專利名稱：時標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)功率源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中對廠站端所用產(chǎn)品進行設(shè)備性能和通信規(guī)約的入網(wǎng)檢測及數(shù)字化變電站中電子式互感器、數(shù)字化儀表、繼電保護裝置性能指標(biāo)測試的裝置，特別是一種時標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)功率源。
背景技術(shù)：
一是在電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(WAMS)中，廠站端的相量測量裝置(PMU)，輸入為電網(wǎng)二次端的電壓、電流模擬信號，它通過網(wǎng)絡(luò)主系統(tǒng)輸出帶有時標(biāo)的數(shù)字信號作為實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(WAMS)數(shù)據(jù)分析的依據(jù)。二是數(shù)字化變電站內(nèi)的繼電保護裝置、調(diào)度自動化和計量儀表全部實現(xiàn)了數(shù)字化，信息傳遞實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化，通信模型達到了標(biāo)準(zhǔn)化。要對它們進行檢測，現(xiàn)有的校驗標(biāo)準(zhǔn)源是無法實現(xiàn)的。傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)源框圖如附圖1，它主要由主系統(tǒng)I、測試模塊2、信號模塊3、功率放大模塊4、輸出模塊5、取樣模塊6經(jīng)常規(guī)電連接組成；該種裝置在使用中存在的不足在于1、適應(yīng)面窄，它只適應(yīng)模擬化裝置的檢測，對現(xiàn)在大量出現(xiàn)的數(shù)字化裝置則無法檢測。因為它只有模擬量輸出功能而無與模擬量相對應(yīng)的數(shù)字量輸出功能，如對數(shù)字電能表就不能進行檢測；2、在電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測系 統(tǒng)(WAMS)中，對廠站端的相量測量裝置(PMU)的檢測非常困難。其一是，由于輸出信號沒有和GPS(全球定位系統(tǒng))同步，無法實現(xiàn)對標(biāo)準(zhǔn)相量及動態(tài)特性的檢測；其二是，由于沒有與GPS同步采樣的數(shù)據(jù)輸出，無法對PMU采集的數(shù)據(jù)進行比對檢測，從而影響WAMS系統(tǒng)運行的實時性和準(zhǔn)確性。隨著數(shù)字化變電站的應(yīng)用和推廣，其一次和二次設(shè)備的檢測成為當(dāng)務(wù)之急，開發(fā)出相應(yīng)的檢測裝置更為重中之重。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，針對傳統(tǒng)檢測裝置在使用中存在不能對數(shù)字化裝置進行檢測，不能適應(yīng)數(shù)字化變電站建設(shè)需要的不足，而提出一種可對數(shù)字化裝置進行檢測，滿足數(shù)字化變電站建設(shè)需要的時標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)功率源。通過下述技術(shù)方案可實現(xiàn)本實用新型目的，一種時標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)功率源，其特征在于，它由主系統(tǒng)、測試模塊、信號模塊、功率放大模塊、輸出模塊、取樣模塊、同步電路模塊和GPS組成；測試模塊一端與功率放大模塊和取樣模塊電連接，另一端分別與主系統(tǒng)、信號模塊、同步電路模塊電連接；同步電路模塊另一端與GPS電連接；信號模塊另一端與功率放大模塊電連接；功率放大模塊另一端與輸出模塊電連接；輸出模塊另一端與取樣模塊電連接；主系統(tǒng)中設(shè)有測量系統(tǒng)軟件。信號模塊由主系統(tǒng)、數(shù)字信號處理模塊(DSP)、四象限16位乘法模塊(6xDAC數(shù)模轉(zhuǎn)換調(diào)幅)、6路數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(DAC)組成。主系統(tǒng)分別與數(shù)字信號處理模塊、6路數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊電連接；數(shù)字信號處理模塊與四象限16位乘法模塊電連接；四象限16位乘法模塊32與6路數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊電連接；數(shù)字信號處理模塊接收來自同步電路模塊7的IPPS和標(biāo)準(zhǔn)相位脈沖信號。功率放大模塊由2個加法器、功率放大器、反饋電路模塊、取樣模塊組成；一加法器分別與反饋電路模塊和功率放大器電連接；另一加法器設(shè)在反饋電路模塊與取樣模塊連接電路之間。測試模塊由數(shù)字信號處理模塊(DSP)、電壓邊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(AD-U)、電流邊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(AD-I)、電壓取樣模塊、電流取樣模塊組成；數(shù)字信號處理模塊一端與主系統(tǒng)電連接，另一端分別與電壓邊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、電流邊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊電連接；電壓邊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊另一端與電壓取樣模塊電連接；電流邊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊另一端與電流取樣模塊電連接。本實用新型的效果在于1、適應(yīng)面寬，它可以對現(xiàn)有大量出現(xiàn)的數(shù)字化裝置進行檢測，既可對廠站端的相量測量裝置PMU進行有效檢測，又可對數(shù)字化儀表等進行有效檢測；也可適應(yīng)模擬化裝置的檢測；這在于本裝置在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)源的基礎(chǔ)上增設(shè)了由同步電路模塊和GPS組成的同步信號源；在輸出模擬量的同時，可以不同通訊規(guī)約同步輸出與模擬量對應(yīng)的帶有時標(biāo)的數(shù)字量；2、三相標(biāo)準(zhǔn)電壓、電流功率源輸出相位可與我國北斗衛(wèi)星授時系統(tǒng)同步，同時可以兼容同步GPS ;初始相角可任意設(shè)定且具有一定的守時功能(即如果在某一時段內(nèi)接收不到衛(wèi)星信號，仍可保持和標(biāo)準(zhǔn)時間的同步)；3、可為WAMS系統(tǒng)在國 內(nèi)推廣提供技術(shù)支持，可使廠站端自動化設(shè)備穩(wěn)定、可靠接入調(diào)度自動化系統(tǒng)，滿足電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的要求。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型進一步闡述

附圖I為現(xiàn)有校驗電源 標(biāo)準(zhǔn)源的電路方框結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為本實用新型的電路方框結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3為本發(fā)明中信號模塊的電路方框結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4為本發(fā)明中功率放大模塊的電路方框結(jié)構(gòu)示意圖。附圖5為本發(fā)明中測試模塊的電路方框結(jié)構(gòu)示意圖。附圖6為本發(fā)明中測量系統(tǒng)軟件的方框結(jié)構(gòu)示意圖。附圖7為附圖6中數(shù)據(jù)處理程序9的方框結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參見附圖2，一種時標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)功率源，它由主系統(tǒng)I、測試模塊2、信號模塊3、功率放大模塊4、輸出模塊5、取樣模塊6、同步電路模塊7和GPS8組成。測試模塊2 —端與功率放大模塊4和取樣模塊6電連接，另一端分別與主系統(tǒng)I、信號模塊3、同步電路模塊7電連接；同步電路模塊7另一端與GPS8電連接；信號模塊3另一端與功率放大模塊4電連接；功率放大模塊4另一端與輸出模塊5電連接；輸出模塊5另一端與取樣模塊6電連接；同步電路模塊7輸出IPPS (每秒脈沖)、采樣脈沖信號、標(biāo)準(zhǔn)相位脈沖信號三種信號，測試模塊2接收IPPS和采樣脈沖信號，信號模塊3接收采樣脈沖信號和標(biāo)準(zhǔn)相位脈沖信號。信號模塊3如附圖3所示，它主要由主系統(tǒng)I、數(shù)字信號處理模塊(DSP)31、四象限16位乘法模塊(6xDAC數(shù)模轉(zhuǎn)換調(diào)幅)32、6路數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(DAC) 33組成。主系統(tǒng)I分別與數(shù)字信號處理模塊31、6路數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊33電連接；數(shù)字信號處理模塊31與四象限16位乘法模塊(6xDAC調(diào)幅)32電連接；四象限16位乘法模塊32與6路數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊33電連接；數(shù)字信號處理模塊31接收來自同步電路模塊7的IPPS和標(biāo)準(zhǔn)相位脈沖信號。該模塊的功能是采用數(shù)字頻率合成技術(shù)，以GPS-IPPS為同步信號，合成一個信號頻率相位基準(zhǔn)。利用數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)，同時產(chǎn)生六路信號，使其信號可變頻，可獨立調(diào)幅，可獨立對GPS-IPPS移相，可疊加多次諧波。功率放大模塊4如附圖4所示，它主要由加法器41、加法器42、功率放大器43、反饋電路模塊44、取樣模塊6組成；加法器41分別與反饋電路模塊44和功率放大器43電連接；加法器42設(shè)在反饋電路模塊44與取樣模塊6連接電路之間。它的功能是將小信號進行功率放大變成穩(wěn)定性好的、高保真的、負(fù)載能力一定的模擬量輸出。測試模塊2如附圖5所示，它主要由數(shù)字信號處理模塊(DSP) 21、電壓邊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(AD-U) 22、電流邊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(AD-I) 23、電壓取樣模塊24、電流取樣模塊25組成；數(shù)字信號處理模塊21 —端與主系統(tǒng)I電連接，另一端分別與電壓邊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊22、電流邊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊23電連接；電壓邊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊22另一端與電壓取樣模塊24電連接；電流邊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊23另一端與電流取樣模塊25電連接。它的功能是將輸出的模擬量同步采集轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，加以時標(biāo)輸出。本裝置中的測量系統(tǒng)軟件，參見附圖6，由數(shù)據(jù)采樣程序10、數(shù)據(jù)處理程序9以及數(shù)據(jù)通訊程序11三部分組成，裝在主系統(tǒng)I中；其中數(shù)據(jù)處理程序9由功率計算程序91、數(shù)字濾波程序92、頻譜分析程序93、有效值計算程序94、幅值計算程序95、相位計算程序96 組成。數(shù)據(jù)采樣程序10 :根據(jù)高精度鎖相輸出的采樣頻率進行采樣，把采樣頻率直接加到AD轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換引腳。AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換完成后，產(chǎn)生中斷，數(shù)據(jù)采樣程序執(zhí)行，讀取AD轉(zhuǎn)換器中的數(shù)據(jù)。并把數(shù)據(jù)送入相應(yīng)的數(shù)據(jù)暫存區(qū)以供數(shù)據(jù)處理程序使用。數(shù)據(jù)通訊程序11 :主要是根據(jù)主系統(tǒng)送來的命令，控制測量系統(tǒng)的采樣。同時把數(shù)據(jù)處理的結(jié)果送給主系統(tǒng)，以供主系統(tǒng)使用。數(shù)據(jù)處理程序9 :它對數(shù)據(jù)采樣程序所采樣的數(shù)據(jù)進行處理。其中有效值計算程序94把采樣數(shù)據(jù)進行有效值運算處理；功率計算程序91把采樣的電壓值和電流值相乘并進行平均功率運算處理；數(shù)字濾波程序92是為了保證測量基波相位的穩(wěn)定，在對數(shù)據(jù)進行頻譜分析之前，對數(shù)據(jù)進行數(shù)字FIR濾波；頻譜分析程序93對數(shù)字濾波后的數(shù)據(jù)進行頻譜分析；幅值計算程序95根據(jù)頻譜分析結(jié)果，計算各次諧波的幅值；相位計算程序96根據(jù)頻譜分析結(jié)果，計算各次諧波的相位。
權(quán)利要求1.一種時標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)功率源，其特征在于，它由主系統(tǒng)、測試模塊、信號模塊、功率放大模塊、輸出模塊、取樣模塊、同步電路模塊和GPS組成；測試模塊一端與功率放大模塊和取樣模塊電連接，另一端分別與主系統(tǒng)、信號模塊、同步電路模塊電連接；同步電路模塊另一端與GPS電連接；信號模塊另一端與功率放大模塊電連接；功率放大模塊另一端與輸出模塊電連接；輸出模塊另一端與取樣模塊電連接。
2.按權(quán)利要求I所述的時標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)功率源，其特征在于，信號模塊由主系統(tǒng)、數(shù)字信號處理模塊、四象限16位乘法模塊、6路數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊組成；主系統(tǒng)分別與數(shù)字信號處理模塊、6路數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊電連接；數(shù)字信號處理模塊與四象限16位乘法模塊電連接；四象限16位乘法模塊(32)與6路數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊電連接；數(shù)字信號處理模塊接收來自同步電路模塊(7)的IPPS和標(biāo)準(zhǔn)相位脈沖信號。
3.按權(quán)利要求I所述的時標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)功率源，其特征在于，功率放大模塊由2個加法器、功率放大器、反饋電路模塊、取樣模塊組成；一加法器分別與反饋電路模塊和功率放大器電連接；另一加法器設(shè)在反饋電路模塊與取樣模塊連接電路之間。
4.按權(quán)利要求I或2或3所述的時標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)功率源，其特征在于，測試模塊由數(shù)字信號處理模塊、電壓邊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、電流邊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、電壓取樣模塊、電流取樣模塊組成；數(shù)字信號處理模塊一端與主系統(tǒng)電連接，另一端分別與電壓邊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、電流邊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊電連接；電壓邊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊另一端與電壓取樣模塊電連接；電流邊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊另一端與電流取樣模塊電連接。
專利摘要本實用新型提供一種時標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)功率源，它由主系統(tǒng)、測試模塊、信號模塊、功率放大模塊、輸出模塊、取樣模塊、同步電路模塊和GPS組成。它的效果在于1.適應(yīng)面寬，它既可對廠站端的相量測量裝置PMU進行有效檢測，又可對數(shù)字化儀表等進行有效檢測；也可適應(yīng)模擬化裝置的檢測；2.三相標(biāo)準(zhǔn)電壓、電流功率源輸出相位可與我國北斗衛(wèi)星授時系統(tǒng)同步，同時可以兼容同步GPS；3.可為WAMS系統(tǒng)在國內(nèi)推廣提供技術(shù)支持，滿足電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的要求。
文檔編號G01R1/28GK202661493SQ20122010349
公開日2013年1月9日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者李力華, 熊水發(fā), 周向東 申請人:江西八達電子有限公司