专利名称：一种水流发电电网频率的仿真方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及仿真技术领域，尤其涉及一种水流发电电网频率的仿真方法及装置。
背景技术：
随着中国经济不断向新的阶段发展，国民经济持续快速增长、工业现代化进程加快的同时，资源和环境制约趋紧，能源供应出现紧张局面，生态环境压力持续增大。据此，加快水力资源开发、实现西电东送，对于解决国民经济发展中的能源短缺问题、改善生态环境、促进区域经济的协调和可持续发展，无疑具有非常重要的意义。大力发展水电事业将有利于缩小城乡差距、改善农村生产生活条件，对于推进地方农业生产、提高农民收入，加快脱贫步伐、促进民族团结、维护社会稳定，具有不可替代的作用。水电开发通过投资拉动、税 收增加和相关服务业的发展，将把地方资源优势转变为经济优势、产业优势，以此带动其他产业发展，形成支撑力强的产业集群，有力促进地方经济的全面发展。的确，水流发电技术尤其是它的控制技术近年来得到了飞速发展。但是，控制技术的核心并未完全被国内的技术团队所掌握。主要是没有完整独立的仿真技术来实现其整体的工况联动仿真。而其中，对电网信号仿真至关重要。本发明就是一种仿真电网频率运行情况的仿真实施方法。因此，设计一种快速简单、精度高的电网频率的仿真方法及装置十分必要，是仿真技术领域目前急待解决的问题之一。
发明内容
本发明实施例提供了一种水流发电电网频率的仿真方法及装置，通过在每个频率周期内循环读取存储器数据，将数据转换成模拟量，形成正弦波并将频率波形进行放大后通过端口输出，进而实现电网频率的仿真。本发明实施例提供以下技术方案一种水流发电电网频率的仿真方法，包括步骤I、在每个频率周期内循环读取存储器数据。步骤2、将数据转换成模拟量，形成正弦波。步骤3、将频率波形进行放大。步骤4、将放大的频率波通过端口输出。优选的，上述步骤一中，存储器模块为FPGA，存储了一个周期的512个数据。优选的，上述数据为正弦波数据。优选的,上述步骤一中,仿真频率为50赫兹。优选的，上述步骤一中，顺序读取存储器数据的时间间隔为39. 0625微秒。优选的，上述步骤二中，是通过12位的数模转换器进行转换。优选的，上述数模转换器的型号为TVL5688。优选的，上述步骤三中，运放的型号为TL062。
一种水流发电电网频率的仿真装置，包括读取模块、数模转换模块、运放模块及输出模块。优选的，上述读取模块用于在每个频率周期内循环读取存储器数据。优选的，上述数模转换模块用于将数据转换成模拟量，形成正弦波。优选的，上述运放模块用于将频率波形进行放大。优选的，上述输出模块用于将放大的频率波通过端口输出。本发明提供的一种水流发电电网频率的仿真方法及装置，通过在每个频率周期内循环读取存储器数据，将数据转换成模拟量，形成正弦波并将频率波形进行放大后通过端口输出，进而实现电网频率的仿真。
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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I是本发明实施例提供的电网频率的仿真方法流程图；图2是本发明实施例提供的电网频率的仿真装置示意图。
具体实施例方式本发明实施例提供一种水流发电电网频率的仿真方法及装置，通过在每个频率周期内循环读取存储器数据，将数据转换成模拟量，形成正弦波并将频率波形进行放大后通过端口输出，进而实现电网频率的仿真。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。本发明实施例提供一种水流发电电网频率的仿真方法，如图I所示，具体步骤包括步骤1，在每个频率周期内循环读取存储器数据。具体而言，在本发明实施例中存储器模块采用FPGA，为512个存储器，地址按照顺序从O到511，存储了一个周期的512个正弦波数据。在本发明实施例中，每个频率周期内循环按顺序读取存储器模块。FPGA (Field Programmable Gate Array)即现场可编程门阵列，它是在 PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA的使用非常灵活，同一片FPGA通过不同的编程数据可以产生不同的电路功能。进一步的，在本发明实施例中，仿真频率为f = 50Hz，则对应的周期为T = 20mS。顺序读取存储器模块内每个数据的时间间隔为τ = 20mS/512 = 39. 0625uS，确保一个周期T = 20mS内输出一个完整的正弦波。步骤2，将数据转换成模拟量，形成正弦波。具体而言，在本发明实施例中转换器模块为12位数模转换器，又称D/A转换器，简称DAC，是将数字量转变成模拟的器件。D/A转换器主要由由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。在本发明实施例中，数模转换器的型号为TVL5688，可将存储器模块的数据转换成模拟量，形成一个周期正弦波。
具有而言，上述形成的正弦波为一个周期是20mS的正弦波。步骤3，将频率波形进行放大。具体而言，在本发明实施例中运放的型号为TL062，用于将频率波形放大到规定的幅度。运放是运算放大器的简称。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故称为“运算放大器”。运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展，如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。步骤4，将放大的频率波通过端口输出。具体而言，在本发明实施例中将频率波形放大到规定的幅度从OUT端子输出。另外，本发明实施例还提供一种水流发电电网频率的仿真装置。如图2所示，为本发明实施例提供的一种水流发电电网频率的仿真装置示意图。一种水流发电电网频率的仿真装置，包括读取模块11、数模转换模块22、运放模块33及输出模块44。读取模块11，用于在每个频率周期内循环读取存储器数据。具体而言，在本发明实施例中存储器模块采用FPGA，为512个存储器，地址按照顺序从O到511，存储了一个周期的512个正弦波数据。在本发明实施例中，每个频率周期内循环按顺序读取存储器模块。FPGA (Field Programmable Gate Array)即现场可编程门阵列，它是在 PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA的使用非常灵活，同一片FPGA通过不同的编程数据可以产生不同的电路功能。进一步的，在本发明实施例中，仿真频率为f = 50Hz，则对应的周期为T = 20mS。顺序读取存储器模块内每个数据的时间间隔为τ = 20mS/512 = 39. 0625uS，确保一个周期T = 20mS内输出一个完整的正弦波。数模转换模块22，用于将数据转换成模拟量，形成正弦波。具体而言，在本发明实施例中转换器模块为12位数模转换器，又称D/A转换器，简称DAC，是将数字量转变成模拟的器件。D/A转换器主要由由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。在本发明实施例中，数模转换器的型号为TVL5688，可将存储器模块的数据转换成模拟量，形成一个周期正弦波。具有而言,上述形成的正弦波为一个周期是20mS的正弦波。运放模块33，用于将频率波形进行放大。具体而言，在本发明实施例中运放的型号为TL062，用于将频率波形放大到规定的幅度。运放是运算放大器的简称。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故称为“运算放大器”。运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展，如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。输出模块44，用于将放大的频率波通过端口输出。具体而言，在本发明实施例中将频率波形放大到规定的幅度从OUT端子输出。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
综上所述，本文提供了本发明实施例提供一种水流发电电网频率的仿真方法及装置，通过在每个频率周期内循环读取存储器数据，将数据转换成模拟量，形成正弦波并将频率波形进行放大后通过端口输出，进而实现电网频率的仿真。以上对本发明所提供的一种水流发电电网频率的仿真方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方案；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种水流发电电网频率的仿真方法，其特征在于，所述仿真方法包括 步骤I、在每个频率周期内循环读取存储器数据； 步骤2、将数据转换成模拟量，形成正弦波； 步骤3、将频率波形进行放大； 步骤4、将放大的频率波通过端口输出。
2.根据权利要求I所述的仿真方法，其特征在于，在所述步骤一中，存储器模块为FPGA，存储了一个周期的512个数据。
3.根据权利要求2所述的仿真方法，其特征在于，所述数据为正弦波数据。
4.根据权利要求I所述的仿真方法，其特征在于，在所述步骤一中，仿真频率为50赫兹。
5.根据权利要求I所述的仿真方法，其特征在于，在所述步骤一中，顺序读取存储器数据的时间间隔为39. 0625微秒。
6.根据权利要求I所述的仿真方法，其特征在于，在所述步骤二中，是通过12位的数模转换器进行转换。
7.根据权利要求6所述的仿真方法，其特征在于，所述数模转换器的型号为TVL5688。
8.根据权利要求I所述的仿真方法，其特征在于，在所述步骤三中，运放的型号为TL062。
9.一种水流发电电网频率的仿真装置，其特征在于，所述仿真装置包括读取模块、数模转换模块、运放模块及输出模块。
10.根据权利要求9所述的仿真装置，其特征在于，所述读取模块用于在每个频率周期内循环读取存储器数据；所述数模转换模块用于将数据转换成模拟量，形成正弦波；所述运放模块用于将频率波形进行放大；所述输出模块用于将放大的频率波通过端口输出。
全文摘要
本发明提供的一种水流发电电网频率的仿真方法及装置，通过在每个频率周期内循环读取存储器数据，将数据转换成模拟量，形成正弦波并将频率波形进行放大后通过端口输出，进而实现电网频率的仿真。
文档编号G06F17/50GK102646138SQ20111004032
公开日2012年8月22日 申请日期2011年2月18日 优先权日2011年2月18日
发明者杨翰, 蔡祖卫, 陈立民, 陈耀民, 顾华 申请人:上海诚佳电子科技有限公司