一種集成測(cè)控裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變電站集成測(cè)控裝置，包括：接收交流電流、電壓輸入信號(hào)并將所述電流、電壓輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成小信號(hào)發(fā)送給DSP插件的交流輸入插件；接收采樣數(shù)據(jù)并將所述采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)字信號(hào)處理(DSP)插件的光通訊插件，根據(jù)所述小信號(hào)或所述采樣數(shù)據(jù)計(jì)算累計(jì)電量和遙測(cè)量、以及測(cè)量基于全球定位系統(tǒng)的同步相量，并將計(jì)算和測(cè)量結(jié)果發(fā)送給CPU插件的數(shù)字信號(hào)處理DSP插件；接收并上送遙測(cè)量、累計(jì)電量、開入量和基于GPS的同步相量的中央處理器CPU插件；所述光通訊插件、DSP插件和CPU插件均與進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腍TM總線和控制器局域網(wǎng)CAN總線連接。
【專利說(shuō)明】一種集成測(cè)控裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及變電站技術(shù)，尤其涉及一種集成測(cè)控裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電網(wǎng)的建設(shè)及變電站的新建、擴(kuò)建、改造，尤其是第二代智能變電站的新建，對(duì)電力裝置的集成度要求越來(lái)越高。目前，電力系統(tǒng)的測(cè)控裝置、計(jì)量裝置和電力系統(tǒng)基于全球定位系統(tǒng)(Global Posit1n System,GPS)的同步相量測(cè)量(PMU,Phasor MeasurementUnit)裝置是分別獨(dú)立采購(gòu)、安裝，這樣，不僅需要很大的空間來(lái)放置上述三種裝置，而且成本高。但是，目前業(yè)界并沒有一種同時(shí)集成測(cè)量控制功能、電量計(jì)算功能及PMU功能的同時(shí)支持模擬采樣和數(shù)字采樣的測(cè)控裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種集測(cè)量控制功能、電量累計(jì)計(jì)算功能及PMU功能為一體的支持常規(guī)采樣和數(shù)字采樣的集成測(cè)控裝置。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種集成測(cè)控裝置，其特征在于，所述裝置包括:
[0005]接收交流電流、電壓輸入信號(hào)并將所述電流、電壓輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成小信號(hào)發(fā)送給DSP插件的交流輸入插件；
[0006]接收采樣數(shù)據(jù)并將所述采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)字信號(hào)處理DSP插件的光通訊插件；
[0007]根據(jù)所述小信號(hào)或所述采樣數(shù)據(jù)計(jì)算累計(jì)電量和遙測(cè)量、以及測(cè)量基于全球定位系統(tǒng)GPS的同步相量，并將計(jì)算和測(cè)量結(jié)果發(fā)送給CPU插件的數(shù)字信號(hào)處理DSP插件；
[0008]接收并上送遙測(cè)量、累計(jì)電量、開入量和基于GPS的同步相量，以及接收外部控制命令并轉(zhuǎn)發(fā)給開出插件的中央處理器CPU插件；
[0009]所述DSP插件和CPU插件均與進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腍TM總線和控制器局域網(wǎng)CAN總線連接。
[0010]上述方案中:計(jì)算累計(jì)電量的第一計(jì)量器、測(cè)量基于GPS的同步相量的第二計(jì)量器、以及計(jì)算遙測(cè)量的第三計(jì)量器。
[0011]上述方案中，所述集成測(cè)控裝置還包括:
[0012]接收外部開入信號(hào)的開入插件、提供外部出口信號(hào)的開出插件、提供電源的電源插件、展示CPU插件的輸出結(jié)果的人機(jī)接口插件。
[0013]上述方案中，所述光通訊插件用于接收面向通用對(duì)象的變電站事件GOOSE開入數(shù)據(jù)，并接收來(lái)自DSP插件的CPU控制命令。
[0014]上述方案中，所述光通訊插件為光纖接口。
[0015]上述方案中，所述采樣數(shù)據(jù)為電力線的電流及電壓值。
[0016]上述方案中，所述CPU插件向DSP插件發(fā)送控制命令；
[0017]所述DSP插件用于接收來(lái)自CPU插件的控制命令，并在校驗(yàn)所述控制命令正確后將所述控制命令發(fā)送給開出插件；
[0018]所述開出插件接收來(lái)自DSP插件的CPU控制命令。
[0019]上述方案中，所述開入插件接收來(lái)自外部的電開入信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字開入信號(hào)發(fā)送給所述CPU插件和DSP插件。
[0020]上述方案中，所述第一計(jì)量器、第二計(jì)量器、及第三計(jì)量器共用輸入輸出端口。
[0021]本發(fā)明實(shí)施例提供的集成測(cè)控裝置，將具有計(jì)算累計(jì)電量功能的第一計(jì)量器和具有測(cè)量基于GPS的同步相量功能的第二計(jì)量器集成于DSP插件中，DSP插件將遙測(cè)量、累計(jì)電量以及基于GPS的同步相量通過HTM總線發(fā)送給CPU插件，由CPU插件輸出；如此，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)變電站單個(gè)間隔的測(cè)量控制功能、電量累計(jì)計(jì)算功能和PMU功能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例集成測(cè)控裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例DSP插件的組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明實(shí)施例集成測(cè)控方法的實(shí)現(xiàn)流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]在本發(fā)明實(shí)施例中，將具有計(jì)算累計(jì)電量功能的第一計(jì)量器和具有測(cè)量基于GPS的同步相量功能的第二計(jì)量器集成于DSP插件中，DSP插件將遙測(cè)量、累計(jì)電量以及基于GPS的同步相量通過HTM總線發(fā)送給CPU插件，由CPU插件輸出，完成測(cè)量控制功能、電量累計(jì)計(jì)算功能及PMU功能。
[0026]以下根據(jù)說(shuō)明書附圖以及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的集成測(cè)控裝置10，包括:交流輸入插件110、光通訊插件210、DSP插件120、CPU插件130、HTM總線180以及控制器局域網(wǎng)(CAN)總線190 ；所述DSP插件120、CPU插件130均與完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)腍TM總線180和CAN總線190連接；其中，
[0028]交流輸入插件110，用于接收交流電流、電壓輸入信號(hào)并將所述電流、電壓輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成小信號(hào)發(fā)送給DSP插件；
[0029]具體的，交流輸入插件110，通過電纜與集成測(cè)控裝置10之外的電壓互感器11連接，接收來(lái)自電壓互感器11的交流電壓信號(hào)，所述交流電壓信號(hào)為電力線的電壓量；
[0030]交流輸入插件110，通過電纜與集成測(cè)控裝置10之外的電流互感器12連接，接收來(lái)自電流互感器12的交流電流信號(hào)，所述交流電流信號(hào)為電力線的電流量；
[0031]交流輸入插件110對(duì)來(lái)自電壓互感器11的交流電壓信號(hào)和來(lái)自電流互感器12的交流電流信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成小信號(hào)發(fā)送給DSP插件120 ；
[0032]這里，具體如何對(duì)交流電壓信號(hào)和交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓小信號(hào)為成熟技術(shù)，在此不再贅述。
[0033]光通訊插件210，用于接收采樣數(shù)據(jù)并將所述采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給DSP插件；
[0034]具體的，光通訊插件210可以為光纖接口，通過光纖與數(shù)字化測(cè)控裝置10之外的合并單元15連接，接收來(lái)自合并單元15的按IEC61850-9-2格式傳輸?shù)牟蓸訑?shù)據(jù)，所述采樣數(shù)據(jù)為電力線的電流電壓值；
[0035]光通訊插件210對(duì)來(lái)自合并單元15的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和同步后，通過HTM總線180發(fā)送給DSP插件120 ；
[0036]這里，具體如何對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和同步屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0037]光通訊插件210還通過光纖與數(shù)字化測(cè)控裝置10之外的智能終端16連接，接收來(lái)自智能終端16的GOOSE開入數(shù)據(jù)，對(duì)所述GOOSE開入數(shù)據(jù)解碼后，通過CAN總線190發(fā)送給CPU插件130，用于展示或發(fā)送給后臺(tái)或發(fā)送給DSP插件120用于遙控校驗(yàn)。
[0038]DSP插件120，用于根據(jù)接收的小信號(hào)或采樣數(shù)據(jù)分別計(jì)算累計(jì)電量和遙測(cè)量、以及測(cè)量基于GPS的同步相量，并通過HTM總線180將計(jì)算和測(cè)量結(jié)果發(fā)送給CPU插件130。
[0039]這里，DSP插件120的具體組成結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括第一計(jì)量器21、第二計(jì)量器
22、以及第三計(jì)量器23 ;其中，
[0040]第一計(jì)量器21，用于計(jì)算累計(jì)電量；
[0041]第二計(jì)量器22，用于測(cè)量基于GPS的同步相量；
[0042]第三計(jì)量器23，用于計(jì)算遙測(cè)量；
[0043]具體的，所述遙測(cè)量為電力系統(tǒng)電力線的電流電壓值，如何計(jì)算累計(jì)電量和遙測(cè)量、以及測(cè)量基于GPS的同步相量均屬于現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述。
[0044]CPU插件130，用于接收DSP插件120發(fā)送的計(jì)算和測(cè)量結(jié)果，并上送遙測(cè)量、累計(jì)電量以及基于GPS的同步相量；
[0045]具體的，CPU插件130通過以太網(wǎng)使用IEC61850規(guī)約和變電站綜合系統(tǒng)進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)量的上送；
[0046]CPU插件130通過以太網(wǎng)使用IEC61850規(guī)約與電量采集器裝置13進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)累計(jì)電量值的上送；
[0047]CPU插件130通過以太網(wǎng)使用IEC1344規(guī)約與PMU采集器14進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)基于GPS的同步相量的上送；
[0048]其中，變電站綜合系統(tǒng)、電量采集器13以及PMU采集器14均為所述集成測(cè)控裝置10之外的裝置。
[0049]CPU插件130，還用于向DSP插件120發(fā)送控制命令；
[0050]相應(yīng)的，DSP插件120，還用于接收來(lái)自CPU插件130的控制命令，對(duì)所述控制命令進(jìn)行校驗(yàn)，在校驗(yàn)結(jié)果為正確時(shí)，將所述控制命令發(fā)送給開出插件150 ；
[0051]這里，DSP插件120具體如何對(duì)控制命令校驗(yàn)屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0052]開出插件150，用于接收DSP插件120校驗(yàn)之后的CPU控制命令，控制開出插件150自身所帶的繼電器出口；
[0053]其中，所述控制命令包括遙控合及遙控分。
[0054]所述集成測(cè)控裝置10還包括:開入插件140、電源插件160、人機(jī)接口插件170 ;其中，
[0055]開入插件140，用于接收集成測(cè)控裝置外的電開入信號(hào)，通過CAN總線190將所述開入信號(hào)發(fā)送給CPU插件130和DSP插件120 ；
[0056]相應(yīng)的，CPU插件130，用于接收開入插件140發(fā)送的開入信號(hào)用于展示或發(fā)送給后臺(tái)。DSP插件120，用于接收開入插件140發(fā)送的開入信號(hào)用于參與控制命令的校驗(yàn)。
[0057]電源插件160，用于為所述集成測(cè)控裝置提供電源；其中，所述電源插件160可以為交流/直流電源。
[0058]人機(jī)接口插件170，用于對(duì)CPU插件130的輸出結(jié)果進(jìn)行展示；其中，所述人機(jī)接口插件170可以為顯示設(shè)備，如顯示屏等；
[0059]相應(yīng)的，CPU插件130與人機(jī)接口插件170連接，輸出最終結(jié)果；
[0060]其中，所述最終結(jié)果包括電流電壓幅值、電量、PMU相量、開入信號(hào)以及控制命令記錄。
[0061]本發(fā)明集成測(cè)控方法的實(shí)現(xiàn)流程，如圖3所示，包括以下步驟:
[0062]步驟301，接收電流、電壓信號(hào)；
[0063]具體的，交流輸入插件，通過電纜與集成測(cè)控裝置之外的電壓互感器連接，接收來(lái)自電壓互感器的交流電壓信號(hào)，通過電纜與集成測(cè)控裝置之外的電流互感器連接，接收來(lái)自電流互感器的交流電流信號(hào)，交流插件把交流電流信號(hào)和交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成小信號(hào)，并發(fā)送給DSP插件。
[0064]步驟302，接收采樣數(shù)據(jù)；
[0065]具體的，光通訊插件接收來(lái)自數(shù)字化測(cè)控裝置外的合并單元發(fā)送的IEC61850-9-2格式的采樣數(shù)據(jù)，并對(duì)所述采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和同步后，通過HTM總線發(fā)送給DSP插件；其中，所述采樣數(shù)據(jù)為電力線電流電壓值；
[0066]具體如何對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和同步屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0067]步驟303，計(jì)算并發(fā)送累計(jì)電量、基于GPS的同步相量及遙測(cè)量；
[0068]具體的，DSP插件內(nèi)的第一計(jì)量器計(jì)算累計(jì)電量，第二計(jì)量器測(cè)量基于GPS的同步相量，第三計(jì)量器計(jì)算遙測(cè)量，DSP插件將上述計(jì)算和測(cè)量結(jié)果發(fā)送至CPU插件后，CPU插件將上述計(jì)量和測(cè)量結(jié)果上送給集成測(cè)控裝置之外的后臺(tái)或采集裝置，完成后續(xù)處理；
[0069]其中，如何計(jì)算累計(jì)電量和遙測(cè)量、以及測(cè)量同步向量屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；
[0070]這里，所述遙測(cè)量為電力系統(tǒng)電力線的電流電壓值；所述第一計(jì)量器、第二計(jì)量器、及第三計(jì)量器共用輸入輸出端口。
[0071]步驟304，接收電開入信號(hào)；
[0072]開入插件接收來(lái)自集成測(cè)控裝置的外部電開入信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字開入信號(hào)發(fā)送給所述CPU插件，用于展示或發(fā)送給后臺(tái)。開入插件同時(shí)把數(shù)字開入信號(hào)發(fā)送給DSP插件，用于校驗(yàn)控制命令。
[0073]步驟305，接收GOOSE開入數(shù)據(jù)；
[0074]具體的，光通訊插件接收來(lái)自數(shù)字化測(cè)控裝置外的智能終端的GOOSE開入數(shù)據(jù)，對(duì)所述GOOSE開入數(shù)據(jù)解碼后，通過CAN總線發(fā)送給CPU插件，用于展示或發(fā)送給后臺(tái)或發(fā)送給DSP插件用于控制校驗(yàn)。
[0075]步驟306，接收外部控制命令；
[0076]具體的，CPU插件接收來(lái)自后臺(tái)的控制命令，并將所述控制命令發(fā)送給DSP插件；
[0077]其中，所述控制命令包括遙控合及遙控分。
[0078]步驟307，校驗(yàn)并發(fā)送控制命令；
[0079]具體的，DSP插件接收CPU插件發(fā)送的控制命令，根據(jù)DSP插件計(jì)算的遙測(cè)量，以及開入插件發(fā)送的數(shù)字開入信號(hào)校驗(yàn)控制命令，在校驗(yàn)控制命令正確后通過CAN總線發(fā)送給開出插件，開出插件控制自身進(jìn)行繼電器出口。
[0080]上述方法中，步驟301和302不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)選用交流輸入插件時(shí)實(shí)現(xiàn)步驟301，當(dāng)選用光通訊插件時(shí)實(shí)現(xiàn)步驟302 ;步驟303、304、305和306在實(shí)現(xiàn)過程中不存在時(shí)間的先后順序。
[0081]綜上所述，本發(fā)明提出了一種集成測(cè)控裝置，在不改變現(xiàn)有測(cè)控裝置組成結(jié)構(gòu)的情況下，實(shí)現(xiàn)測(cè)量控制功能、計(jì)算累計(jì)電量功能以及PMU功能的一體化，不僅節(jié)省安放裝置的空間，而且節(jié)約了成本。
[0082]這里，所述DSP插件120、CPU插件130、開入插件140在實(shí)際應(yīng)用中，可由位于集成測(cè)控裝置內(nèi)的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、微處理器(MPU)、中央處理器(CPU)、或可編程門陣列(FPGA)芯片等實(shí)現(xiàn)。
[0083]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種集成測(cè)控裝置，其特征在于，所述裝置包括: 接收交流電流、電壓輸入信號(hào)并將所述電流、電壓輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成小信號(hào)發(fā)送給DSP插件的交流輸入插件； 接收采樣數(shù)據(jù)并將所述采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)字信號(hào)處理DSP插件的光通訊插件； 根據(jù)所述小信號(hào)或所述采樣數(shù)據(jù)計(jì)算累計(jì)電量和遙測(cè)量、以及測(cè)量基于全球定位系統(tǒng)GPS的同步相量，并將計(jì)算和測(cè)量結(jié)果發(fā)送給CPU插件的數(shù)字信號(hào)處理DSP插件； 接收并上送遙測(cè)量、累計(jì)電量、開入量和基于GPS的同步相量，以及接收外部控制命令并轉(zhuǎn)發(fā)給開出插件的中央處理器CPU插件； 所述DSP插件和CPU插件均與進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腍TM總線和控制器局域網(wǎng)CAN總線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成測(cè)控裝置，其特征在于，所述DSP插件包括:計(jì)算累計(jì)電量的第一計(jì)量器、測(cè)量基于GPS的同步相量的第二計(jì)量器、以及計(jì)算遙測(cè)量的第三計(jì)量器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成測(cè)控裝置，其特征在于，所述集成測(cè)控裝置還包括: 接收外部開入信號(hào)的開入插件、提供外部出口信號(hào)的開出插件、提供電源的電源插件、展示CPU插件的輸出結(jié)果的人機(jī)接口插件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的集成測(cè)控裝置，其特征在于，所述光通訊插件用于接收面向通用對(duì)象的變電站事件GOOSE開入數(shù)據(jù)，并接收來(lái)自DSP插件的CPU控制命令。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成測(cè)控裝置，其特征在于，所述光通訊插件為光纖接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的集成測(cè)控裝置，其特征在于，所述采樣數(shù)據(jù)為電力線的電流及電壓值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的集成測(cè)控裝置，其特征在于， 所述CPU插件向DSP插件發(fā)送控制命令； 所述DSP插件用于接收來(lái)自CPU插件的控制命令，并在校驗(yàn)所述控制命令正確后將所述控制命令發(fā)送給開出插件； 所述開出插件接收來(lái)自DSP插件的CPU控制命令。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成測(cè)控裝置，其特征在于，所述開入插件接收來(lái)自外部的電開入信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字開入信號(hào)發(fā)送給所述CPU插件和DSP插件。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述集成測(cè)控裝置，其特征在于，所述第一計(jì)量器、第二計(jì)量器、及第三計(jì)量器共用輸入輸出端口。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK104362744SQ201410577745
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】陳桂友, 周強(qiáng), 朱何榮, 徐東方, 劉永鋼, 李廣華, 王自成, 魏明磊, 孫辰軍 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司, 國(guó)網(wǎng)河北省電力公司