一种基准信号发生系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基准信号发生系统及方法，用以提高输出信号幅值、相位和频率的精确度，实现对合并单元有关计量的测试和校准。所述基准信号发生系统，包括：数字控制模块、数模转换模块、功率放大器模块以及反馈模块；其中，数字控制模块，用于接收待生成基准信号的波形参数，根据待生成基准信号的波形参数，确定待生成基准信号的信号值，并根据反馈模块反馈的输出信号对待生成基准信号的波形参数进行修正；数模转换模块，用于将待生成基准信号的信号值转换为模拟信号；功率放大器模块，用于将模拟信号放大之后发送至被测合并单元；反馈模块，用于采集功率放大器模块的输出信号，并将采集到的输出信号反馈至数字控制模块。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合并单元校验
，尤其涉及一种用于合并单元校验的基准信号发生系统及方法。
技术介绍
随着智能变电站建设范围的扩大以及传统变电站智能化改造的深入，在变电站中智能化装置日益增多，基于新技术的运用，传统的调试手段已不能满足要求，对智能化设备的调试及检测也提出了新的要求。在智能变电站过程层中，合并单元作为获取电力系统电流和电压的重要智能电子设备(Intelligent Electronic Device，IED)，承载着电力系统二次设备前端数据采集、合并、转换的重要功能，故对合并单元的功能及性能的有效测试，成为了智能变电站测试工作的一个重要环节，对合并单元的试验也显得日益重要。传统的合并单元校验系统，也即传统的基准信号发生系统，如图1所示，包括：计算机102、数字控制模块104、数模转换模块106、功率放大器108以及被测合并单元110，在计算机102中输入待生成基准信号的波形参数，在数字控制模块104中根据待生成基准信号的波形参数计算待生成基准信号的信号值，并在数模转换模块106中将待生成基准信号的信号值转换为模拟信号，再将生成的模拟信号经过功率放大器108放大之后发送至被测合并单元110进行测试。传统的基准信号发生系统虽然能够产生包括工频和各次谐波在内的继电保护试验信号，但是基准信号发生系统为开环系统，无法自动校准和自动补偿，输出信号的幅值、相位和频率精度较低，例如：在幅值误差上会大于0.5％，无法完成合并单元有关计量的测试和校准。综上所述，现有技术中开环设计的基准信号发生系统，无法对输出信号进行校准和补偿，输出信号的幅值、相位和频率精度较低，无法完成合并单元有关计量的测试和校准。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种基准信号发生系统及方法，用以提高输出信号幅值、相位和频率的精确度，实现对合并单元有关计量的测试和校准。本专利技术实施例提供的一种基准信号发生系统，该系统包括：数字控制模块、数模转换模块、功率放大器模块以及反馈模块；其中，所述数字控制模块，用于接收待生成基准信号的波形参数，根据所述待生成基准信号的波形参数，确定待生成基准信号的信号值，并根据所述反馈模块反馈的输出信号对所述待生成基准信号的波形参数进行修正；所述数模转换模块，与所述数字控制模块电连接，用于将所述待生成基准信号的信号值转换为模拟信号；所述功率放大器模块，与所述数模转换模块电连接，用于将所述模拟信号放大之后发送至被测合并单元；所述反馈模块，连接在所述功率放大器模块和所述数字控制模块之间，用于采集所述功率放大器模块的输出信号，并将采集到的输出信号反馈至所述数字控制模块。本专利技术实施例提供的上述系统中，在功率放大器模块和数字控制模块之间连接反馈模块构成闭环系统，通过反馈模块采集功率放大器模块的输出信号，并将采集的输出信号反馈至数字控制模块，使得数字控制模块能够根据接收到的输出信号对待生成基准信号的波形参数进行修正，实现对输出信号的补偿和校准，与现有技术中开环设计的基准信号发生系统，无法对输出信号进行校准和补偿，输出信号的幅值、相位和频率精度较低相比，本专利技术实施例提高了输出信号幅值、相位和频率的精确度，从而能够完成合并单元有关计量的测试和校准。在一种可能的实施方式中，本专利技术实施例提供的上述系统中，所述数字控制模块，包括：现场可编程逻辑门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、比较器以及比例积分微分(Proportion Integral Derivative，PID)控制器；其中，所述FPGA，用于对所述反馈模块反馈的输出信号进行解调，确定所述输出信号的波形参数；所述比较器，与所述FPGA电连接，用于将所述输出信号的波形参数与所述待生成基准信号的波形参数进行比较，确定所述输出信号的波形参数与所述待生成基准信号的波形参数之间的差值；所述PID控制器，与所述比较器电连接，用于将所述差值转换为修正值，利用所述修正值对所述待生成基准信号的波形参数进行修正。在一种可能的实施方式中，本专利技术实施例提供的上述系统中，所述反馈模块，包括：电压转换模块、信号调理模块以及模数转换模块；其中，所述电压转换模块，与所述功率放大器模块电连接，用于采集所述功率放大器模块的输出信号，并将所述输出信号的电压转换到预设量程范围内；所述信号调理模块，与所述电压转换模块电连接，用于对所述电压转换模块的输出信号进行滤波处理；所述模数转换模块，与所述信号调理模块电连接，用于对所述信号调理模块的输出信号进行采样，并将采样得到的信号值发送至所述数字控制模块。在一种可能的实施方式中，本专利技术实施例提供的上述系统中，所述电压转换模块包括以下任意一种或其组合：分流器、电流互感器(Current Transformer，CT)以及罗氏线圈。在一种可能的实施方式中，本专利技术实施例提供的上述系统中，所述信号调理模块，包括：模拟信号滤波器和运算放大器。在一种可能的实施方式中，本专利技术实施例提供的上述系统中，所述模数转换模块，包括：模数变换器及其驱动电路。在一种可能的实施方式中，本专利技术实施例提供的上述系统中，所述数模转换模块，包括：数模转换器及其驱动电路。本专利技术实施例提供的一种应用本专利技术上述实施例提供的基准信号发生系统的基准信号发生方法，该方法包括：接收待生成基准信号的波形参数；根据所述待生成基准信号的波形参数，生成第一基准信号；利用所述第一基准信号对所述待生成基准信号的波形参数进行修正，并根据修正后的待生成基准信号的波形参数，生成第二基准信号，将所述第二基准信号发送至被测合并单元。本专利技术实施例提供的上述方法中，接收待生成基准信号的波形参数，根据待生成基准信号的波形参数，生成第一基准信号，利用第一基准信号对待生成基准信号的波形参数进行修正，并根据修正后的待生成基准信号的波形参数，生成第二基准信号，将第二基准信号发送至被测合并单元，本专利技术实施例中利用第一基准信号对待生成基准信号的波形参数进行修正，也即利用基准信号发生系统的输出信号对待生成基准信号的波形参数进行修正，进而根据修正后的待生成基准信号的波形参数，生成第二基准信号，从而实现对输出信号的补偿和校准，与现有技术中开环设计的基准信号发生系统，无法对输出信号进行校准和补偿，输出信号的幅值、相位和频率精度较低相比，本专利技术实施例提高了输出信号幅值、相位和频率的精确度，从而能够完成合并单元有关计量的测试和校准。在一种可能的实施方式中，本专利技术实施例提供的上述方法中，所述利用所述第一基准信号对所述待生成基准信号的波形参数进行修正，包括：对所述第一基准信号进行解调，根据解调结果确定所述第一基准信号的波形参数；将所述第一基准信号的波形参数与所述待生成基准信号的波形参数进行比较，确定所述第一基准信号的波形参数与所述待生成基准信号的波形参数之间的差值；利用比例积分微分PID调节将所述差值转换为修正值，利用所述修正值对所述待生成基准信号的波形参数进行修正。在一种可能的实施方式中，本专利技术实施例提供的上述方法中，所述根据所述待生成基准信号的波形参数，生成第一基准信号，包括：根据所述待生成基准信号的波形参数，确定待生成基准信号的信号值，将所述待生成基准信号的信号值转换为模拟信号，并对所述模拟信号进行放大得到所述第一基准信号。在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基准信号发生系统，其特征在于，该系统包括：数字控制模块、数模转换模块、功率放大器模块以及反馈模块；其中，所述数字控制模块，用于接收待生成基准信号的波形参数，根据所述待生成基准信号的波形参数，确定待生成基准信号的信号值，并根据所述反馈模块反馈的输出信号对所述待生成基准信号的波形参数进行修正；所述数模转换模块，与所述数字控制模块电连接，用于将所述待生成基准信号的信号值转换为模拟信号；所述功率放大器模块，与所述数模转换模块电连接，用于将所述模拟信号放大之后发送至被测合并单元；所述反馈模块，连接在所述功率放大器模块和所述数字控制模块之间，用于采集所述功率放大器模块的输出信号，并将采集到的输出信号反馈至所述数字控制模块。

【技术特征摘要】
1.一种基准信号发生系统，其特征在于，该系统包括：数字控制模块、数模转换模块、功率放大器模块以及反馈模块；其中，所述数字控制模块，用于接收待生成基准信号的波形参数，根据所述待生成基准信号的波形参数，确定待生成基准信号的信号值，并根据所述反馈模块反馈的输出信号对所述待生成基准信号的波形参数进行修正；所述数模转换模块，与所述数字控制模块电连接，用于将所述待生成基准信号的信号值转换为模拟信号；所述功率放大器模块，与所述数模转换模块电连接，用于将所述模拟信号放大之后发送至被测合并单元；所述反馈模块，连接在所述功率放大器模块和所述数字控制模块之间，用于采集所述功率放大器模块的输出信号，并将采集到的输出信号反馈至所述数字控制模块。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数字控制模块，包括：现场可编程逻辑门阵列FPGA、比较器以及比例积分微分PID控制器；其中，所述FPGA，用于对所述反馈模块反馈的输出信号进行解调，确定所述输出信号的波形参数；所述比较器，与所述FPGA电连接，用于将所述输出信号的波形参数与所述待生成基准信号的波形参数进行比较，确定所述输出信号的波形参数与所述待生成基准信号的波形参数之间的差值；所述PID控制器，与所述比较器电连接，用于将所述差值转换为修正值，利用所述修正值对所述待生成基准信号的波形参数进行修正。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反馈模块，包括：电压转换模块、信号调理模块以及模数转换模块；其中，所述电压转换模块，与所述功率放大器模块电连接，用于采集所述功率放大器模块的输出信号，并将所述输出信号的电压转换到预设量程范围内；所述信号调理模块，与所述电压转换模块电连接，用于对所述电压转换模块的输出信号进行滤波处理；所述模数转换模块，与所述信号调理模块电连接，用于对所述信号调理模块的输出信号进行采样，并将采样得到的信号值发送至所述数字控...

【专利技术属性】
技术研发人员：周文闻，向前，王宗兴，
申请(专利权)人：北京博电新力电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11