一种复杂电流波形的模拟回放电路及动态控制方法与流程

技术特征：
1.一种复杂电流波形的模拟回放电路，其特征在于：包括主功率变换模块、反馈采样模块和输出控制模块；所述主功率变换模块包括整流变换电路、功率放大电路和电流模拟量输出接口；所述反馈采样模块包括反馈量采集单元和模数变换单元；所述输出控制模块包括电流波形数字信号源、dsp控制单元和数模转换单元；所述整流变换电路的输入端与外部交流电源连接，输出端与功率放大电路的输入端连接；所述功率放大电路的输出端与电流模拟量输出接口的输入端连接；所述电流模拟量输出接口的输出端与反馈量采集单元的输入端连接，所述反馈量采集单元的输出端与模数变换单元的输入端连接，所述模数变换单元的输出端与dsp控制单元的输入端连接；所述电流波形数字信号源的输出端与dsp控制单元另一输入端连接，所述dsp控制单元的输出端与数模转换单元的输入端连接，所述数模转换单元的输出端与功率放大电路的另一输入端连接；所述电流模拟量输出接口输出的模拟测试信号经反馈量采集单元调幅，输出模数变换所需的模拟小信号；所述模数变换单元将采集到的模拟小信号转换成数字信号，输出反馈信号至输出控制模块；所述电流波形数字信号源根据非介入式负荷辨识检测标准库中的文件信息，输出数字信号至dsp控制单元；所述dsp控制单元对数字信号进行波形预处理，根据暂稳态特征判断及动态控制策略确定的结果，判断是否开启反馈通道；如果开启反馈通道，则dsp控制单元结合反馈采样模块输出的反馈信号进行参数修正，由数模转换单元转换成交流触发信号，输出至主功率变换模块；如果关闭反馈通道，则直接由数模转换单元转换成交流触发信号，输出至主功率变换模块；所述功率放大电路将输出控制模块输出的交流触发信号进行功率放大，再通过电流模拟量输出接口实现测试信号的输出。2.根据权利要求1所述的一种复杂电流波形的模拟回放电路，其特征在于：所述整流变换电路将外部交流电源输出的电流模拟信号整流为直流信号，并通过滤波变换为平滑稳定的直流信号，为功率放大电路提供直流电源。3.一种复杂电流波形的动态控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，波形预处理：dsp控制单元对数字信号进行波形预处理，计算得到该电流有效值的时间序列；步骤2，暂稳态特征判断：对电流有效值的时间序列进行暂稳态判断，判断出暂态电流特征和稳态电流特征并作出对应标识；步骤3，动态控制策略确定：根据判断结果实施动态控制策略确定，如果满足稳态电流特征条件，开启反馈通道；如果满足暂态电流特征条件，关闭反馈通道；步骤4，信号输出：功率放大电路根据输出控制模块的交流触发信号进行功率放大，并通过电流模拟量输出接口实现测试信号的准确输出。4.根据权利要求3所述的一种复杂电流波形的动态控制方法，其特征在于：步骤1所述的波形预处理的具体步骤如下：步骤1.1，设预处理前的原始电流采样信号时间序列为{i
t
}，t＝1/f
k
，其中f
k
为原始采样频率；步骤1.2，将原始电流采样信号时间序列{i
t
}与dsp控制单元的最大处理范围进行比较；步骤1.3，若时间序列{i
t
}超出dsp控制单元的最大处理范围，则将该波形信号输出为处
理范围的最大值，计算得到该电流有效值的时间序列{i
t'
}，t'＝1/f，其中f为工频频率；步骤1.4，若时间序列{i
t
}未超出dsp控制单元的最大处理范围，则直接计算得到该电流有效值的时间序列{i
t'
}，t'＝1/f，其中f为工频频率。5.根据权利要求4所述的一种复杂电流波形的动态控制方法，其特征在于：步骤2所述的暂稳态特征判断，计算时间序列{i
t'
}的自相关系数，根据自相关系数的稳定性判断电流的暂稳态特性，形成暂稳态特征标记序列{s
t
}。6.根据权利要求5所述的一种复杂电流波形的动态控制方法，其特征在于：步骤2所述的暂稳态特征判断的具体步骤如下：步骤2.1，根据特定类型电器运行工况的暂态过程持续时间确定时间间隔t，得到分析样本{i
t'
,t'∈t}，其中t＝nt'；步骤2.2，计算电流有效值的时间序列{i
t'
}的期望μ和方差σ；}的期望μ和方差σ；步骤2.3，计算分析样本{i
t
',t'∈t}的自相关系数，取t',s'∈t，表示样本时刻；步骤2.4，获取电流暂稳态特征序列{s
t
}，若ρ(t',s')≈0，分析样本{i
t'
,t'∈t}为稳态序列，标记{i
t'
,t'∈t}，{i
t'
,t'∈t}为s＝1；若ρ(t',s')≈0不成立，则分析样本{i
t'
,t'∈t}为暂态序列，标记{i
t'
,t'∈t}，{i
t'
,t'∈t}为s＝0，其中s为电流暂稳态特征值。7.根据权利要求3所述的一种复杂电流波形的动态控制方法，其特征在于：步骤3所述的动态控制策略确定，如果满足稳态电流特征条件，开启反馈通道，dsp控制单元结合反馈采样模块输出的反馈信号进行参数修正，由数模转换单元转换成交流触发信号，输出至主功率变换模块，实现闭环控制；如果满足暂态电流特征条件，关闭反馈通道，dsp控制单元直接由数模转换单元转换成交流触发信号，输出至主功率变换模块，实现开环控制。8.根据权利要求5或6所述的一种复杂电流波形的动态控制方法，其特征在于：步骤3所述的动态控制策略确定，是将暂稳态特征标记序列{s
t
}作为监督信号，形成原始电流采样信号时间序列{i
t
}的输出控制策略，如果为稳态序列采用闭环控制，如果为暂态序列则采用开环控制。

技术总结
本发明提供了一种复杂电流波形的模拟回放电路及动态控制方法，所述方法首先由DSP控制单元对数字信号进行波形预处理；然后判断出暂态电流特征和稳态电流特征并作出对应标识；并根据判断结果实施动态控制策略确定，如果满足稳态电流特征条件，开启反馈通道；如果满足为暂态电流特征条件，关闭反馈通道；最后功率放大电路根据输出控制模块的交流触发信号进行功率放大，并通过电流模拟量输出接口实现测试信号的准确输出。实现了复杂电流波形的动态控制，满足居民家用电器实际运行工况的电压和电流波形的回放输出，用于考核具备负荷辨识能力设备的辨识性能。力设备的辨识性能。力设备的辨识性能。


技术研发人员：樊友杰 朱亮 祝君剑 杨立行 汤振华 晏依 邹兴瑞 俞林刚 董琳
受保护的技术使用者：国网江西省电力有限公司 国家电网有限公司
技术研发日：2021.05.26
技术公布日：2021/9/9