬量，形成一個周期正弦波。
具有而言，上述形成的正弦波為一個周期是20mS的正弦波。步驟3，將頻率波形進行放大。具體而言，在本發明實施例中運放的型號為TL062，用于將頻率波形放大到規定的幅度。運放是運算放大器的簡稱。在實際電路中，通常結合反饋網絡共同組成某種功能模塊。由于早期應用于模擬計算機中，用以實現數學運算，故稱為“運算放大器”。運放是一個從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實現，也可以實現在半導體芯片當中。隨著半導體技術的發展，如今絕大部分的運放是以單片的形式存在。步驟4，將放大的頻率波通過端口輸出。具體而言，在本發明實施例中將頻率波形放大到規定的幅度從OUT端子輸出。另外，本發明實施例還提供一種水流發電電網頻率的仿真裝置。如圖2所示，為本發明實施例提供的一種水流發電電網頻率的仿真裝置示意圖。一種水流發電電網頻率的仿真裝置，包括讀取模塊11、數模轉換模塊22、運放模塊33及輸出模塊44。讀取模塊11，用于在每個頻率周期內循環讀取存儲器數據。具體而言，在本發明實施例中存儲器模塊采用FPGA，為512個存儲器，地址按照順序從O到511，存儲了一個周期的512個正弦波數據。在本發明實施例中，每個頻率周期內循環按順序讀取存儲器模塊。FPGA (Field Programmable Gate Array)即現場可編程門陣列，它是在 PAL、GAL、EPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定制電路而出現的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。FPGA的使用非常靈活，同一片FPGA通過不同的編程數據可以產生不同的電路功能。進一步的，在本發明實施例中，仿真頻率為f = 50Hz，則對應的周期為T = 20mS。順序讀取存儲器模塊內每個數據的時間間隔為τ = 20mS/512 = 39. 0625uS，確保一個周期T = 20mS內輸出一個完整的正弦波。數模轉換模塊22，用于將數據轉換成模擬量，形成正弦波。具體而言，在本發明實施例中轉換器模塊為12位數模轉換器，又稱D/A轉換器，簡稱DAC，是將數字量轉變成模擬的器件。D/A轉換器主要由由4個部分組成，即權電阻網絡、運算放大器、基準電源和模擬開關。在本發明實施例中，數模轉換器的型號為TVL5688，可將存儲器模塊的數據轉換成模擬量，形成一個周期正弦波。具有而言,上述形成的正弦波為一個周期是20mS的正弦波。運放模塊33，用于將頻率波形進行放大。具體而言，在本發明實施例中運放的型號為TL062，用于將頻率波形放大到規定的幅度。運放是運算放大器的簡稱。在實際電路中，通常結合反饋網絡共同組成某種功能模塊。由于早期應用于模擬計算機中，用以實現數學運算，故稱為“運算放大器”。運放是一個從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實現，也可以實現在半導體芯片當中。隨著半導體技術的發展，如今絕大部分的運放是以單片的形式存在。輸出模塊44，用于將放大的頻率波通過端口輸出。具體而言，在本發明實施例中將頻率波形放大到規定的幅度從OUT端子輸出。本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質中，該程序在執行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實現，也可以采用軟件功能模塊的形式實現。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。
綜上所述，本文提供了本發明實施例提供一種水流發電電網頻率的仿真方法及裝置，通過在每個頻率周期內循環讀取存儲器數據，將數據轉換成模擬量，形成正弦波并將頻率波形進行放大后通過端口輸出，進而實現電網頻率的仿真。以上對本發明所提供的一種水流發電電網頻率的仿真方法及裝置進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方案；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種水流發電電網頻率的仿真方法，其特征在于，所述仿真方法包括 步驟I、在每個頻率周期內循環讀取存儲器數據； 步驟2、將數據轉換成模擬量，形成正弦波； 步驟3、將頻率波形進行放大； 步驟4、將放大的頻率波通過端口輸出。
2.根據權利要求I所述的仿真方法，其特征在于，在所述步驟一中，存儲器模塊為FPGA，存儲了一個周期的512個數據。
3.根據權利要求2所述的仿真方法，其特征在于，所述數據為正弦波數據。
4.根據權利要求I所述的仿真方法，其特征在于，在所述步驟一中，仿真頻率為50赫茲。
5.根據權利要求I所述的仿真方法，其特征在于，在所述步驟一中，順序讀取存儲器數據的時間間隔為39. 0625微秒。
6.根據權利要求I所述的仿真方法，其特征在于，在所述步驟二中，是通過12位的數模轉換器進行轉換。
7.根據權利要求6所述的仿真方法，其特征在于，所述數模轉換器的型號為TVL5688。
8.根據權利要求I所述的仿真方法，其特征在于，在所述步驟三中，運放的型號為TL062。
9.一種水流發電電網頻率的仿真裝置，其特征在于，所述仿真裝置包括讀取模塊、數模轉換模塊、運放模塊及輸出模塊。
10.根據權利要求9所述的仿真裝置，其特征在于，所述讀取模塊用于在每個頻率周期內循環讀取存儲器數據；所述數模轉換模塊用于將數據轉換成模擬量，形成正弦波；所述運放模塊用于將頻率波形進行放大；所述輸出模塊用于將放大的頻率波通過端口輸出。
全文摘要
本發明提供的一種水流發電電網頻率的仿真方法及裝置，通過在每個頻率周期內循環讀取存儲器數據，將數據轉換成模擬量，形成正弦波并將頻率波形進行放大后通過端口輸出，進而實現電網頻率的仿真。
文檔編號G06F17/50GK102646138SQ20111004032
公開日2012年8月22日 申請日期2011年2月18日 優先權日2011年2月18日
發明者楊翰, 蔡祖衛, 陳立民, 陳耀民, 顧華 申請人:上海誠佳電子科技有限公司