[发明专利]一种基于运放电路的电网波形侦测方法

说明书

本发明公开了一种基于运放电路的电网波形侦测方法，采用了一种侦测电路配合侦测，利用一个运放电路将电网正弦波变为同步的方波，从而获得电网周期值，再利用另一个运放电路将电网进行压缩，通过主控芯片的AD采样端口按照预设的采样点数N进行采样，同时获得采样周期值，通过输入捕捉中断电路对方波进行捕捉，在出现上升沿时则表示该时刻为电网过零点，AD采样端口就将该时刻的采样点送入采样窗口作为第一个采样起始点，后续按照采样周期值进行N个点的采样，且每一个点的采样都在采样窗口内覆盖前一次的采样点值，这种操作可以确保采样窗口内每一次的周期波形起始点均为过零点，且采样窗口内采样点数量始终为N，且波形始终同步。

技术领域

本发明涉及电网波形侦测，尤其涉及一种基于运放电路的电网波形侦测方法。

背景技术

近年来，随着家用储能系统技术的日益成熟，具有清洁、便捷、智能化的电力送入了千家万户。但是不同的用户处于不同的电网环境，电网质量的好差也直接影响到了储能系统是否能将干净、健康的能源带给用户。比如电网谐波含量的增加将会导致电气设备寿命缩短,甚至损坏,网损加大,系统发生谐波谐振的可能性增加,同时可能引起继电保护和自动装置误动,仪表指示和电度计量不准以及通信受干扰等一系列问题。如果电网质量很差，而用户又安装了家用储能系统，因电网质量差而使电气设备寿命缩短甚至损坏，储能系统也随之崩溃，造成不可挽回的损失，所以需要一种安全、可靠、自动化的电网波形侦测方法来监测电网的健康指数。

电网有电压、电流、频率、功率等多个参数，但是这些参数的计算需要对电网波形进行一个周期的采集后才能得到。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种基于运放电路的电网波形侦测方法，通过对采样窗口内采样起始点的设定，使得采样窗口内采样点值精确，采样点数固定且波形同步，使得电网在1/5个周期就可以对电网健康指数作出判断。

本发明揭示了一种电网波形侦测电路，包括主控芯片MCU，AD采样运放电路连接主控芯片MCU的AD采样端口，输入捕捉运放电路连接主控芯片MCU的I/O端口，其中AD采样运放电路连接电网，实现对电网波形的压缩，输入捕捉运放电路连接点网，形成与电网波形同步的方波。

一种基于运放电路的电网波形侦测方法，包括如下内容：

a、利用输入捕捉运放电路与电网连接，形成与电网波形同步的方波，利用AD采样运放电路与电网连接，形成与电网波形同步且振幅减小的正弦波；

b、利用主控芯片的I/O端口连接输入捕捉运放电路，开启主控芯片内的输入捕捉中断，检测输入捕捉运放电路形成的方波并计算获得方波周期T；

c、利用主控芯片的AD采样端口连接AD采样运放电路，根据采样周期t对电网电压进行采样，其中AD采样周期t=T/N，N为预先设定的一个周期内的采样点数；

d、在主控芯片内设定专门存储区作为采样窗口对一个周期内N个采样点的瞬时电压值u_m进行存储，其中瞬时电压值u_m=AD_{数据寄存器值}*AD_精度值*AD_{参考电压值}*L，m=1~N，L表示运放电路的比例值，为1：100，该瞬时电压值在进行AD采样时为边采样边计算存储；

e、通过步骤d获得的瞬时电压值计算获得平均值，并获得瞬时电压值偏移量u₀=，A表示标准波形下的电压平均值，为0，并根据该瞬时电压值偏移量获得实际电压值u_s=u_m-u₀；