一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺的制作方法
專利名稱:一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺的制作方法
【專利摘要】一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，包括ARM&DSP中心模塊、FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊、外部通訊接口。所述ARM&DSP中心模塊與FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊通過數(shù)據(jù)總線互聯(lián)，F(xiàn)PGA報文轉(zhuǎn)換模塊與外部通訊接口實現(xiàn)互聯(lián)。本實用新型負責(zé)基于SCD文件比對結(jié)果對變電站IED保護設(shè)備在GOOSE、SV收發(fā)等方面進行針對性檢修，屬于虛回路校驗決策系統(tǒng)的最終執(zhí)行環(huán)節(jié)，驗證平臺可實現(xiàn)自動和手動檢修功能，保證了調(diào)試試驗無遺漏無重復(fù)，既縮短調(diào)試周期，又確保了調(diào)試質(zhì)量。
【專利說明】
一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電力系統(tǒng)智能變電站繼電保護技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智能變電站技術(shù)在全世界范圍內(nèi)獲得了廣泛的應(yīng)用。IEC61850標準是智能變電站通訊規(guī)范的基礎(chǔ)，它通過對變電站自動化系統(tǒng)中的對象統(tǒng)一建模，指導(dǎo)變電站自動化的設(shè)計、開發(fā)、工程、維護各個領(lǐng)域。其中SCD文件描述了站內(nèi)所有IED實例配置和通訊參數(shù)、IH)設(shè)備之間的通訊配置及信號連線等信息。所以無論是新建站的調(diào)試還是已投運站的后期維護升級等，SCD文件與裝置配置信息的一致性，都是保證站內(nèi)信息互通的基本。因此，SCD文件的規(guī)范性和正確性是智能變電站安全運行的關(guān)鍵因素，然而在我國目前的智能變電站建設(shè)過程中，由于缺乏統(tǒng)一有效的管理控制手段，SCD文件可能被多方依據(jù)其需要頻繁修改，最終可能導(dǎo)致以下結(jié)果:I)頻繁更新后的SCD文件正確性難以保證;2)裝置實例化頻繁更新，導(dǎo)致調(diào)試工作無序、重復(fù)性開展，工程調(diào)試質(zhì)量難以確保，成為影響變電站調(diào)試及建設(shè)工期的首要因素。
[0003]目前國內(nèi)外對SCD文件的研究僅限于保護廠家開發(fā)的相關(guān)配置工具，生成的SCD文件必須使用專門的解析軟件打開，且打開后文件多為軟件代碼，很不易于理解。而現(xiàn)場調(diào)試人員所重點關(guān)注的檢修策略是在SCD對比基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，而根據(jù)新舊SCD文件中虛端子連線的變化，依托檢修策略驗證平臺數(shù)據(jù)通信接口，驅(qū)動驗證平臺對修改的虛端子回路進行校驗，對各種類型保護設(shè)備進行方案驗證并提供專家性指導(dǎo)更是本領(lǐng)域需要重點突破的技術(shù)難點。因此開發(fā)可實現(xiàn)SCD文件比對后的功能驗證平臺對智能變電站工程調(diào)試幫助甚大，可避免工程調(diào)試中的重復(fù)、方法錯誤、少項漏項等問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是，針對目前智能變電站建設(shè)過程中SCD文件調(diào)試存在的問題，提供一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，它能夠負責(zé)基于SCD文件比對結(jié)果對變電站IED保護設(shè)備在G00SE、SV收發(fā)等方面進行針對性檢修，屬于虛回路校驗決策系統(tǒng)的最終執(zhí)行環(huán)節(jié)，驗證平臺可實現(xiàn)自動和手動檢修功能，保證了調(diào)試試驗無遺漏無重復(fù)，既縮短調(diào)試周期，又確保了調(diào)試質(zhì)量。
[0005]為達到本實用新型的目的，采用的技術(shù)方案是:一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，該驗證平臺包含ARM&DSP中心模塊、FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊、外部通訊接口，所述ARM&DSP中心模塊與FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊通過數(shù)據(jù)總線互聯(lián)，F(xiàn)PGA報文轉(zhuǎn)換模塊與外部通訊接口實現(xiàn)互聯(lián)。
[0006]所述ARM&DSP中心模塊中的ARM處理器負責(zé)用作和外部PC機通信，采用200兆赫ARM920T內(nèi)核處理器，內(nèi)置如SDRAM、FLASE、l/10/100M以太網(wǎng)MAC、Boot ROM和實時時鐘等，支持IEC61850標準的光纖信號輸出。
[0007]所述ARM&DSP中心模塊中的DSP負責(zé)接收上位機下達的檢測命令，并與FPGA通過高速數(shù)據(jù)總線進行數(shù)據(jù)交互，采用浮點型號TMS320VC5416芯片，計算速率最高達160MI/S，支持8MX 16bit擴展尋址空間，內(nèi)置128kX 16bit的RAM和16kX 16bit的ROM以及3個多通道緩沖串口。
[0008]所述FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊負責(zé)數(shù)字報文的接收和發(fā)送，采用Virtex-6系列45mm工藝產(chǎn)品，GTX和GTH收發(fā)器采樣速率最高分別達6.6Gb/s和I lGb/s，并提供零延遲緩沖、頻率合成、時鐘相位偏移、輸入抖動過濾和相匹配時鐘拆分功能。
[0009]所述外部通訊接口包含8路100M光纖ST通訊接口，可同時發(fā)送6組SV、15組G00SE，接收6組G00SE，收發(fā)IEEE1588報文。
[0010]所述外部通訊接口包含8路100M光纖ST通訊接口，第I路?第4路光纖通訊接口可用于測量接收光功率。
[0011]所述外部通訊接口包含8路獨立可配置的硬接點開入開出，開出接點響應(yīng)速度優(yōu)于lOOus，開入接點響應(yīng)速度優(yōu)于1us，開入量最大承受輸入電壓不低于250V(DC)。
[0012]所述外部通訊接口包含I路光IRIG-B碼/PPS輸入接口，2路獨立的光IRIG-B碼/PPS輸出接口，輸出精準準確度優(yōu)于50ns。
[0013]所述外部通訊接口包含12路標準源輸出是模擬6路電壓和6路電流的標準源輸出，最高電壓120V，最大電流6A。
[0014]所述驗證平臺具備IEC60044-8(FT3)、IEC61850-9-l或IEC61850-9-2報文輸出及探測，GOOSE報文輸出及探測和模擬量開入開出等功能。
[0015]本實用新型所述一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺的整體工作原理是:
[0016]開啟工作電源后，ARM&DSP中心模塊與客戶PC機、被測試系統(tǒng)建立通訊鏈路;鏈路初始化正常后，由ARM&DSP中心模塊通過以太網(wǎng)接收來自客戶命令并把接收到的命令下達給DSP;DSP產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字信號，并通過和FPGA之間的地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制信號把數(shù)據(jù)及命令下發(fā)給FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊;FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)及光口、12路標準源配置情況確定光收發(fā)模塊及模擬量開入開出操作種類，其中含:采樣值發(fā)送及光口、組數(shù)配置，采樣值接收及光口、組數(shù)配置，GOOSE發(fā)送及光口、組數(shù)配置，GOOSE接收及光口、組數(shù)配置，F(xiàn)T3發(fā)送及光口配置，12路標準源發(fā)送配置;外部通訊接口會對接收到的采樣值、GOOSE數(shù)據(jù)重新組裝發(fā)送至FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊并送DSP進行解析;ARM&DSP中心模塊探測結(jié)果并上報，結(jié)束對外通信功能。
[0017]本實用新型的有益效果在于:本驗證平臺自帶工控機，可內(nèi)控也可外接PC控制，實現(xiàn)方式靈活;驗證平臺功能可覆蓋智能變電站所有類型保護裝置、智能終端和合并單元等，使用范圍廣泛;檢修決策驗證平臺采用閉環(huán)控制實現(xiàn)自動測試，執(zhí)行高效可靠，即避免了智能變電站工程調(diào)試過程中出現(xiàn)重復(fù)性工作，又保證了調(diào)試工作的全面性開展，提高智能變電站調(diào)試效率。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖2為本實用新型一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺的12路標準源電流輸出模塊原理圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實用新型所述的一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺進行詳細的說明。
[0021 ]本實用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，檢修決策驗證平臺包含ARM&DSP中心模塊、FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊、外部通訊接口組成，所述ARM&DSP中心模塊與FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊通過數(shù)據(jù)總線互聯(lián)，F(xiàn)PGA報文轉(zhuǎn)換模塊與外部通訊接口實現(xiàn)互聯(lián)。
[0022]ARM處理器選用EP9315芯片作為核心控制器，擁有先進的200兆赫ARM920T內(nèi)核處理器，ARM920T的32位微處理器結(jié)構(gòu)帶有一個5階管線，帶有的一個l/10/100Mbps的以太網(wǎng)接口，并通過外擴的MAC和光纖轉(zhuǎn)換芯片實現(xiàn)IEC61850標準的光纖信號輸出，內(nèi)置如SDRAM、FLASE、1/10/100M以太網(wǎng)MAC、Boot ROM和實時時鐘等，是用于變電站虛回路校驗的檢修決策平臺及控制方法的控制中心。
[0023]DSP采用浮點型號TMS320VC5416芯片，是一款16bit定點高性能DSP，計算速率最高達160MI/s，3條16bit數(shù)據(jù)存儲器總線和I條程序存儲器總線，I個40bit桶形移位器和2個40bit累加器，I個17 X 17乘法器和I個40bit專用加法器，最大8MX 16bit的擴展尋址空間，內(nèi)置128kX 16bit的RAM和16kX 16bit的ROM及3個多通道緩沖串口。
[0024]FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊負責(zé)數(shù)字報文的接收和發(fā)送，采用Virtex-6系列45mm工藝產(chǎn)品，性能優(yōu)越容量大，具有可編程及面向DSP、存儲器和連接功能支持的集成式模塊合理組合，功耗比上一代產(chǎn)品降低50%，其內(nèi)置GTX和GTH收發(fā)器采樣速率最高分別達6.6Gb/s和I lGb/s，并提供零延遲緩沖、頻率合成、時鐘相位偏移、輸入抖動過濾和相匹配時鐘拆分功能，是整個硬件部分的核心部件。
[0025]外部通訊接口包含8路100M光纖ST通訊接口，可同時發(fā)送6組SV、15組GOOSE，接收6組GOOSE，收發(fā)IEEE1588報文，且第I路?第4路光纖通訊接口可用于測量接收光功率;8路獨立的IEC60044-7/8(FT3)規(guī)范采樣值輸出口，滿足國網(wǎng)最新標準;8路獨立可配置的硬接點開入開出，開出接點響應(yīng)速度優(yōu)于lOOus，開入接點響應(yīng)速度優(yōu)于1us，開入量最大承受輸入電壓不低于250V(DC); I路光IRIG-B碼/PPS輸入接口，2路獨立的光IRIG-B碼/PPS輸出接口，輸出精準準確度優(yōu)于50ns; 12路標準源輸出可模擬6路電壓和6路電流的標準源輸出，最高電壓120V，最大電流6A ； 2路PC通訊口采用10M自適應(yīng)RJ45以太網(wǎng)接口。
[0026]12路標準源電流輸出模塊原理圖，如圖2所示，采用工頻變壓器不同負載的變換來模擬產(chǎn)生電流。電流輸出模塊包括單相工頻變壓器和負載控制模塊，當(dāng)SI和S2都關(guān)斷時，工頻變壓器的負載為Rl和R2;當(dāng)SI和S2都導(dǎo)通時，工頻變壓器的負載R2被短接，其負載僅為Rl;這樣通過控制負載R2的投退來模擬電流的發(fā)生。其中，單相工頻變壓器的變比為36，連接于單相220 V工頻試驗電源，其輸出電壓為6.11 V;負載Rl選用RXLG-200W-0.2 Ω J型(0.2Ω ,200 W)鋁殼電阻器，負載R2選用RXLG-20W-2Q J型(2Ω、20W)鋁殼電阻器；當(dāng)S1、S2全關(guān)斷時，變壓器輸出電流為2.78六，當(dāng)51、52全導(dǎo)通時，變壓器輸出電流為30.56 A。開關(guān)S1、S2為IGBT開關(guān)器件，選用SEMIKR0N公司SK80GM063模塊，其在25°C時的關(guān)斷電壓為600V，導(dǎo)通電流為81A，開關(guān)導(dǎo)通時間為45ns Al、D2為IGBT的反并聯(lián)二極管。Cl、C2為并聯(lián)于IGBT兩端的無感電容，實現(xiàn)電路運行時的零電壓開關(guān)，用于保護電路中的IGBT器件和降低其開關(guān)損耗。本轉(zhuǎn)換電路IGBT的控制觸發(fā)信號采用DSP芯片的中斷產(chǎn)生，觸發(fā)脈沖同時施加于開關(guān)器件S1、S2的門極。
【主權(quán)項】
1.一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，其特征在于，所述平臺包括ARM&DSP中心模塊、FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊以及外部通訊接口；所述ARM&DSP中心模塊與FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊通過數(shù)據(jù)總線互聯(lián);所述FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊與外部通訊接口實現(xiàn)互聯(lián)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，其特征在于，所述ARM&DSP中心模塊中的ARM處理器負責(zé)用作和外部PC機通信，采用200兆赫ARM920T內(nèi)核處理器，內(nèi)置SDRAM、FLASE、l/10/100M以太網(wǎng)MAC、Boot ROM和實時時鐘，支持IEC61850標準的光纖信號輸出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，其特征在于，所述ARM&DSP中心模塊中的DSP負責(zé)接收上位機下達的檢測命令，并與FPGA通過高速數(shù)據(jù)總線進行數(shù)據(jù)交互，采用浮點型號TMS320VC5416芯片，計算速率最高達160MI/S，支持8MX16bit擴展尋址空間，內(nèi)置128kX 16bit的RAM和16kX 16bit的ROM以及3個多通道緩沖串口。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，其特征在于，所述FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊負責(zé)數(shù)字報文的接收和發(fā)送，采用Virtex-6系列45mm工藝產(chǎn)品，GTX和GTH收發(fā)器采樣速率最高分別達6.6Gb/s和I lGb/s，并提供零延遲緩沖、頻率合成、時鐘相位偏移、輸入抖動過濾和相匹配時鐘拆分功能。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，其特征在于，所述外部通訊接口包含8路10M光纖ST通訊接口，可同時發(fā)送6組SV、15組GOOSE，接收6組G00SE，收發(fā) IEEE1588報文。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，其特征在于，所述外部通訊接口包含8路100M光纖ST通訊接口，第I路?第4路光纖通訊接口可用于測量接收光功率。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，其特征在于，所述外部通訊接口包含8路獨立可配置的硬接點開入開出，開出接點響應(yīng)速度優(yōu)于lOOus，開入接點響應(yīng)速度優(yōu)于1us，開入量最大承受輸入直流電壓不低于250V。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，其特征在于，所述外部通訊接口包含I路光IRIG-B碼/PPS輸入接口，2路獨立的光IRIG-B碼/PPS輸出接口，輸出精準準確度優(yōu)于50ns。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，其特征在于，所述外部通訊接口包含12路標準源輸出是模擬6路電壓和6路電流的標準源輸出，最高電壓12(^，最大電流6八。
【文檔編號】G06Q50/06GK205721964SQ201620329999
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】王冠南, 潘本仁, 萬勇, 張妍, 周寧, 楊越, 桂小智
【申請人】國網(wǎng)江西省電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司
【專利摘要】一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，包括ARM&DSP中心模塊、FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊、外部通訊接口。所述ARM&DSP中心模塊與FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊通過數(shù)據(jù)總線互聯(lián)，F(xiàn)PGA報文轉(zhuǎn)換模塊與外部通訊接口實現(xiàn)互聯(lián)。本實用新型負責(zé)基于SCD文件比對結(jié)果對變電站IED保護設(shè)備在GOOSE、SV收發(fā)等方面進行針對性檢修，屬于虛回路校驗決策系統(tǒng)的最終執(zhí)行環(huán)節(jié)，驗證平臺可實現(xiàn)自動和手動檢修功能，保證了調(diào)試試驗無遺漏無重復(fù)，既縮短調(diào)試周期，又確保了調(diào)試質(zhì)量。
【專利說明】
一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電力系統(tǒng)智能變電站繼電保護技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智能變電站技術(shù)在全世界范圍內(nèi)獲得了廣泛的應(yīng)用。IEC61850標準是智能變電站通訊規(guī)范的基礎(chǔ)，它通過對變電站自動化系統(tǒng)中的對象統(tǒng)一建模，指導(dǎo)變電站自動化的設(shè)計、開發(fā)、工程、維護各個領(lǐng)域。其中SCD文件描述了站內(nèi)所有IED實例配置和通訊參數(shù)、IH)設(shè)備之間的通訊配置及信號連線等信息。所以無論是新建站的調(diào)試還是已投運站的后期維護升級等，SCD文件與裝置配置信息的一致性，都是保證站內(nèi)信息互通的基本。因此，SCD文件的規(guī)范性和正確性是智能變電站安全運行的關(guān)鍵因素，然而在我國目前的智能變電站建設(shè)過程中，由于缺乏統(tǒng)一有效的管理控制手段，SCD文件可能被多方依據(jù)其需要頻繁修改，最終可能導(dǎo)致以下結(jié)果:I)頻繁更新后的SCD文件正確性難以保證;2)裝置實例化頻繁更新，導(dǎo)致調(diào)試工作無序、重復(fù)性開展，工程調(diào)試質(zhì)量難以確保，成為影響變電站調(diào)試及建設(shè)工期的首要因素。
[0003]目前國內(nèi)外對SCD文件的研究僅限于保護廠家開發(fā)的相關(guān)配置工具，生成的SCD文件必須使用專門的解析軟件打開，且打開后文件多為軟件代碼，很不易于理解。而現(xiàn)場調(diào)試人員所重點關(guān)注的檢修策略是在SCD對比基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，而根據(jù)新舊SCD文件中虛端子連線的變化，依托檢修策略驗證平臺數(shù)據(jù)通信接口，驅(qū)動驗證平臺對修改的虛端子回路進行校驗，對各種類型保護設(shè)備進行方案驗證并提供專家性指導(dǎo)更是本領(lǐng)域需要重點突破的技術(shù)難點。因此開發(fā)可實現(xiàn)SCD文件比對后的功能驗證平臺對智能變電站工程調(diào)試幫助甚大，可避免工程調(diào)試中的重復(fù)、方法錯誤、少項漏項等問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是，針對目前智能變電站建設(shè)過程中SCD文件調(diào)試存在的問題，提供一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，它能夠負責(zé)基于SCD文件比對結(jié)果對變電站IED保護設(shè)備在G00SE、SV收發(fā)等方面進行針對性檢修，屬于虛回路校驗決策系統(tǒng)的最終執(zhí)行環(huán)節(jié)，驗證平臺可實現(xiàn)自動和手動檢修功能，保證了調(diào)試試驗無遺漏無重復(fù)，既縮短調(diào)試周期，又確保了調(diào)試質(zhì)量。
[0005]為達到本實用新型的目的，采用的技術(shù)方案是:一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，該驗證平臺包含ARM&DSP中心模塊、FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊、外部通訊接口，所述ARM&DSP中心模塊與FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊通過數(shù)據(jù)總線互聯(lián)，F(xiàn)PGA報文轉(zhuǎn)換模塊與外部通訊接口實現(xiàn)互聯(lián)。
[0006]所述ARM&DSP中心模塊中的ARM處理器負責(zé)用作和外部PC機通信，采用200兆赫ARM920T內(nèi)核處理器，內(nèi)置如SDRAM、FLASE、l/10/100M以太網(wǎng)MAC、Boot ROM和實時時鐘等，支持IEC61850標準的光纖信號輸出。
[0007]所述ARM&DSP中心模塊中的DSP負責(zé)接收上位機下達的檢測命令，并與FPGA通過高速數(shù)據(jù)總線進行數(shù)據(jù)交互，采用浮點型號TMS320VC5416芯片，計算速率最高達160MI/S，支持8MX 16bit擴展尋址空間，內(nèi)置128kX 16bit的RAM和16kX 16bit的ROM以及3個多通道緩沖串口。
[0008]所述FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊負責(zé)數(shù)字報文的接收和發(fā)送，采用Virtex-6系列45mm工藝產(chǎn)品，GTX和GTH收發(fā)器采樣速率最高分別達6.6Gb/s和I lGb/s，并提供零延遲緩沖、頻率合成、時鐘相位偏移、輸入抖動過濾和相匹配時鐘拆分功能。
[0009]所述外部通訊接口包含8路100M光纖ST通訊接口，可同時發(fā)送6組SV、15組G00SE，接收6組G00SE，收發(fā)IEEE1588報文。
[0010]所述外部通訊接口包含8路100M光纖ST通訊接口，第I路?第4路光纖通訊接口可用于測量接收光功率。
[0011]所述外部通訊接口包含8路獨立可配置的硬接點開入開出，開出接點響應(yīng)速度優(yōu)于lOOus，開入接點響應(yīng)速度優(yōu)于1us，開入量最大承受輸入電壓不低于250V(DC)。
[0012]所述外部通訊接口包含I路光IRIG-B碼/PPS輸入接口，2路獨立的光IRIG-B碼/PPS輸出接口，輸出精準準確度優(yōu)于50ns。
[0013]所述外部通訊接口包含12路標準源輸出是模擬6路電壓和6路電流的標準源輸出，最高電壓120V，最大電流6A。
[0014]所述驗證平臺具備IEC60044-8(FT3)、IEC61850-9-l或IEC61850-9-2報文輸出及探測，GOOSE報文輸出及探測和模擬量開入開出等功能。
[0015]本實用新型所述一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺的整體工作原理是:
[0016]開啟工作電源后，ARM&DSP中心模塊與客戶PC機、被測試系統(tǒng)建立通訊鏈路;鏈路初始化正常后，由ARM&DSP中心模塊通過以太網(wǎng)接收來自客戶命令并把接收到的命令下達給DSP;DSP產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字信號，并通過和FPGA之間的地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制信號把數(shù)據(jù)及命令下發(fā)給FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊;FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)及光口、12路標準源配置情況確定光收發(fā)模塊及模擬量開入開出操作種類，其中含:采樣值發(fā)送及光口、組數(shù)配置，采樣值接收及光口、組數(shù)配置，GOOSE發(fā)送及光口、組數(shù)配置，GOOSE接收及光口、組數(shù)配置，F(xiàn)T3發(fā)送及光口配置，12路標準源發(fā)送配置;外部通訊接口會對接收到的采樣值、GOOSE數(shù)據(jù)重新組裝發(fā)送至FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊并送DSP進行解析;ARM&DSP中心模塊探測結(jié)果并上報，結(jié)束對外通信功能。
[0017]本實用新型的有益效果在于:本驗證平臺自帶工控機，可內(nèi)控也可外接PC控制，實現(xiàn)方式靈活;驗證平臺功能可覆蓋智能變電站所有類型保護裝置、智能終端和合并單元等，使用范圍廣泛;檢修決策驗證平臺采用閉環(huán)控制實現(xiàn)自動測試，執(zhí)行高效可靠，即避免了智能變電站工程調(diào)試過程中出現(xiàn)重復(fù)性工作，又保證了調(diào)試工作的全面性開展，提高智能變電站調(diào)試效率。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖2為本實用新型一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺的12路標準源電流輸出模塊原理圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實用新型所述的一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺進行詳細的說明。
[0021 ]本實用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，檢修決策驗證平臺包含ARM&DSP中心模塊、FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊、外部通訊接口組成，所述ARM&DSP中心模塊與FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊通過數(shù)據(jù)總線互聯(lián)，F(xiàn)PGA報文轉(zhuǎn)換模塊與外部通訊接口實現(xiàn)互聯(lián)。
[0022]ARM處理器選用EP9315芯片作為核心控制器，擁有先進的200兆赫ARM920T內(nèi)核處理器，ARM920T的32位微處理器結(jié)構(gòu)帶有一個5階管線，帶有的一個l/10/100Mbps的以太網(wǎng)接口，并通過外擴的MAC和光纖轉(zhuǎn)換芯片實現(xiàn)IEC61850標準的光纖信號輸出，內(nèi)置如SDRAM、FLASE、1/10/100M以太網(wǎng)MAC、Boot ROM和實時時鐘等，是用于變電站虛回路校驗的檢修決策平臺及控制方法的控制中心。
[0023]DSP采用浮點型號TMS320VC5416芯片，是一款16bit定點高性能DSP，計算速率最高達160MI/s，3條16bit數(shù)據(jù)存儲器總線和I條程序存儲器總線，I個40bit桶形移位器和2個40bit累加器，I個17 X 17乘法器和I個40bit專用加法器，最大8MX 16bit的擴展尋址空間，內(nèi)置128kX 16bit的RAM和16kX 16bit的ROM及3個多通道緩沖串口。
[0024]FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊負責(zé)數(shù)字報文的接收和發(fā)送，采用Virtex-6系列45mm工藝產(chǎn)品，性能優(yōu)越容量大，具有可編程及面向DSP、存儲器和連接功能支持的集成式模塊合理組合，功耗比上一代產(chǎn)品降低50%，其內(nèi)置GTX和GTH收發(fā)器采樣速率最高分別達6.6Gb/s和I lGb/s，并提供零延遲緩沖、頻率合成、時鐘相位偏移、輸入抖動過濾和相匹配時鐘拆分功能，是整個硬件部分的核心部件。
[0025]外部通訊接口包含8路100M光纖ST通訊接口，可同時發(fā)送6組SV、15組GOOSE，接收6組GOOSE，收發(fā)IEEE1588報文，且第I路?第4路光纖通訊接口可用于測量接收光功率;8路獨立的IEC60044-7/8(FT3)規(guī)范采樣值輸出口，滿足國網(wǎng)最新標準;8路獨立可配置的硬接點開入開出，開出接點響應(yīng)速度優(yōu)于lOOus，開入接點響應(yīng)速度優(yōu)于1us，開入量最大承受輸入電壓不低于250V(DC); I路光IRIG-B碼/PPS輸入接口，2路獨立的光IRIG-B碼/PPS輸出接口，輸出精準準確度優(yōu)于50ns; 12路標準源輸出可模擬6路電壓和6路電流的標準源輸出，最高電壓120V，最大電流6A ； 2路PC通訊口采用10M自適應(yīng)RJ45以太網(wǎng)接口。
[0026]12路標準源電流輸出模塊原理圖，如圖2所示，采用工頻變壓器不同負載的變換來模擬產(chǎn)生電流。電流輸出模塊包括單相工頻變壓器和負載控制模塊，當(dāng)SI和S2都關(guān)斷時，工頻變壓器的負載為Rl和R2;當(dāng)SI和S2都導(dǎo)通時，工頻變壓器的負載R2被短接，其負載僅為Rl;這樣通過控制負載R2的投退來模擬電流的發(fā)生。其中，單相工頻變壓器的變比為36，連接于單相220 V工頻試驗電源，其輸出電壓為6.11 V;負載Rl選用RXLG-200W-0.2 Ω J型(0.2Ω ,200 W)鋁殼電阻器，負載R2選用RXLG-20W-2Q J型(2Ω、20W)鋁殼電阻器；當(dāng)S1、S2全關(guān)斷時，變壓器輸出電流為2.78六，當(dāng)51、52全導(dǎo)通時，變壓器輸出電流為30.56 A。開關(guān)S1、S2為IGBT開關(guān)器件，選用SEMIKR0N公司SK80GM063模塊，其在25°C時的關(guān)斷電壓為600V，導(dǎo)通電流為81A，開關(guān)導(dǎo)通時間為45ns Al、D2為IGBT的反并聯(lián)二極管。Cl、C2為并聯(lián)于IGBT兩端的無感電容，實現(xiàn)電路運行時的零電壓開關(guān)，用于保護電路中的IGBT器件和降低其開關(guān)損耗。本轉(zhuǎn)換電路IGBT的控制觸發(fā)信號采用DSP芯片的中斷產(chǎn)生，觸發(fā)脈沖同時施加于開關(guān)器件S1、S2的門極。
【主權(quán)項】
1.一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，其特征在于，所述平臺包括ARM&DSP中心模塊、FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊以及外部通訊接口；所述ARM&DSP中心模塊與FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊通過數(shù)據(jù)總線互聯(lián);所述FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊與外部通訊接口實現(xiàn)互聯(lián)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，其特征在于，所述ARM&DSP中心模塊中的ARM處理器負責(zé)用作和外部PC機通信，采用200兆赫ARM920T內(nèi)核處理器，內(nèi)置SDRAM、FLASE、l/10/100M以太網(wǎng)MAC、Boot ROM和實時時鐘，支持IEC61850標準的光纖信號輸出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，其特征在于，所述ARM&DSP中心模塊中的DSP負責(zé)接收上位機下達的檢測命令，并與FPGA通過高速數(shù)據(jù)總線進行數(shù)據(jù)交互，采用浮點型號TMS320VC5416芯片，計算速率最高達160MI/S，支持8MX16bit擴展尋址空間，內(nèi)置128kX 16bit的RAM和16kX 16bit的ROM以及3個多通道緩沖串口。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，其特征在于，所述FPGA報文轉(zhuǎn)換模塊負責(zé)數(shù)字報文的接收和發(fā)送，采用Virtex-6系列45mm工藝產(chǎn)品，GTX和GTH收發(fā)器采樣速率最高分別達6.6Gb/s和I lGb/s，并提供零延遲緩沖、頻率合成、時鐘相位偏移、輸入抖動過濾和相匹配時鐘拆分功能。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，其特征在于，所述外部通訊接口包含8路10M光纖ST通訊接口，可同時發(fā)送6組SV、15組GOOSE，接收6組G00SE，收發(fā) IEEE1588報文。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，其特征在于，所述外部通訊接口包含8路100M光纖ST通訊接口，第I路?第4路光纖通訊接口可用于測量接收光功率。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，其特征在于，所述外部通訊接口包含8路獨立可配置的硬接點開入開出，開出接點響應(yīng)速度優(yōu)于lOOus，開入接點響應(yīng)速度優(yōu)于1us，開入量最大承受輸入直流電壓不低于250V。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，其特征在于，所述外部通訊接口包含I路光IRIG-B碼/PPS輸入接口，2路獨立的光IRIG-B碼/PPS輸出接口，輸出精準準確度優(yōu)于50ns。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于變電站虛回路校驗的檢修決策驗證平臺，其特征在于，所述外部通訊接口包含12路標準源輸出是模擬6路電壓和6路電流的標準源輸出，最高電壓12(^，最大電流6八。
【文檔編號】G06Q50/06GK205721964SQ201620329999
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】王冠南, 潘本仁, 萬勇, 張妍, 周寧, 楊越, 桂小智
【申請人】國網(wǎng)江西省電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司
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