一种产生Sunspec信号的方法与流程

一种产生sunspec信号的方法
技术领域
1.本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种产生sunspec信号的方法。


背景技术：

2.光伏发电系统是由多个光伏组件串联形成光伏组串，然后将光伏组串接入逆变器实现直流转换为交流从而并网发电。考虑到串联的光伏组件会形成600v～1000v的直流高压，这种高压会导致人身危险和火灾事故，而符合sunspec标准的光伏快速关断设备在紧急情况发生时做到组件级的快速关断。
3.现有技术中，根据sunspec标准，光伏组串只有在连续收到sunspec的keep alive信号(保活信号)时才保持打开状态，一旦判定收不到keep alive时就要快速关断光伏发电组件，因此如何稳定高效地产生sunspec信号是整个光伏发电快速关断系统的关键。然而，目前有组合电路和专用芯片两种产生sunspec信号的方案，前者体积大、稳定性差，后者由于只有少数厂家掌握核心技术，因此存在采用sunspec专用芯片的自主可控性低的问题。
4.以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明提出一种产生sunspec信号的方法，产生的sunspec信号失真度小、稳定度高，且由于可采用通用的mcu芯片，大大提高了sunspec发射端设备的通用性，核心器件供货的稳定性，并且进一步降低整机设备的成本。
6.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.本发明公开了一种产生sunspec信号的方法，包括以下步骤：
8.s1：将131.25khz和143.75khz正弦信号波形数据保存至带有da模块的mcu芯片的存储区；
9.s2：根据sunspec标准中的信号波形规定，将131.25khz和143.75khz正弦信号的8种排列组合构造sunspec信号查找表并保存在mcu芯片的存储区；
10.s3：按照sunspec信号查找表的时序，将sunspec波形数据分块输入到mcu芯片的da模块中；
11.s4：根据sunspec的时序规定设置mcu芯片的定时器，并在定时器的指示下开启和关闭sunspec信号的波形输出。
12.优选地，步骤s1具体包括：生成sunspec波形数据并保存，根据mcu芯片中da模块的采样频率上限来选定生成数字信号的采样频率，以生成131.25khz和143.75khz正弦信号波形数据；再将131.25khz和143.75khz正弦信号波形数据保存至带有da模块的mcu芯片的存储区。
13.优选地，生成数字信号的采样频率大于12mhz。
14.优选地，生成131.25khz和143.75khz正弦信号波形数据分别通过下述两式表示：
[0015][0016][0017]
式中，s
mark
表示sunspec标准中规定的mark信号的波形的幅值，s
space
表示sunspec标准中规定的space信号的波形的幅值，f
mark
为131.25khz，f
space
为143.75khz，f
sample
为采样频率，n的取值范围是0至5.12*f
sample
。
[0018]
优选地，步骤s2中的131.25khz和143.75khz正弦信号的8种排列组合分别为：
[0019]
abc＝w1w1w1；
[0020]
abc＝w0w0w0；
[0021]
abc＝w1w0w1；
[0022]
abc＝w0w1w0；
[0023]
abc＝w1w1w0；
[0024]
abc＝w0w1w1；
[0025]
abc＝w0w1w1；
[0026]
abc＝w1w0w0；
[0027]
其中，abc代表逻辑1或逻辑0，且：
[0028]
逻辑1的信源编码w1为：-1，-1，-1，+1，+1，+1，-1，+1，+1，-1，+1；
[0029]
逻辑0的信源编码w0为：+1，+1，+1，-1，-1，-1，+1，-1，-1，+1，-1。
[0030]
优选地，步骤s3具体包括：将波形数据按照sunspec信号查找表的时序输入到da模块，根据sunspec信号查找表的时序组合，将存储的波形数据依次分块输入到mcu芯片的da模块中，da模块将输入的数字信号转换为模拟信号进行输出。
[0031]
优选地，步骤s4具体包括：根据sunspec的时序规定开启和关闭da模块，其中根据sunspec标准的规定，sunspec信号的时隙分为传输时隙和静默时隙，根据时隙要求来设置mcu芯片中的定时器，在信号传输时隙开启da模块，而在静默时隙，则关闭da模块。
[0032]
在本发明的一些实施例中，还包括以下技术特征：
[0033]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的一种产生sunspec信号的方法，可以在非专用、低成本的带da模块的通用mcu芯片上产生sunspec信号；在产生信号的过程中，除了最后经过da模块将数字信号转换成模拟信号输出外，其他的信号处理过程均为数字信号处理，因此产生的sunspec信号失真度小、稳定度高，同时由于采用了通用的mcu芯片，大大提高了sunspec发射端设备的通用性，核心器件供货的稳定性，并且进一步降低整机设备的成本。
附图说明
[0034]
图1是本发明优选实施例公开的产生sunspec信号的方法的流程图；
[0035]
图2是本发明优选实施例的sunspec信号时隙划分示意图；
[0036]
图3是本发明实施例的定时器切换传输时隙和静默时隙的示意图。
具体实施方式
[0037]
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
[0038]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于电路/信号连通作用。
[0039]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0040]
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。本发明实施例的产生sunspec信号的方法主要步骤的示意图如图1所示，主要步骤包括：
[0041]
s1：将131.25khz和143.75khz正弦信号波形数据保存至带有da模块的mcu芯片的存储区；
[0042]
具体地，本发明的方法是基于带有da模块的通用mcu芯片的。
[0043]
在具体的实施例中，本步骤包括：生成sunspec波形文件并保存，根据通用mcu芯片中da模块的采样频率上限来选定生成数字信号的采样频率，原则上采样频率越高，最后经过da模块转换生成的模拟信号的质量也越好，通常情况下，建议采样频率要大于12mhz。131.25khz(mark frequency)和143.75khz(space frequency)正弦信号是sunspec标准中规定的调制信号(fsk信号)，这两个信号的波形数据下述的公式(1)和(2)来生成，然后将这两个信号的波形数据保存到通用mcu芯片的存储区中。
[0044][0045][0046]
式中，s
mark
表示sunspec标准中规定的mark信号的波形的幅值，s
space
表示sunspec标准中规定的space信号的波形的幅值，f
mark
为131.25khz，f
space
为143.75khz，f
sample
为采样频率，n的取值范围是0至5.12*f
sample
。
[0047]
s2：根据sunspec标准中的信号波形规定，将131.25khz和143.75khz正弦信号的8种排列组合构造sunspec信号查找表并保存在mcu芯片的存储区；
[0048]
在具体的实施例中，本步骤包括：根据sunspec规定生成业务功能码查找表，根据sunspec标准的规定，+1为mark，-1为space，逻辑1和逻辑0的信源编码规则如下：
[0049]
逻辑1的信源编码w1为：-1，-1，-1，+1，+1，+1，-1，+1，+1，-1，+1；
[0050]
逻辑0的信源编码w0为：+1，+1，+1，-1，-1，-1，+1，-1，-1，+1，-1。
[0051]
另外，sunspec又规定了3位+1和-1的8种组合来表示不同的业务功能码，如下所示为本发明实施例中8种业务功能码的查找表：
[0052]
abc＝w1w1w1；
[0053]
abc＝w0w0w0；
[0054]
abc＝w1w0w1；
[0055]
abc＝w0w1w0；
[0056]
abc＝w1w1w0；
[0057]
abc＝w0w1w1；
[0058]
abc＝w0w1w1；
[0059]
abc＝w1w0w0；
[0060]
其中，abc代表逻辑1或逻辑0。
[0061]
将这8种业务功能码的逻辑1和0组合形成查找表，并保存在通用mcu芯片的存储区。
[0062]
s3：按照sunspec信号查找表的时序，将sunspec波形数据分块输入到mcu芯片的da模块中；
[0063]
在具体的实施例中，本步骤包括：将波形文件按查找表时序输入到da模块，根据查找表的时序组合，将之前存储的波形数据依次分块输入到通用mcu芯片的da模块中；da模块输出模拟信号，da模块将输入的数字信号转换为模拟信号进行输出。
[0064]
s4：根据sunspec的时序规定设置mcu芯片的定时器，并在定时器的指示下开启和关闭sunspec信号的波形输出。
[0065]
在具体的实施例中，本步骤包括：根据sunspec的时序规定，设置传输时隙定时器及其动作(即根据sunspec的时序规定开启和关闭da模块)，其中根据sunspec标准的规定，sunspec信号时隙分为传输时隙和静默时隙，如下图2所示。根据时隙要求来设置通用mcu芯片中的定时器，如图3所示，在信号的传输时隙开启da模块，而在静默时隙，则关闭da模块。
[0066]
其中，本发明中的时序和时隙是不同的概念，时序在本文指的是信号时间上的先后顺序，时隙在本文中指的是有信号和无信号的时间区间。
[0067]
具体地，本发明优选实施例提出的一种产生sunspec信号的方法具有以下优势：
[0068]
(1)非专用的mcu由于市场充分竞争，所以价格往往比专用的芯片低很多。通用mcu芯片的供货比较多，所以供货的稳定性也专用芯片好。
[0069]
(2)数字信号由于只有0和1两个状态量，如果传输过程中有变化，也会根据信道编码来恢复，而模拟信号是连续的量，如果模拟信号失真就很难恢复。
[0070]
(3)因此sunspec的信号处理除了最后一步da将数字信号转换为模拟信号外，其他的都是数字信号处理，因此信号失真度小，稳定度高。
[0071]
本发明的背景部分可以包含关于本发明的问题或环境的背景信息，而不是由其他人描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。
[0072]
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例
中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。