專利名稱：智能變電站三態(tài)數(shù)據(jù)綜合測控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種智能變電站三態(tài)數(shù)據(jù)綜合測控裝置。屬于電力自動化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
所謂三態(tài)數(shù)據(jù)是指電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)、暫態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)。目前電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)采集主要由數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(Supervisory Controland Data Acquisition, SCADA)系統(tǒng)采集。SCADA系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，使調(diào)度運行人 員能及時跟蹤、調(diào)整電力系統(tǒng)運行狀態(tài)，為電力系統(tǒng)的安全可靠運行提供了有力的保障。變 電站測控裝置是SCADA系統(tǒng)的遠(yuǎn)方終端裝置(RemoteTerminal Unit, RTU)，具有交流電量 測量、輸入信號檢測、控制信號的邏輯判斷處理等能力，擔(dān)負(fù)著變電站自動化的測控功能。 但是隨著電網(wǎng)發(fā)展的要求，這些功能已不能完全滿足電網(wǎng)運行的要求。現(xiàn)有測控裝置采集 電壓、電流、有功、無功等有效值，缺乏對描述系統(tǒng)機電動態(tài)行為十分重要的相角、內(nèi)電勢及 其派生量的測量，且其得到的系統(tǒng)數(shù)據(jù)是低采樣密度的、歷史的、不同步的，因此只能監(jiān)測 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)或準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)運行情況。調(diào)度中心不能根據(jù)這些信息跟蹤系統(tǒng)的發(fā)展軌跡，準(zhǔn)確掌 握系統(tǒng)運行的動態(tài)情況。電網(wǎng)故障時的暫態(tài)數(shù)據(jù)主要由故障錄波裝置和繼電保護裝置采集記錄。故障錄波 數(shù)據(jù)的采樣頻率一般都在幾千Hz以上，并帶有時標(biāo)信息，但是只在發(fā)生故障時采集故障點 附近的數(shù)據(jù)，記錄數(shù)據(jù)只是局部的，并且持續(xù)時間較短，通常在數(shù)秒之內(nèi)，只能記錄擾動前 后局部量的動態(tài)，難以用于對全系統(tǒng)動態(tài)行為的監(jiān)視和分析。電網(wǎng)的動態(tài)數(shù)據(jù)的采集主要由相角測量單元(Phasor Measurement Unit，PMU)及 以其為基礎(chǔ)的廣域測量系統(tǒng)(Wide Area Measurement System, WAMS)進行，可以進行反映 機電暫態(tài)過程的動態(tài)數(shù)據(jù)采集與分析。現(xiàn)在電力系統(tǒng)為了解決三態(tài)數(shù)據(jù)采集，在廠站分別安裝了不同的裝置，形成不同 的系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計和安裝較為復(fù)雜，不利于智能電網(wǎng)的集約化管理和標(biāo)準(zhǔn)化管理。PMU裝置、故障錄波裝置的測量通道與電廠和變電站中使用的測控裝置是相同的， 測量的電量是重復(fù)的。在數(shù)據(jù)共享原則下，在高壓、超高壓變電站中采用具有同步向量測量 功能和故障錄波功能的新型測控裝置是變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向。智能變電站技術(shù)的發(fā)展，使信號采集和控制的模式發(fā)生了深刻的變化，目前智能 變電站普遍采用電子式互感器和智能操作終端。本發(fā)明介紹的新型的三態(tài)綜合測控裝置同 時滿足智能變電站的要求和常規(guī)變電站的要求，具有變電站常規(guī)測控功能、故障錄波功能 和同步向量采集功能，有利于變電站數(shù)據(jù)源的統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化，簡化二次系統(tǒng)接線，簡化自動 化系統(tǒng)二次設(shè)備的安裝、調(diào)試，提高經(jīng)濟效益，進一步提高現(xiàn)有電力監(jiān)控系統(tǒng)的高級應(yīng)用功 能(如狀態(tài)估計等)，為建立全景同步變電站系統(tǒng)提供技術(shù)支撐。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于智能變電站以及常規(guī)變電站的具有穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)數(shù)據(jù)采集處理功能的變電站綜合測控裝置，將有利于變電站數(shù)據(jù)源 的統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化，減少變電站設(shè)備的種類，簡化二次系統(tǒng)接線，提高現(xiàn)有電力監(jiān)控系統(tǒng)的高 級應(yīng)用功能。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種智能變電站三態(tài)數(shù)據(jù)綜合測控裝置，包括負(fù)責(zé)變電站常規(guī)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)測量和控 制功能的測控模塊、一個用于實現(xiàn)站控層IEC61850協(xié)議的站控層以太網(wǎng)通信管理模塊、一 個過程層以太網(wǎng)通信管理模塊、兩個負(fù)責(zé)高速數(shù)據(jù)處理和交換的FPGA模塊和一個彩色液 晶顯示管理模塊，其特征在于所述測控模塊、站控層以太網(wǎng)通信管理模塊與第一 FPGA模 塊連接進行數(shù)據(jù)通訊，第一 FPGA模塊與第二 FPGA模塊通過高速數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)交換并進 行模擬量的采樣，所述第二 FPGA模塊與過程層以太網(wǎng)通信管理模塊相連。前述的智能變電站三態(tài)數(shù)據(jù)綜合測控裝置，其特征在于所述的測控模塊負(fù)責(zé)變 電站常規(guī)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)測量和控制功能，包括一片測控DSP以及用于完成狀態(tài)量采集的狀態(tài)量 采集電路、用于控制輸出的控制出口輸出電路，所述的狀態(tài)量采集電路、控制出口輸出電路 通過并行數(shù)據(jù)總線和測控DSP直接相連。前述的智能變電站三態(tài)數(shù)據(jù)綜合測控裝置，其特征在于所述站控層以太網(wǎng)通信 模塊實現(xiàn)站控層IEC61850協(xié)議，同時實現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)和暫態(tài)數(shù)據(jù)的傳輸，包括一片Motorola 公司推出的第一 PowerPC處理器，第一 PowerPC處理器主頻達(dá)到300MHz，能夠直接與兩路 百兆以太網(wǎng)相連實現(xiàn)站控層IEC61850通信，同時可以實現(xiàn)基于IEEE1588精確對時協(xié)議的 時間同步，并輸出秒脈沖至第一FPGA模塊；通過PCI總線外接三路百兆以太網(wǎng)，其中兩路實 現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)和暫態(tài)錄波數(shù)據(jù)的傳輸，一路實現(xiàn)和液晶顯示模件的數(shù)據(jù)傳輸。前述的智能變電站三態(tài)數(shù)據(jù)綜合測控裝置，其特征在于所述過程層以太網(wǎng)通信 模塊包括和站控層以太網(wǎng)通信模塊相同的第二 PowerPC處理器，第二 PowerPC處理器與兩 路百兆以太網(wǎng)相接實現(xiàn)采樣值的傳輸和G00SE協(xié)議的傳輸，同時可以實現(xiàn)基于IEEE1588精 確對時協(xié)議的時間同步，第二 PowerPC處理器輸出秒脈沖給第一 FPGA模塊，通過并行總線 和第二 FPGA模塊相連。第一 FPGA模塊與兩片高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)通過第一 FPGA 模塊片內(nèi)RAM和并行接口提供給站控層通信管理模塊和測控模塊；第一FPGA模塊同時包括 片內(nèi)大容量RAM作為站控層通信管理模塊和測控模塊之間的雙口 RAM進行數(shù)據(jù)交換；第一 FPGA模塊同時包括六對差分線用于與第二 FPGA模塊進行高速串行數(shù)據(jù)交換。所述第一 FPGA模塊還包括IRIG-B碼和脈沖對時信號的電平轉(zhuǎn)換電路，用于接受 站控層以太網(wǎng)通信管理模塊和過程層以太網(wǎng)通信管理模塊的的秒脈沖對時信號。第一 FPGA 模塊進行時間信號的仲裁，確定裝置時間，同時輸出同步采樣脈沖給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，確保廣 域同步采樣。同時輸出秒脈沖給測控模塊，確保狀態(tài)量采集的時間精度。所述第二 FPGA模塊負(fù)責(zé)過程層通信管理模塊和第一 FPGA模塊之間的高速數(shù)據(jù)交 換。其通過并行總線和過程層通信管理模塊連接，通過六對差分線和第一 FPGA模塊進行高 速串行數(shù)據(jù)交換。所述液晶顯示管理模塊采用FREESCALE公司的高性能處理器管理彩色液晶和鍵 盤，并通過以太網(wǎng)和站控層以太網(wǎng)通信管理模塊通信。本實用新型的有益效果是測控裝置采用多模塊結(jié)構(gòu)和FPGA技術(shù)，極大的提高了裝置的數(shù)據(jù)處理能力，可以同時進行穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)數(shù)據(jù)的高速采集和處理，測控裝置可 以進行常規(guī)互感器信號的交流采樣和數(shù)字采樣；可以進行常規(guī)繼電器控制輸出和數(shù)字輸 出；可以進行狀態(tài)量信號常規(guī)電纜輸入和數(shù)字輸入。該測控裝置減少了變電站設(shè)備的種類， 簡化了變電站的設(shè)計和施工，為電網(wǎng)自動化系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源。

圖1是本實用新型中的測控裝置硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作具體的介紹。測控裝置的硬件結(jié)構(gòu)由于測控裝置需要同時完成穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、動態(tài)數(shù)據(jù)的采集計算和控制量輸出，需要 高速以太網(wǎng)通信功能，需要兼容智能變電站的過程層采樣值接口和GOOSE接口，同時還需 要實現(xiàn)IEEE1588精確對時功能，這對測控裝置的硬件結(jié)構(gòu)和性能有較高的要求，圖1為本 實用新型中的測控裝置的硬件結(jié)構(gòu)示意圖，它是一個多模塊結(jié)構(gòu)，包括一個測控模塊、一個 站控層以太網(wǎng)通信管理模塊、一個過程層以太網(wǎng)通信管理模塊、兩個負(fù)責(zé)高速數(shù)據(jù)處理和 交換的FPGA模塊(第一 FPGA和第二 FPGA)和一個彩色液晶顯示管理模塊。。測控模塊負(fù)責(zé)變電站常規(guī)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)測量和控制功能，包括一片測控DSP以及用于 完成狀態(tài)量采集的狀態(tài)量采集電路、用于控制輸出的控制出口輸出電路。測控模塊需要完成變電站狀態(tài)量的采集、交流電氣量的計算和控制輸出等功能。 測控DSP通過并行總線和第一FPGA模塊、狀態(tài)信號采集電路、控制輸出電路。為了保證狀態(tài) 量采集的實時準(zhǔn)確和測控功能的完備，測控功能采用主頻達(dá)150兆赫茲32位工業(yè)級DSP進 行處理。在本系統(tǒng)中選用TI公司2000系列的產(chǎn)品TMS320F28335，這一款芯片是TI公司最 近新推出來的具有高性價比的產(chǎn)品。該款芯片具有快速的DSP功能、強大的I/O控制功能、 大量的片上存儲器、強大的中斷管理、方便的編程調(diào)試等等，而且該款芯片具有較寬的工作 溫度范圍和較強的抗干擾能力，適合應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。站控層以太網(wǎng)通信模塊網(wǎng)通信模塊實現(xiàn)站控層IEC61850協(xié)議，同時實現(xiàn)動態(tài)數(shù) 據(jù)和暫態(tài)數(shù)據(jù)的傳輸，包括一片Motorola公司推出的新一代PowerPC系列處理器。芯片主 頻達(dá)到300MHz，能夠直接管理兩路百兆以太網(wǎng)實現(xiàn)站控層IEC61850通信，同時可以實現(xiàn)基 于IEEE1588精確對時協(xié)議的時間同步，并輸出秒脈沖給第一 FPGA模塊。同時通過PCI總 線外擴三路百兆以太網(wǎng)，其中兩路實現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)和暫態(tài)錄波數(shù)據(jù)的傳輸，一路實現(xiàn)和液晶 顯示模件的數(shù)據(jù)傳輸。過程層以太網(wǎng)通信模塊采用和站控層以太網(wǎng)通信模塊相同的PowerPC處理器， 管理兩路百兆以太網(wǎng)接口實現(xiàn)采樣值的傳輸和G00SE協(xié)議的傳輸，同時可以實現(xiàn)基于 IEEE1588精確對時協(xié)議的時間同步，并輸出秒脈沖給第一 FPGA模塊。它提供并行總線和第 二 FPGA模塊相連。兩片F(xiàn)PGA模塊實現(xiàn)各模塊之間的數(shù)據(jù)高速交換同時進行模擬量的采樣，該方面 中FPGA承擔(dān)了非常重要的作用，負(fù)責(zé)各模塊間的高速數(shù)據(jù)交換、交流采樣控制、同步相量 計算、裝置時間仲裁等功能。我們采用XILINX的具有DSP功能的Spartan-3A系列FPGA處理器。該處理器主頻達(dá)250MHz，內(nèi)含37440個邏輯單元，1512K比特的內(nèi)部塊RAM支持雙口 RAM操作，84個DSP核可以進行高速數(shù)據(jù)處理，具有兩百多個高速差分對支持高速數(shù)據(jù)交 換。該處理器具有較高的性能，能夠滿足應(yīng)用需求。第一 FPGA模塊采用管理兩片高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)通過片內(nèi)RAM 和并行接口提供給站控層通信管理模塊和測控模塊。該FPGA對交流采樣的采樣值進行數(shù) 字濾波和高速傅里葉變換，將采樣值和轉(zhuǎn)換結(jié)果同時傳送給測控模塊和站控層通信模塊， 便于它們計算分析。該FPGA模塊同時提供片內(nèi)大容量RAM作為站控層通信管理模塊和測 控模塊之間的雙口 RAM進行數(shù)據(jù)交換。該模塊提供六對差分線，和第二 FPGA模塊進行高速 串行數(shù)據(jù)交換。第一 FPGA模塊還集成了 IRIG-B碼和脈沖對時信號的電平轉(zhuǎn)換電路，同時接受站 控層通信模塊和過程層通信模塊的秒脈沖對時信號。第一 FPGA模塊進行時間信號的仲裁， 確定裝置時間，同時輸出同步采樣脈沖給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，確保廣域同步采樣。同時輸出秒脈 沖給測控模塊，確保狀態(tài)量采集的時間精度。第二 FPGA模塊負(fù)責(zé)過程層通信管理模塊和第一 FPGA模塊之間的高速數(shù)據(jù)交換。 其通過并行總線和過程層通信管理模塊連接，通過六對差分線和第一 FPGA模塊進行高速 串行數(shù)據(jù)交換。液晶顯示管理模塊采用FREESCALE公司的高性能處理器管理彩色液晶和鍵盤，并 通過以太網(wǎng)和站控層以太網(wǎng)通信管理模塊通信。該測控裝置減少了變電站設(shè)備的種類，簡化了變電站的設(shè)計和施工，為電網(wǎng)自動 化系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源。裝置可以采集Ua、Ub、Uc、3U0，測量Ia、Ib、Ic，保護Ia、Ib、Ic，線路同期電壓Us和 零序電流。電壓、電流等電氣量采用的是交流采樣方法，A/D轉(zhuǎn)換采用16位高精度A/D轉(zhuǎn)換 器件，每周波采樣200點，電氣量的計算采用傅立葉算法。經(jīng)采樣計算，裝置輸出各路電壓、 電流、三個線電壓以及正序電壓、正序電流的有效值和相位，并計算出有功功率、無功功率、 功率因數(shù)、頻率、諧波畸變率等參數(shù)。其中電壓、電流的精度為0.2%，功率精度為0.5%，頻 率精度優(yōu)于為0.003Hz。各電氣量的測量原理如下
6
周期的電流、電壓信號可表示為
op
x{t) = C0costoji + bk smkω1t]
2π
式中Co1——周期函數(shù)的角頻率，螂
k為諧波次數(shù)； cO為直流分量
^k=jYxin)cos(^kn) N為每周波采樣點數(shù)
bk =I^x(X)Sin(與 to)
由此可以計算出信號第k次諧波幅值、相角、有效值 幅值 二 W[0044]相角朽=Circtgir^-)(ak > 0)
<h或外=arctg、S+ 冗(ak < 0)
ak有效值q == J^Tbf)利用上式將交流信號進行分解，可以計算電壓、電流信號各次諧波及總的有效值 和有功功率、無功功率、功率因素。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波，GB/T14549-93》中的相關(guān)要求，計算電網(wǎng) 諧波畸變率，裝置監(jiān)視高達(dá)15次電壓、電流諧波畸變率第k次諧波電壓含有率HRUk HRUk =^xl00%式中Uk——第k次諧波電壓(均方根值)；Ul——基波電壓(均方根值)。第k次諧波電流含有率HRIk -HRIk =^χ100%
1I式中1k——第k次諧波電流(均方根值)；11——基波電流(均方根值)。
~M電壓總諧波畸變率THDu 倡義1ΛΛ0/
JMlJu —-χ 1UU%
M
V/2電流總諧波畸變率THDi :mD = k χ i0Qo/
'~ A Χ °同步相量計算裝置的第一 FPGA模塊仲裁站控層ΙΕΕΕ1588時間、過程層ΙΕΕΕ1588時間、IRIG-B 碼時間，確定裝置時間，并輸出秒脈沖(Ipps)給測控模塊，輸出同步采樣脈沖給模擬數(shù)字 轉(zhuǎn)換器件，采樣脈沖的同步誤差不大于1US。同步采樣過程中，數(shù)據(jù)采樣脈沖由時間同步模 塊的秒脈沖鎖定，保證同步采樣脈沖均勻分布在每秒內(nèi)，相應(yīng)地相量對應(yīng)的時標(biāo)也均勻分 布在每秒內(nèi)。在智能變電站中，大量的交流電壓、電流信號來自合并單元輸出的采樣值信號，其 采樣脈沖同步性由合并單元裝置保證，過程層通信管理模塊根據(jù)IEC61850-9-2報文中帶 的秒等分值和本地時間計算同步相量的時標(biāo)，并在采樣值接收時直接標(biāo)記其時標(biāo)，保證時 標(biāo)精度。裝置支持4kHz同步采樣頻率，能同步測量安裝點的三相基波電壓、三相基波電 流、電壓電流的基波正序相量、頻率和開關(guān)量信號，并能將所的電壓基波正序相量一次值、 電流基波正序相量一次值和頻率實時傳送至站內(nèi)動態(tài)數(shù)據(jù)集中器。暫態(tài)錄波功能
7[0063]裝置暫態(tài)錄波功能，用于記錄瞬時采樣的數(shù)據(jù)，可完成常規(guī)的故障錄波。輸出格式 符合ANSI/IEEEC37. 111-1991 (C0MTRADE)的要求，具有全域啟動命令的發(fā)送和接收，以記 錄特定的系統(tǒng)擾動數(shù)據(jù)。裝置錄波數(shù)據(jù)文件采用NandFlash存儲，存儲介質(zhì)容量為1G，裝置內(nèi)最多可循環(huán) 存儲100次錄波數(shù)據(jù)。裝置能夠向主站離線傳輸暫態(tài)錄波文件、文件目錄、事件標(biāo)識等信息。用戶可通過 主站故障文件分析軟件讀取Comtrade故障錄波文件，對故障錄波文件進行圖形化分析。也 可接入保護信息管理系統(tǒng)，用于保護故障信息的統(tǒng)一管理。暫態(tài)錄波的啟動判據(jù)包括有效值或直流量越上/下限啟動；突變量啟動；序分量啟動；頻率上/下越限啟動；頻率變化率啟動；開關(guān)量變位啟動；網(wǎng)絡(luò)命令啟動等。定值整定方式與動態(tài)擾動事件的啟動定值相同。采用上述方法，變電站可以將過去的常規(guī)測控裝置、向量測量裝置(PMU)和故障 錄波裝置簡化為一套三態(tài)綜合測控裝置該測控裝置，可以減少變電站設(shè)備的種類，簡化了 變電站的設(shè)計和施工，同時使三類數(shù)據(jù)具有統(tǒng)一的時標(biāo)，而且由于裝置時間采用GPS對時， 可以實現(xiàn)廣域內(nèi)三態(tài)數(shù)據(jù)具有統(tǒng)一的時標(biāo)，可以為電力自動化系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源，提 升電力自動化系統(tǒng)的高級應(yīng)用功能。本實用新型的測控裝置采用多模塊結(jié)構(gòu)和FPGA技術(shù)，極大的提高了裝置的數(shù)據(jù) 處理能力，可以同時進行穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)數(shù)據(jù)的高速采集和處理，測控裝置可以進行常規(guī) 互感器信號的交流采樣和數(shù)字采樣；可以進行常規(guī)繼電器控制輸出和數(shù)字輸出；可以進行 狀態(tài)量信號常規(guī)電纜輸入和數(shù)字輸入。上述實施例不以任何形式限制本實用新型，凡采取等同替換或等效變換的方式所 獲得的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種智能變電站三態(tài)數(shù)據(jù)綜合測控裝置，包括負(fù)責(zé)變電站常規(guī)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)測量和控制功能的測控模塊、一個用于實現(xiàn)站控層IEC61850協(xié)議的站控層以太網(wǎng)通信管理模塊、一個過程層以太網(wǎng)通信管理模塊、兩個負(fù)責(zé)高速數(shù)據(jù)處理和交換的FPGA模塊和一個液晶顯示管理模塊，其特征在于所述測控模塊、站控層以太網(wǎng)通信管理模塊與第一FPGA模塊連接進行數(shù)據(jù)通信，第一FPGA模塊與第FPGA模塊通過高速數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)交換并進行模擬量的采樣，所述第二FPGA模塊與過程層以太網(wǎng)通信管理模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站三態(tài)數(shù)據(jù)綜合測控裝置，其特征在于所述測控 模塊包括一片測控DSP以及用于完成狀態(tài)量采集的狀態(tài)量采集電路、用于控制輸出的控制 出口輸出電路，所述狀態(tài)量采集電路、控制出口輸出電路通過并行數(shù)據(jù)總線和測控DSP相 連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站三態(tài)數(shù)據(jù)綜合測控裝置，其特征在于所述站控 層以太網(wǎng)通信模塊包括第一 PowerPC處理器，第一 PowerPC處理器與兩路百兆以太網(wǎng)相連 實現(xiàn)站控層IEC61850通信，同時可以實現(xiàn)基于IEEE1588精確對時協(xié)議的時間同步，并輸出 秒脈沖至第一 FPGA模塊；站控層以太網(wǎng)通信模塊通過PCI總線外接三路百兆以太網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站三態(tài)數(shù)據(jù)綜合測控裝置，其特征在于所述過程 層以太網(wǎng)通信模塊包括第二 PowerPC處理器，第二 PowerPC處理器與兩路百兆以太網(wǎng)相接 實現(xiàn)采樣值的傳輸和GOOSE協(xié)議的傳輸，同時實現(xiàn)基于IEEE1588精確對時協(xié)議的時間同 步，第PowerPC處理器輸出秒脈沖至第一 FPGA模塊，通過并行總線和第二 FPGA模塊相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站三態(tài)數(shù)據(jù)綜合測控裝置，其特征在于第一FPGA 模塊與兩片高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)通過第一 FPGA模塊片內(nèi)RAM和并行 接口提供給站控層通信管理模塊和測控模塊；第一 FPGA模塊同時包括六對差分線用于與 第二 FPGA模塊進行高速串行數(shù)據(jù)交換。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能變電站三態(tài)數(shù)據(jù)綜合測控裝置，其特征在于所述第一 FPGA模塊還包括IRIG-B碼和脈沖對時信號的電平轉(zhuǎn)換電路，用于接受站控層以太網(wǎng)通信 管理模塊和過程層以太網(wǎng)通信管理模塊的秒脈沖對時信號，同時輸出同步采樣脈沖給模數(shù) 轉(zhuǎn)換電路、輸出秒脈沖給測控模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站三態(tài)數(shù)據(jù)綜合測控裝置，其特征在于所述液晶 顯示管理模塊通過以太網(wǎng)和站控層以太網(wǎng)通信管理模塊通信。
專利摘要本實用新型公開了一種適用于智能變電站以及常規(guī)變電站的具有穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)數(shù)據(jù)采集處理功能的變電站綜合測控裝置，包括測控裝置采用多模塊結(jié)構(gòu)，包括一個測控模塊、一個站控層以太網(wǎng)通信管理模塊、一個過程層以太網(wǎng)通信管理模塊、兩個負(fù)責(zé)高速數(shù)據(jù)處理和交換的FPGA模塊和一個彩色液晶顯示管理模塊。本實用新型的變電站綜合測控裝置可以進行常規(guī)互感器信號的交流采樣和具有電子式互感器的數(shù)字采樣，可以進行常規(guī)繼電器控制輸出和數(shù)字輸出，可以進行常規(guī)狀態(tài)量信號輸入和數(shù)字輸入。裝置可以同時進行穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)數(shù)據(jù)的高速采集和處理，可以減少變電站設(shè)備的種類，簡化了變電站的設(shè)計和施工，為電力自動化系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源。
文檔編號H02J13/00GK201639363SQ20102014136
公開日2010年11月17日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者周斌, 張何, 張敏, 彭奇, 梅德冬, 沈健, 謝黎, 閆承志, 黃國方 申請人:國電南瑞科技股份有限公司