專利名稱：基于三相電力系統(tǒng)模型的數(shù)字信號(hào)發(fā)生裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于電力系統(tǒng)中數(shù)字化多功能電能表的測(cè)量技術(shù)，尤其關(guān)于數(shù)字電能表的 測(cè)試信號(hào)生成技術(shù)，具體的將是一種基于三相電力系統(tǒng)模型的數(shù)字信號(hào)發(fā)生裝置及方法。
背景技術(shù)：
目前，數(shù)字化電能表已經(jīng)在數(shù)字化變電站掛網(wǎng)運(yùn)行，該數(shù)字化電能表是遵循 IEC61850-9-1數(shù)字化變電站通信規(guī)約，具有數(shù)字信號(hào)輸入接口，應(yīng)用于數(shù)字化變電站的新 型電能表。由于數(shù)字化電能表的輸入端口為數(shù)字接口，而傳統(tǒng)的模擬校驗(yàn)裝置不能提供數(shù)字 校驗(yàn)信號(hào)，因此無(wú)法用于數(shù)字化電能表的校驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于三相電力系統(tǒng)模型的數(shù)字信號(hào)發(fā)生裝置及方法，可以 輸出符合IEC61850-9-1協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀。本發(fā)明實(shí)施例的目的之一是，提供一種基于三相電力系統(tǒng)模型的數(shù)字信號(hào)發(fā)生裝 置，該裝置包括信號(hào)參數(shù)設(shè)置單元，用于對(duì)數(shù)字信號(hào)的包括電壓、電流、功率和頻率在內(nèi)的 信號(hào)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；信號(hào)模型生成單元，用于根據(jù)存儲(chǔ)的三相電力數(shù)學(xué)模型和設(shè)置好的信 號(hào)參數(shù)生成數(shù)字信號(hào)模型；采樣參數(shù)設(shè)置單元，用于對(duì)輸出數(shù)據(jù)的采樣率進(jìn)行設(shè)置；采樣 數(shù)據(jù)生成單元，用于根據(jù)設(shè)置好的采樣率對(duì)所述的數(shù)字信號(hào)模型進(jìn)行采樣，生成采樣數(shù)據(jù)； 幀格式設(shè)置單元，用于對(duì)輸出數(shù)據(jù)幀格式進(jìn)行設(shè)置；數(shù)字信號(hào)輸出單元，用于將所述的采樣 數(shù)據(jù)按照設(shè)置好的輸出數(shù)據(jù)幀格式組幀輸出。本發(fā)明實(shí)施例的目的之一是，提供一種基于三相電力系統(tǒng)模型的數(shù)字信號(hào)發(fā)生方 法，該方法包括以下步驟對(duì)數(shù)字信號(hào)的包括電壓、電流、功率和頻率在內(nèi)的信號(hào)參數(shù)進(jìn)行 設(shè)置；根據(jù)三相電力數(shù)學(xué)模型和設(shè)置好的信號(hào)參數(shù)生成數(shù)字信號(hào)模型；對(duì)輸出數(shù)據(jù)的采樣 率進(jìn)行設(shè)置；根據(jù)設(shè)置好的采樣率對(duì)所述的數(shù)字信號(hào)模型進(jìn)行采樣，生成采樣數(shù)據(jù)；對(duì)輸 出數(shù)據(jù)幀格式進(jìn)行設(shè)置；將所述的采樣數(shù)據(jù)按照設(shè)置好的輸出數(shù)據(jù)幀格式組幀輸出。本發(fā)明實(shí)施例的效果在于，通過(guò)構(gòu)建能夠輸出符合IEC61850-9-1協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù) 幀的數(shù)字信號(hào)發(fā)生裝置，為數(shù)字化電能表提供測(cè)試信號(hào)，用于數(shù)字化電能表的校驗(yàn)。該數(shù)字 信號(hào)發(fā)生裝置所采用信號(hào)的幅值和相位可通過(guò)參數(shù)設(shè)置，輸出數(shù)據(jù)的采樣率也可設(shè)置，輸 出數(shù)據(jù)幀的格式可通過(guò)參數(shù)設(shè)置，從而可構(gòu)造輸出各種參數(shù)條件下的采樣數(shù)據(jù)幀，適應(yīng)不 同的測(cè)試需求。


圖1為本發(fā)明基于三相電力系統(tǒng)模型的數(shù)字信號(hào)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為信號(hào)參數(shù)設(shè)置單元的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為幀格式設(shè)置單元的結(jié)構(gòu)框圖4為本發(fā)明基于三相電力系統(tǒng)模型的數(shù)字信號(hào)發(fā)生方法流程圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)信號(hào)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置的具體操作示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)輸出數(shù)據(jù)幀格式進(jìn)行設(shè)置的具體操作示意圖；圖7為本發(fā)明一實(shí)施例數(shù)字式信號(hào)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖8為本發(fā)明一實(shí)施例中主控計(jì)算機(jī)參數(shù)的幀格式圖；圖9為本發(fā)明一實(shí)施例中管理平臺(tái)下發(fā)的數(shù)據(jù)幀格式圖；圖10為輸出的符合IEC61850-9-1協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀格式圖；圖11為本發(fā)明又一實(shí)施例的數(shù)字式信號(hào)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā) 明實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但 并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例1如圖1所示為本發(fā)明基于三相電力系統(tǒng)模型的數(shù)字信號(hào)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖， 該裝置包括信號(hào)參數(shù)設(shè)置單元101、信號(hào)模型生成單元102、采樣參數(shù)設(shè)置單元103、采樣 數(shù)據(jù)生成單元104、幀格式設(shè)置單元105以及數(shù)字信號(hào)輸出單元106。通過(guò)信號(hào)參數(shù)設(shè)置單元101對(duì)數(shù)字信號(hào)的包括電壓、電流、功率和頻率在內(nèi)的信 號(hào)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，通過(guò)采樣參數(shù)設(shè)置單元103對(duì)采樣率進(jìn)行設(shè)置；信號(hào)模型生成單元102根 據(jù)存儲(chǔ)的三相電力數(shù)學(xué)模型和由信號(hào)參數(shù)設(shè)置單元101設(shè)置好的信號(hào)參數(shù)生成數(shù)字信號(hào) 模型，輸出建立的數(shù)字信號(hào)模型的數(shù)據(jù)；采樣數(shù)據(jù)生成單元104根據(jù)設(shè)置的采樣率對(duì)數(shù)字 信號(hào)模型進(jìn)行采樣，生成采樣數(shù)據(jù)；通過(guò)幀格式設(shè)置單元105對(duì)輸出的數(shù)據(jù)的幀格式進(jìn)行 設(shè)置；數(shù)字信號(hào)輸出單元106將采樣數(shù)據(jù)按照設(shè)置好的輸出數(shù)據(jù)幀格式組幀輸出。其中三相電力模型公式如下式⑴、(2)所示
權(quán)利要求
1.一種基于三相電力系統(tǒng)模型的數(shù)字信號(hào)發(fā)生裝置，其特征在于，所述的裝置包括 信號(hào)參數(shù)設(shè)置單元，用于對(duì)數(shù)字信號(hào)的包括電壓、電流、功率和頻率在內(nèi)的信號(hào)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；信號(hào)模型生成單元，用于根據(jù)存儲(chǔ)的三相電力數(shù)學(xué)模型和設(shè)置好的信號(hào)參數(shù)生成數(shù)字 信號(hào)模型；采樣參數(shù)設(shè)置單元，用于對(duì)輸出數(shù)據(jù)的采樣率進(jìn)行設(shè)置；采樣數(shù)據(jù)生成單元，用于根據(jù)設(shè)置好的采樣率對(duì)所述的數(shù)字信號(hào)模型進(jìn)行采樣，生成 采樣數(shù)據(jù)；幀格式設(shè)置單元，用于對(duì)輸出數(shù)據(jù)幀格式進(jìn)行設(shè)置；數(shù)字信號(hào)輸出單元，用于將所述的采樣數(shù)據(jù)按照設(shè)置好的輸出數(shù)據(jù)幀格式組幀輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的信號(hào)參數(shù)設(shè)置單元包括 電壓分相調(diào)節(jié)模塊，用于對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的三相電壓幅值分別進(jìn)行調(diào)節(jié)； 電流分相調(diào)節(jié)模塊，用于對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的三相電流幅值分別進(jìn)行調(diào)節(jié)； 功率分相調(diào)節(jié)模塊，用于對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的三相功率因數(shù)分別進(jìn)行調(diào)節(jié)； 頻率調(diào)節(jié)模塊，用于對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征是，所述的信號(hào)參數(shù)設(shè)置單元還包括參數(shù)顯示調(diào) 節(jié)模塊，用于對(duì)所述信號(hào)參數(shù)的顯示形式進(jìn)行調(diào)節(jié)。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的采樣參數(shù)設(shè)置單元包括采樣點(diǎn)數(shù)設(shè)置 模塊，用于對(duì)應(yīng)用服務(wù)ASDU數(shù)和采樣點(diǎn)數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的幀格式設(shè)置單元包括 數(shù)據(jù)幀類型選擇模塊，用于對(duì)電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)是否同包進(jìn)行選擇； 協(xié)議包類型設(shè)置模塊，用于根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置協(xié)議包類型；目的地址設(shè)置模塊，用于對(duì)數(shù)據(jù)包的目的MAC地址進(jìn)行設(shè)置。
6.一種基于三相電力系統(tǒng)模型的數(shù)字信號(hào)發(fā)生方法，其特征在于，所述的方法包括以 下步驟對(duì)數(shù)字信號(hào)的包括電壓、電流、功率和頻率在內(nèi)的信號(hào)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置； 根據(jù)三相電力數(shù)學(xué)模型和設(shè)置好的信號(hào)參數(shù)生成數(shù)字信號(hào)模型； 對(duì)輸出數(shù)據(jù)的采樣率進(jìn)行設(shè)置；根據(jù)設(shè)置好的采樣率對(duì)所述的數(shù)字信號(hào)模型進(jìn)行采樣，生成采樣數(shù)據(jù)； 對(duì)輸出數(shù)據(jù)幀格式進(jìn)行設(shè)置；將所述的采樣數(shù)據(jù)按照設(shè)置好的輸出數(shù)據(jù)幀格式組幀輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征是，所述的對(duì)數(shù)字信號(hào)的包括電壓、電流、功率和 頻率在內(nèi)的信號(hào)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置包括對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的三相電壓幅值分別進(jìn)行調(diào)節(jié)； 對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的三相電流幅值分別進(jìn)行調(diào)節(jié)； 對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的三相功率因數(shù)分別進(jìn)行調(diào)節(jié)； 對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征是，所述的對(duì)數(shù)字信號(hào)的包括電壓、電流、功率和 頻率在內(nèi)的信號(hào)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置還包括對(duì)所述信號(hào)參數(shù)的顯示形式進(jìn)行調(diào)節(jié)。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征是，所述的對(duì)輸出數(shù)據(jù)的采樣率進(jìn)行設(shè)置包括對(duì) 應(yīng)用服務(wù)ASDU數(shù)和采樣點(diǎn)數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
10.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于，所述的對(duì)輸出數(shù)據(jù)幀格式進(jìn)行設(shè)置包括 對(duì)電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)是否同包進(jìn)行選擇；根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置協(xié)議包類型； 對(duì)數(shù)據(jù)包的目的MAC地址進(jìn)行設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于三相電力系統(tǒng)模型的數(shù)字信號(hào)發(fā)生裝置，所述的裝置包括信號(hào)參數(shù)設(shè)置單元，用于對(duì)數(shù)字信號(hào)的包括電壓、電流、功率和頻率在內(nèi)的信號(hào)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；信號(hào)模型生成單元，用于根據(jù)存儲(chǔ)的三相電力數(shù)學(xué)模型和設(shè)置好的信號(hào)參數(shù)生成數(shù)字信號(hào)模型；采樣參數(shù)設(shè)置單元，用于對(duì)輸出數(shù)據(jù)的采樣率進(jìn)行設(shè)置；采樣數(shù)據(jù)生成單元，用于根據(jù)設(shè)置好的采樣率對(duì)數(shù)字信號(hào)模型進(jìn)行采樣，生成采樣數(shù)據(jù)；幀格式設(shè)置單元，用于對(duì)輸出數(shù)據(jù)幀格式進(jìn)行設(shè)置；數(shù)字信號(hào)輸出單元，用于將采樣數(shù)據(jù)按照設(shè)置好的輸出數(shù)據(jù)幀格式組幀輸出。利用本發(fā)明為數(shù)字化電能表提供測(cè)試信號(hào)，用于數(shù)字化電能表的校驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01R35/04GK102103199SQ20091024297
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者丁恒春, 李順昕, 楊曉科, 殷昌華, 熊寵魏, 王思彤, 袁瑞銘, 魯觀娜 申請(qǐng)人:華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 威勝集團(tuán)有限公司