同时,为了所得数据的连续性,不能在循环体内使用延时。因此为了保证循环体能够按照精确时间间隔进行循环,在循环体内只保留采集的部分,将所有的设置移到循环体外。同时需要注意由于采集卡硬件的原因,采样频率并不能随便选取,需要设定能被10M 所整除的采样频率,不然所设定的采样频率和真实的采样频率会有偏差,造成时间上的偏差。
主循环体内程序如图4 所示。主要的设置已经放置在循环外,在图中未显示。这款采集卡使用的通信方式为事件,即当FIFO 为半满或全满的时候向CPU 发送事件,CPU 响应之后取出FIFO 的数据,然后开始下一轮的采集。
图4 采集部分程序
最终运行结果显示,在较长时间里,主循环都能精确保证1000ms 的循环间隔。
2.3 数据分析模块
逆变器输出的波形质量是对光伏逆变器性能评估的一个重要组成部分。对于光伏并网逆变器,输出的波形质量需要满足一定的并网标准。
由于输出的电压是电网电压,所以主要关注的是输出并网电流的一些特性还有逆变器的效率。
首先是对并网电流的谐波分析。采用的方式一般为快速傅里叶变换( FFT) 。FFT 变换是DFT( 离散
傅里叶) 变换的快速算法。DFT 的公式为:
式中x( n) 是采样值; N 是采样点数。
使用FFT 变换的时候有三种固有的效应会造成结果产生误差,分别是频谱混叠、栅栏与泄露效应。
频谱混叠主要是因为采样频率太低,被采样信号的最高频率2 倍大于奈奎斯特频率所产生的结果,在所得的频谱中会产生假频的成分,对于真实的信号成分造成影响,从而产生误差。在实际中,我们选择较高的采样频率,并且在信号输入部分加入了信号调理部分即抗混叠滤波器,这样可以有效减少频谱混叠带来的影响。