[发明专利]基于导数算法的电网峰值采样方法

说明书

本发明公开了基于导数算法的电网峰值采样方法，包括如下步骤：上电初始化参数变量，内部时钟开始计时，间隔固定时间采样电压值，并记录采样值和采样时间后拟合出三阶函数；将所述三阶函数取二阶导数后获取极大值，采样极大值左右两侧的两组数据，并分别拟合出一阶函数；将两组所述一阶函数分别取一阶导数，从所述两组数据中找出第一最大值和第二最大值，取平均值作为电网峰值。本发明的基于导数算法的电网峰值采样方法，通过间隔固定时间采样一次电压值，采集连续后通过曲线拟合成三阶次多项式函数，再通过取二阶导数判断函数的凹凸性，判断电网交流电压的峰值转折点，具有响应时间快，自动适应不同的交流电网的特性。

技术领域

本发明属于电网供电技术领域，具体涉及一种基于导数算法的电网峰值采样方法。

背景技术

在电网供电参数未知的情况下，为配置控制系统的初始参数，一般控制系统都会采集电网的参数(电压或频率)。

电网的工作频率比较容易测定，但是电压是交变的，对系统和负载有一定的冲击危害，所以要检测交流电网的电压，一般是通过频繁的采样后再求平均值的方法来获得实际电压值，但是此方法较传统，准确性较差，且比较耗费系统资源。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于导数算法的电网峰值采样方法，具有响应时间快，自动适应不同的交流电网的特性。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于导数算法的电网峰值采样方法，包括如下步骤：

S1、上电初始化参数变量，内部时钟开始计时，间隔固定时间采样电压值，并记录采样值和采样时间后拟合出三阶函数；

S2、将所述三阶函数取二阶导数后获取极大值，采样极大值左右两侧的两组数据，并分别拟合出一阶函数；

S3、将两组所述一阶函数分别取一阶导数，从所述两组数据中找出第一最大值和第二最大值，取平均值作为电网峰值。

优选地，所述S1之前还包括以下步骤：将电网电压通过反比例系数1/K降压，以用于适应采样芯片的耐压值。

优选地，所述S1中，记录采样值和采样时间后拟合出三阶函数的步骤之前包括：

判断采样的所述电压值是否大于零，如果不大于零，则记录数据组无效，重新采样所述电压值，如果大于零，则记录采样值和采样时间并拟合出三阶函数。

优选地，采样的所述电压值至少包括四组。

优选地，所述S2中，采样极大值左右两侧的两组数据，并分别拟合出一阶函数之前包括：判断所述二阶导数是否小于零，若二阶导数不小于零，则记录数据组无效，重新采样至少四组电压值，若二阶导数小于零，则根据所述三阶函数的一阶导数等于零获取极大值，采样极大值左右两侧的两组数据，并分别拟合出一阶函数。

优选地，所述两组数据分别包括至少两组电压值。

优选地，所述S3中，从所述两组数据中找出第一最大值和第二最大值，取平均值作为电网峰值之前还包括：判断两组一阶导数之积是否小于零，若不小于零，则记录数据组无效，重新采样至少四组电压值，若小于零，则从两组数据中找出第一最大值和第二最大值，取平均值作为电网峰值。

优选地，所述电网峰值的计算公式为：

Umax＝k*(Vmax1+Vmax2)/2，其中k为电网比例系数，Umax为电网峰值，Vmax1为第一最大值，Vmax2为第二最大值。

优选地，还包括，得出电网峰值后根据正弦交流电压公式计算任意时刻的瞬时值U：

U＝Umax*sin(ωt+τu)