[发明专利]一种电力电子装置光触发脉冲的监测方法

说明书

技术领域

本发明属于电类监测领域，涉及一种脉冲监测方法，尤其是一种电力电子装置光触发脉冲的监测方法。

背景技术

随着电力电子技术的高速发展，脉冲监测在电力系统中的使用也越来越广泛。此类技术广泛的应用于柔性输电领域，并且在未来数字化变电站的光纤传输中也会得到了广泛的应用。

电力系统的工频脉冲为标准50Hz脉冲，触发脉冲为周期性信号，一个周期内存在单脉冲、多脉冲等情况。触发脉冲一定符合固定的格式，严格的时间规定。因此需要监测脉冲是否为满足一定要求的，不满足就不进行相应的转换输出，并给出报警信号。

目前脉冲监测的方法多为电平监测，即监测脉冲的电平是否发生变化，并不是监测脉冲是否存在跳变沿，这样的监测方法速度慢，在高频率的电力电子调制脉冲监测时很难满足要求。所以开发一种新的脉冲监测方法是本领域人员所期待的。

FPGA是英文Field-Programmable Gate Array的缩写，即可编程逻辑器件，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点，FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)这样一个新概念，内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输出输入模块IOB(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个部分。FPGA的基本特点主要有：

1)采用FPGA设计ASIC电路，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。

2)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。

3)FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。

4)FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。

5)FPGA采用高速CHMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。

可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一，所以将FPGA芯片用于电力电子装置光触发脉冲的监测，设计出一种优异的软件监测运行方式，结合FPGA芯片优秀的硬件性能，能够彻底改变现有电力电子装置光触发脉冲的监测模式。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供电力电子装置光触发脉冲的监测方法，这种监测方法采用周期性多脉冲监测模式，通过FPGA对信号进行监测，自动的识别脉冲的周期长度，脉冲的宽度，周期内脉冲的个数，并可以通过人机界面设定输入脉冲的理论情况，系统可以对监测得到的脉冲和人机界面获得的脉冲进行比较，如果脉冲异常可以做出相应的处理。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种电力电子装置光触发脉冲的监测方法，包括脉冲监测模块、测频模块、周期判断模块、脉冲信息调理模块、脉冲比较模块和人机界面，其特征在于，按照以下步骤进行：

1)读取上位监测控制单元给出的光信号，转换成电信号输入到脉冲监测模块；通过人机界面输入标准脉冲波形数据给脉冲信息调理模块；设定默认初始周期值；

2)所述脉冲监测模块实时监测脉冲的到来，捕捉脉冲跳变沿；脉冲监测模块使用10M的时钟频率，在每一个时钟的上跳沿监测输入脉冲出现电平的改变；脉冲监测模块的具体监测方法为：在可编程逻辑器件内接入一个D触发器，经过D触发器后电信号会推迟一个时钟脉冲，将原电信号与延迟一个时钟的电信号进行异或，如果脉冲出现跳变沿，两个信号异或为“1”，否则为“0”，由此来监测脉冲的跳变。

3)当上述脉冲监测模块监测到脉冲后，脉冲测频模块通过脉冲监测模块监测到脉冲的上跳沿和紧接着的下跳沿，两个跳变沿的时间差即为触发脉冲的宽度，同时，每个周期开始时开启计数器，如果计数器没有计满一个周期，则重复监测脉冲，直到计数器计满一个周期的计数值，将计数器清零；所述周期为实测的电力系统工频周期；

4)周期判断模块通过与前几个周期的监测结果比较，得出本周期是否结束，比较方法为：根据前五个周期的计数器的计数结果，进行加权平均，其结果认为是本周期的长度，当系统运行不足五个周期时，以默认初始值代替实测值，当计数器计时结束认为本周期结束，一个周期结束之后，完整的记录整周期的脉冲信息，包括本周期内的脉冲的个数，到来的时间，脉冲的宽度，同时设定另一个计数器测量本周期的长度用于下一周期长度的计算；