[发明专利]一种对录制的非周期动态电流波形进行回放的系统和方法

说明书

本发明涉及一种对录制的非周期动态电流波形进行回放的系统和方法，所述系统包括：2个宽频电流互感器，其用于将大电流信号转化成可测量的电压信号；3个可调增益电路，其用于对输入的信号进行信号调理；AD采集卡，其用于采集系统中的数字信号并发送至上位机；DA输出卡，其用于在系统中输出电流的模拟信号；宽频功放模块，其用于将可调增益电路输出的波形信号进行功率放大，使之具备驱动宽频升流器的能力；宽频升流器，其用于将宽频功放模块输出的带驱动能力的电流波形升流；上位机，其用于接收AD采集卡输出的录制波形和反馈波形，并执行系统中的控制程序，通过执行PID算法，使反馈波形和录制波形的整体输出误差小于预设值。

技术领域

本发明涉及电力测量领域，并且更具体地，涉及一种对录制的非周期动态电流波形进行回放的系统和方法。

背景技术

大量负荷电流具有较高的非周期、非正弦特征，如大型锻钢厂负荷电流，大型电铁牵引站负荷电流等。在锻钢厂主要负荷不运行时，整体负载电流还具有一定的谐波特性，而在厂区日常工作时，负荷电流波形呈现的冲击性，不具有规律性，波形频率和幅值具有较大的变化。电流波形不仅含有谐波及动态信号，还含有幅值变化幅度大、变化过程快的具有冲击特性的冲击型信号，针对该种信号，常规的用快速傅立叶变换(Fast FourierTransform，FFT)谐波分析都已不再准确。电流含有大量谐波，电流为非平稳、非正弦、非周期(局部)信号，此类动态负荷可统一称为非周期动态负荷，受传统电流、电压传感器的传变和衰减特性的限制，录制的波形并不能真实反映高压侧电流电压信号，实际上一次高压实际负荷电流体现的非周期性、冲击性会更加严重。

在研究电网电能质量典型扰动源负荷时，需要分析冲击负荷、动态波动负荷、非线性(谐波源)负荷所引起的测量电气量(电压、电流信号)的变化特征，目前所采用的手段单一，均为使用互感器(分流器)将波形采集并录制后进行实验室分析，如果能够在实验室将现场采集录制的波形回放出来，对研究这种动态高压大电流负荷有十分重要的意义，而关于将现场电流波形回放的装置目前没有，也没有相关文献或专利提及过这种电流波形的回放方法。

发明内容

为了解决背景技术存在的无法将现场电流进行回放的技术问题，本发明提供一种对录制的非周期动态电流波形进行回放的系统，所述系统包括：

第一宽频电流互感器，其用于将现场负荷的大电流信号转化成可测量的电压信号；

第一可调增益电路，其用于对第一宽频电流互感器输出的电压信号进行阻抗匹配与增益误差的匹配，使之能适应AD采集卡的输入端，所述匹配包括电压变化范围的调整和单端/差分输出方式的匹配；

AD采集卡，其用于采集系统中的数字信号并发送至上位机，所述数字信号包括第一可调增益电路输出的录制波形和第三可调增益电路输出的反馈波形；

DA输出卡，其用于在系统中输出电流的模拟信号；

电流模拟信号处理单元，其用于将DA输出卡输出的电流模拟信号进行信号调理，并转化为与AD采集卡匹配的电压信号后输出至AD采集卡；

AD采集卡，其用于采集系统中的数字信号，所述数字信号包括第一可调增益电路输出的录制波形和电流模拟信号处理单元输出的反馈波形；

上位机，其用于接收AD采集卡输出的录制波形和反馈波形，并执行系统中的控制程序，通过执行PID算法，使反馈波形和录制波形的整体输出误差小于预设值。

优选地，所述电流模拟信号处理单元包括：

第二可调增益电路，其用于将DA输出卡输出的电流模拟信号进行信号调理，设置适当增益后输出至宽频功放模块；

宽频功放模块，其用于将第二可调增益电路输出的波形信号进行功率放大，使之具备驱动宽频升流器的能力；

宽频升流器，其用于将宽频功放模块输出的带驱动能力的电流波形升流；