本實(shí)用新型是一種風(fēng)電電能質(zhì)量分析記錄儀，屬于風(fēng)電場的電能質(zhì)量分析監(jiān)控領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來，由于能源缺乏和環(huán)境污染等問題日益突出，風(fēng)能作為一種可再生的清潔能源，受到廣泛關(guān)注，風(fēng)力發(fā)電正以前所未有的速度高速發(fā)展。現(xiàn)階段由于我國絕大多數(shù)風(fēng)電場都是接入電網(wǎng)運(yùn)行，隨著風(fēng)電上網(wǎng)的上網(wǎng)電量增加，風(fēng)電場并網(wǎng)時產(chǎn)生的電壓波動和閃變、電壓偏差以及諧波等電能質(zhì)量問題日益嚴(yán)重，直接影響電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此，需要一種測試風(fēng)電場電能質(zhì)量的儀器，來確定風(fēng)電場的電能質(zhì)量是否滿足電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量要求，并且對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而解決風(fēng)電場的電能質(zhì)量問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型目的是提供一種風(fēng)電電能質(zhì)量分析記錄儀，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題，本實(shí)用新型能夠?qū)︼L(fēng)電場的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場電能質(zhì)量的動態(tài)監(jiān)測和故障診斷、故障報警。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種風(fēng)電電能質(zhì)量分析記錄儀，包括電壓電流變換模塊、交直流模擬量采集模塊、通信模塊、擴(kuò)展模塊、控制模塊、人機(jī)交互模塊、存儲模塊、實(shí)時時鐘模塊以及主處理分析模塊，所述電壓電流變換模塊將采集到的高電壓、大電流信號轉(zhuǎn)換成低電壓信號傳輸?shù)浇恢绷髂M量采集模塊，所述電壓電流變換模塊將采集到的控制信號傳輸給控制模塊，所述交直流模擬量采集模塊將接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所述交直流模擬量采集模塊將數(shù)字信號傳輸?shù)街魈幚矸治瞿K，所述通信模塊通過總線與主處理分析模塊雙向相連，所述擴(kuò)展模塊采集直流模擬量和開關(guān)量信號，所述擴(kuò)展模塊將直流模擬量和開關(guān)量信號傳輸給控制模塊，所述控制模塊通過總線與主處理分析模塊雙向連接，所述人機(jī)交互模塊通過總線與主處理分析模塊雙向連接，所述存儲模塊與主處理分析模塊連接，所述實(shí)時時鐘模塊與主處理分析模塊連接。

進(jìn)一步地，所述主處理分析模塊采用的PC104主板。

進(jìn)一步地，所述控制模塊采用ARM Cortex-M4處理器的STM32F429芯片集成一個180MHz ARM Cortex-M4內(nèi)核。

進(jìn)一步地，所述控制模塊能夠控制量程的切換。

進(jìn)一步地，所述交直流模擬量采集模塊對每個通道進(jìn)行高速采樣。

進(jìn)一步地，所述電壓電流變換模塊采用多路高精度的霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器。

進(jìn)一步地，所述擴(kuò)展模塊具有4～20mA的電流環(huán)采集電路。

進(jìn)一步地，所述擴(kuò)展模塊采集的電流信號可直接接入儀器，也可通過電流鉗接入。

進(jìn)一步地，所述通信模塊包括5個USB接口、2個232接口、1個485接口以及1個網(wǎng)口。

進(jìn)一步地，所述人機(jī)交互模塊包括LCD顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸板以及多個狀態(tài)指示燈。

進(jìn)一步地，所述存儲模塊采用1T容量的硬盤。

本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型的一種風(fēng)電電能質(zhì)量分析記錄儀，本實(shí)用新型通過添加電壓電流變換模塊、交直流模擬量采集模塊、通信模塊、擴(kuò)展模塊、控制模塊、人機(jī)交互模塊、存儲模塊、實(shí)時時鐘模塊以及主處理分析模塊，該設(shè)計(jì)具有數(shù)據(jù)采集功能、人機(jī)交互功能、通信功能、報警功能，數(shù)據(jù)采集功能包括電壓電流采集、開關(guān)量輸入、交直流模擬量輸入，人機(jī)交互功能包括數(shù)據(jù)指令的輸入、狀態(tài)顯示，通信功能包括RS232通信、RS485通信、RJ45通信，報警功能，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的故障報警。

因采用PC104主板，該設(shè)計(jì)可提供豐富I/O接口，針對顯示需求，提供VGA、HDMI/DVI和24-bit LVDS接口，能夠輸出信號至2臺顯示屏，適合要求多種顯示配置或數(shù)字面板顯示能力的應(yīng)用，針對存儲需求，提供標(biāo)準(zhǔn)SATA端口和全長mSATA，其它I/O接口包括1x COM、2x RS-232，1x RS485和5x USB 2.0，因采用ARM Cortex-M4處理器的STM32F429芯片集成一個180MHz ARM Cortex-M4內(nèi)核，該設(shè)計(jì)可提供最大2MB閃存或1MB雙區(qū)閃存，每種閃存內(nèi)置256KB RAM。

因控制模塊能夠控制量程的切換，該設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)量程的自適應(yīng)達(dá)到自動切換量程的目的，因交直流模擬量采集模塊，該設(shè)計(jì)可用于對三相供電電路進(jìn)行精確計(jì)量，并且對每個通道進(jìn)行高速采樣，實(shí)現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，因電壓電流變換模塊采用多路高精度的霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器，該設(shè)計(jì)可將現(xiàn)場的多路高電壓、大電流轉(zhuǎn)換成低電壓信號，同時實(shí)現(xiàn)對高電壓、大電流的隔離，因擴(kuò)展模塊具有4～20mA的電流環(huán)采集電路，該設(shè)計(jì)能夠采集三組電壓信號、三組電流信號。

因擴(kuò)展模塊采集的電流信號可直接接入儀器，也可通過電流鉗接入，該設(shè)計(jì)提高了選擇效果，因通信模塊包括5個USB接口、2個232接口、1個485接口以及1個網(wǎng)口，該設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場不同的需要，因存儲模塊采用1T容量的硬盤，該設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)所有實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)存儲，本實(shí)用新型能夠?qū)︼L(fēng)電場的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場電能質(zhì)量的動態(tài)監(jiān)測和故障診斷、故障報警。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯：

圖1為本實(shí)用新型一種風(fēng)電電能質(zhì)量分析記錄儀的功能示意圖；

圖中：1-電壓電流變換模塊、2-交直流模擬量采集模塊、3-擴(kuò)展模塊、4-控制模塊、5-存儲模塊、6-人機(jī)交互模塊、7-主處理分析模塊、8-實(shí)時時鐘模塊、9-通信模塊。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。

請參閱圖1，本實(shí)用新型提供一種技術(shù)方案：一種風(fēng)電電能質(zhì)量分析記錄儀，包括電壓電流變換模塊1、交直流模擬量采集模塊2、通信模塊9、擴(kuò)展模塊3、控制模塊4、人機(jī)交互模塊6、存儲模塊5、實(shí)時時鐘模塊8以及主處理分析模塊7，電壓電流變換模塊1將采集到的高電壓、大電流信號轉(zhuǎn)換成低電壓信號傳輸?shù)浇恢绷髂M量采集模塊2，電壓電流變換模塊1將采集到的控制信號傳輸給控制模塊4，交直流模擬量采集模塊2將接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，交直流模擬量采集模塊2將數(shù)字信號傳輸?shù)街魈幚矸治瞿K7，通信模塊9通過總線與主處理分析模塊7雙向相連，擴(kuò)展模塊3采集直流模擬量和開關(guān)量信號，擴(kuò)展模塊3將直流模擬量和開關(guān)量信號傳輸給控制模塊4，控制模塊4通過總線與主處理分析模塊7雙向連接，人機(jī)交互模塊6通過總線與主處理分析模塊7雙向連接，存儲模塊5與主處理分析模塊7連接，實(shí)時時鐘模塊8與主處理分析模塊7連接。

主處理分析模塊7采用的PC104主板，控制模塊4采用ARM Cortex-M4處理器的STM32F429芯片集成一個180MHz ARM Cortex-M4內(nèi)核，控制模塊4能夠控制量程的切換，交直流模擬量采集模塊2對每個通道進(jìn)行高速采樣，電壓電流變換模塊1采用多路高精度的霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器，擴(kuò)展模塊3具有4～20mA的電流環(huán)采集電路，擴(kuò)展模塊3采集的電流信號可直接接入儀器，也可通過電流鉗接入，通信模塊9包括5個USB接口、2個232接口、1個485接口以及1個網(wǎng)口，人機(jī)交互模塊6包括LCD顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸板以及多個狀態(tài)指示燈，存儲模塊5采用1T容量的硬盤。

具體實(shí)施方式：如圖1所示，本實(shí)用新型一種風(fēng)電電能質(zhì)量分析記錄儀包括主處理分析模塊7、控制模塊4、交直流模擬量采集模塊2、電壓電流變換模塊1、通信模塊9、擴(kuò)展模塊3、人機(jī)交互模塊6、存儲模塊5以及實(shí)時時鐘模塊8。

其中，主處理分析模塊7采用PC104進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，通過總線與通信模塊9連接，實(shí)現(xiàn)通信接口擴(kuò)展功能，控制模塊4采用ARM控制器，用于控制量程切換，并對輸入的開關(guān)量信號進(jìn)行分析和處理，實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)功能，控制模塊4的ARM控制器通過總線與主處理分析模塊7連接，交直流模擬量采集模塊2能夠?qū)γ總€通道進(jìn)行高速采樣，實(shí)現(xiàn)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量傳輸給主處理分析模塊7，電壓電流變換模塊1采用多路高精度的霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器將現(xiàn)場的多路高電壓、大電流轉(zhuǎn)換成低電壓信號，同時實(shí)現(xiàn)對高電壓、大電流的隔離。

通信模塊9包括5個USB接口、2個232接口、1個485接口以及1個網(wǎng)口，用于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場不同的需要，通過總線與主處理分析模塊7相連，實(shí)現(xiàn)本地數(shù)據(jù)傳輸，并且通過接口功能的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，擴(kuò)展模塊3采用4～20mA信號輸入，能夠采集三組電壓信號、三組電流信號，然后將信號傳輸給控制模塊4進(jìn)行分析和處理，DI/DO單元實(shí)現(xiàn)對數(shù)字量輸入輸出功能，人機(jī)交互模塊6包括LCD顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸板以及多個狀態(tài)指示燈，用于指令輸入和狀態(tài)顯示，存儲模塊5采用1T容量硬盤，用于數(shù)據(jù)的存儲，實(shí)時時鐘模塊8用于提供計(jì)時，該設(shè)計(jì)能夠?qū)︼L(fēng)電場的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場電能質(zhì)量的動態(tài)監(jiān)測和故障診斷、故障報警。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn),對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。