用于風電場風速監(jiān)測的超聲波激勵信號干擾屏蔽方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于風電場風速監(jiān)測的超聲波激勵信號干擾屏蔽方法，通過控制FPGA的啟動時間控制測量模塊的開啟，即在設定時刻使測量模塊的允許信號有效；測量模塊的允許信號為一固定頻率的方波，該方波通過命令判斷模塊接收的輸入命令來調(diào)整方波的波形。通過控制測量模塊的允許信號，從而控制測量模塊開啟的時間，從而在干擾信號達到時，關閉測量模塊，從而達到了屏蔽干擾信號的目的。
【專利說明】用于風電場風速監(jiān)測的超聲波激勵信號干擾屏蔽方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源發(fā)電過程中風資源監(jiān)測【技術領域】，具體地，涉及一種用于風電場風速監(jiān)測的超聲波激勵信號干擾屏蔽方法。
【背景技術】
[0002]目前，我國風電進入規(guī)?；l(fā)展階段以后所產(chǎn)生的大型新能源基地多數(shù)位于“三北地區(qū)”(西北、東北、華北)，大型新能源基地一般遠離負荷中心，其電力需要經(jīng)過長距離、高電壓輸送到負荷中心進行消納。由于風資源的間歇性、隨機性和波動性，導致大規(guī)模新能源基地的風電發(fā)電出力會隨之發(fā)生較大范圍的波動，進一步導致輸電網(wǎng)絡充電功率的波動，給電網(wǎng)運行安全帶來一系列問題。
[0003]截至2013年11月，甘肅電網(wǎng)并網(wǎng)風電裝機容量已達668萬千瓦，約占甘肅電網(wǎng)總裝機容量的21%，成為僅次于火電的第二大主力電源。隨著風電并網(wǎng)規(guī)模的不斷提高，風電不確定性和不可控性給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行帶來諸多問題。對風力發(fā)電過程中的風資源進行監(jiān)測，可以更好的預測未來一段時間內(nèi)風能的變化情況，從而可以更精確的對風電功率進行預測和校正，提高預測精度，促進新能源發(fā)電的發(fā)展。
[0004]現(xiàn)在風能的超聲波監(jiān)測中，任意一個超聲波換能器的激勵信號產(chǎn)生后都會影響其它超聲波換能器，激勵信號對其它超聲波換能器產(chǎn)生的干擾幅值很大，一般在100mV?200mv之間，這使得低閾值電平會產(chǎn)生誤觸發(fā)，從而對超聲接收信號的測時造成影響。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種用于風電場風速監(jiān)測的超聲波激勵信號干擾屏蔽方法，以實現(xiàn)屏蔽干擾信號的優(yōu)點。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
一種用于風電場風速監(jiān)測的超聲波激勵信號干擾屏蔽方法，通過控制FPGA的啟動時間控制測量模塊的開啟，即在設定時刻使測量模塊的允許信號有效；
測量模塊的允許信號為一固定頻率的方波，該方波通過命令判斷模塊接收的輸入命令來調(diào)整方波的波形。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述命令判斷模塊的輸入端通過串口與上位機連接，所述命令判斷模塊的輸出端與滑動窗口計數(shù)器連接，所述命令判斷模塊通過串口接收上位機的命令，通過調(diào)整滑動窗口計數(shù)器來對上述方波的波形進行調(diào)節(jié)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述命令判斷模塊輸入的串口命令分為三個比特位，最高位“O”表示允許信號上升沿向接收信號方向滑動，“I”表示允許信號上升沿向發(fā)射信號方向滑動。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，通過數(shù)據(jù)采集卡監(jiān)視允許信號上升沿的位置狀況，從而通過上位機從串口發(fā)送命令隨時來調(diào)節(jié)允許信號。
[0010]本發(fā)明的技術方案具有以下有益效果:本發(fā)明的技術方案，通過控制測量模塊的允許信號，從而控制測量模塊開啟的時間，從而在干擾信號達到時，關閉測量模塊，從而達到了屏蔽干擾信號的目的。
[0011]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為干擾信號的波形圖；
圖2為本發(fā)明實施例所述的用于風電場風速監(jiān)測的超聲波激勵信號干擾屏蔽方法原理框圖。
【具體實施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。[0014]一種用于風電場風速監(jiān)測的超聲波激勵信號干擾屏蔽方法，通過控制FPGA的啟動時間控制測量模塊的開啟，即在設定時刻使測量模塊的允許信號有效；
測量模塊的允許信號為一固定頻率的方波，該方波通過命令判斷模塊接收的輸入命令來調(diào)整方波的波形。
[0015]其中，命令判斷模塊的輸入端通過串口與上位機連接，所述命令判斷模塊的輸出端與滑動窗口計數(shù)器連接，所述命令判斷模塊通過串口接收上位機的命令，通過調(diào)整滑動窗口計數(shù)器來對上述方波的波形進行調(diào)節(jié)。命令判斷模塊輸入的串口命令分為三個比特位，最高位“O”表示允許信號上升沿向接收信號方向滑動，“I”表示允許信號上升沿向發(fā)射信號方向滑動。通過數(shù)據(jù)采集卡監(jiān)視允許信號上升沿的位置狀況，從而通過上位機從串口發(fā)送命令隨時來調(diào)節(jié)允許信號。
[0016]什么時刻打開測量模塊，也就是在規(guī)定時刻使測量模塊的允許信號有效，關鍵是模塊有效時刻打開的時序比較難把握，因為從接收到的信號波形可以看到，對固定頻率發(fā)射的超聲波信號來說，在每次接收到的信號與激勵脈沖信號之間，同樣要有固定頻率的允許信號(稱其為5M45Z5 )的上升沿對測量模塊產(chǎn)生觸發(fā)，因此需要采用超聲波的激勵信號作為觸發(fā)信號START(全局清零信號)為時基，則該見忍信號可作測量模塊的開關信號。但是同時觀察到，START信號和每個超聲波換能器發(fā)射周期并不總是等時刻的，它會隨著時間的漂移而擺動，因此SM4規(guī)5信號不能固定延時，它必須可調(diào)。通過串口模塊，接受上位機的指令，根據(jù)信號的位置是否合適隨時進行調(diào)整，設計模塊框圖如圖2:
命令判斷模塊通過串口的命令字輸入來啟動窗口計數(shù)器做動作。命令字分為三個比特位，最高位“O”表示上升沿向接收信號方向滑動，“I”表示迎M見5上升沿向發(fā)射信號方向滑動，命令格式如下:
RECV_BUS [7..5] =001 ，ENABLE 上升沿 + 50ns;
101，上升沿-50ns;
010 , ENABLE 上升沿 + 200ns;
110 , JMlRLS 上升沿-200ns; 如此，可以通過數(shù)據(jù)采集卡監(jiān)視ENABLE上升沿的位置狀況，如果不合適，可通過上位機從串口發(fā)送命令隨時來調(diào)節(jié)它。
[0017]最后應說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種用于風電場風速監(jiān)測的超聲波激勵信號干擾屏蔽方法，其特征在于，通過控制FPGA的啟動時間控制測量模塊的開啟，即在設定時刻使測量模塊的允許信號有效； 測量模塊的允許信號為一固定頻率的方波，該方波通過命令判斷模塊接收的輸入命令來調(diào)整方波的波形。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于風電場風速監(jiān)測的超聲波激勵信號干擾屏蔽方法，其特征在于，所述命令判斷模塊的輸入端通過串口與上位機連接，所述命令判斷模塊的輸出端與滑動窗口計數(shù)器連接，所述命令判斷模塊通過串口接收上位機的命令，通過調(diào)整滑動窗口計數(shù)器來對上述方波的波形進行調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的用于風電場風速監(jiān)測的超聲波激勵信號干擾屏蔽方法，其特征在于，所述命令判斷模塊輸入的串口命令分為三個比特位，最高位“O”表示允許信號上升沿向接收信號方向滑動，“I”表示允許信號上升沿向發(fā)射信號方向滑動。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的用于風電場風速監(jiān)測的超聲波激勵信號干擾屏蔽方法，其特征在于，通過數(shù)據(jù)采集卡監(jiān)視允許信號上升沿的位置狀況，從而通過上位機從串口發(fā)送命令隨時來調(diào)節(jié)允許信號。
【文檔編號】G01P1/00GK103941033SQ201410136455
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權日:2014年4月4日
【發(fā)明者】汪寧渤, 路亮, 劉光途, 趙龍, 王定美, 呂清泉 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)甘肅省電力公司, 甘肅省電力公司風電技術中心