CN101446603B - 一种电力系统分布式多功能一体化测量方法 - Google Patents
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Abstract
分布式多功能一体化测量系统利用嵌入式计算机技术和高速数据总线通讯技术，提出了对传统电力系统二次设备测量技术方案的改进，提出了数据采集单元与应用层设备单元的分布式系统概念。实现将所有二次设备整合到一个装置中，各应用层设备(PMU、RTU、故障录波、故障测距等)通过高速数据总线共享数据采集单元数据。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种对电力系统二次设备的分布式多功能一体化测量方法。
背景技术
随着电网结构的日趋复杂，用于监测与控制的二次设备相对增加。对电网的稳态、动态、暂态三个过程监控的要求也越来越高。目前在电网运行中使用的监控设备(定义为应用)包括：RTU、相量检测装置PUM、用于自动电压调控AVC/AQC装置、安稳装置、故障录波、电度计量、故障测距、电能质量监测、小电流接地选线、保护测控单元。
二次测量设备的增多，使CT/PT回路在不同的应用屏柜之间穿梭，增加了二次回路的复杂程度，加重了CT/PT的负载强度，给设备维护，现场施工带来了难度，同时带来了不安全隐患。
每一个应用都需要判断开关的状态，都要占用开关的辅助接点。监测设备的增加使开关的辅助接点紧张，甚至不够用。
发明内容
本发明的分布式多功能一体化测量系统利用嵌入式计算机技术和高速数据总线通讯技术，提出了对传统电力系统二次测量设备技术方案的改进，提出了数据采集单元与应用层设备单元的分布式系统概念。实现将所有二次设备整合到一个装置中，各应用层设备(PMU、RTU、故障录波、故障测距等)通过高速数据总线共享数据采集单元数据。本发明的分布式多功能一体化测量方法，所有的二次测量设备被集成到一个装置中。数据采集单元完成数据采集任务，根据不同的应用功能配备不同的应用单元，形成分布式结构设计。数据采集单元与应用单元之间通过高速数据总线接口，以数据流的形式实现数据共享。任何应用单元设备的投入退出不影响其它应用单元设备的运行。
无论面向什么应用的电力系统二次设备，其都需要一个CT/PT输入、信号调理、信号放大、A/D转换的过程。将所有设备的这部分功能整合到一起实现一个通用的数据采集单元，数据采集单元将A/D转换完成的原始采样数据以总线和数据流的形式传输到各应用层设备。
因此，本发明提出了一种电力系统分布式多功能一体化测量方法，其特征在于将电力系统中所有的二次测量设备集成到一个装置中，数据采集单元完成数据采集任务，根据不同的应用功能配备不同的应用单元，形成分布式结构设计，数据采集单元与应用单元之间通过高速数据总线接口，以数据流的形式实现数据共享，任何应用单元设备的投入退出不影响其它应用单元设备的运行，数据采集单元通过电流电压互感器测量电力信号及波形，利用A/D转换电路将电力模拟信号或状态信号转换为数字化的测量数据信息，数据采集过程通过精准时钟信号进行时间同步，每个采样数据都具有时间标签信息，采样数据通过串行数据总线发送出去，供各应用层设备使用，所述各应用层设备通过数据总线接收所述数字化的测量数据信息，并根据不同的应用进行不同的数据计算与数据处理，完成各种应用功能，实现电力系统具体的测量功能，每个测量设备并行共享数据采集单元的采集数据，不再需要单独通过电流电压互感器和A/D转换电路获取测量信号。
依据本发明的对电力系统二次设备的分布式多功能一体化测量方法，具有以下优点：
1、降低二次设备综合成本，包括设备本身和二次回路电缆等；
2、减少二次设备占用空间；
3、减少工程施工难度和安全风险；
4、减少设备维护量，降低维护成本；
5、减少设备与外界数据通讯的占用通道；
6、适应未来数字化变电站发展的需要。
附图说明
图1是依据本发明的对电力系统二次设备的分布式多功能一体化测量方法的结构示意图；
图2是依据本发明的对电力系统二次设备的分布式多功能一体化测量方法的流程图。
具体实施方式
参见图1是依据本发明的对电力系统二次设备的分布式多功能一体化测量方法的结构示意图，将发电厂或变电站CT/PT二次回路接入多功能一体化测量装置数据采集单元的模拟量输入接口，数据采集单元通过信号变换回路、A/D转换回路将模拟量信号转换为数字量信号保存。将发电厂或变电站的开关辅助接点信号或其它信号接入多功能一体化测量装置数据采集单元的开关量输入接口，数据采集单元通过光电隔离将开关量信号存入数据采集单元保存。
模拟量、开关量数据的采集利用GPS接收器或其它精准时钟源同步，并将时间标签信息标注到每个采样数据上。使每一组采样数据即有测量信息又有精确的时间信息。
数据采集单元将其采集的带有时间信息的采样数据以串行数据流的方式发送到数据总线。
串行数据流的传输介质(总线)即可以是光纤也可以是电缆或无线通讯。
电力系统的各种测量设备，如相量测量、故障录波、故障测距不再以数据采集单元相同的方式采集测量数据，而是接收数据采集单元的测量数据量获得。并通过应用软件计算完成不同的应用功能。
参见图2是依据本发明的对电力系统二次设备的分布式多功能一体化测量方法的流程图，数据采集单元完成电力系统二次测量的数据获取过程，它主要包括与电力系统二次回路的接口，数据预处理(如信号放大、光电隔离)，信号变换与存储(A/D转换)、时间同步、数据缓冲、并串转换过程。
标准化的数据流在数据总线上传送，任何应用设备以此数据格式接收串行数据流的数据作为该应用的数据源。
数据应用单元用于实现电力系统的测量应用，串行接收数据总线的格式化测量数据，数据缓存后根据应用要求进行数据计算和数据处理，并将处理完成的数据输出给应用输出接口，实现显示、打印、报警、记录、分析等应用功能。
已经根据优选的实施例描述了本发明。显然，在阅读和理解了上述详细说明书后能做出多种修正和替换。本发明意欲的是本申请构建成包括了落入附属的权利要求书或其等同物的范围之内的所有这些修正和替换。
Claims (1)
1.一种电力系统分布式多功能一体化测量方法，其特征在于将电力系统中所有的二次测量设备集成到一个装置中，数据采集单元完成数据采集任务，根据不同的应用功能配备不同的应用单元，形成分布式结构设计，数据采集单元与应用单元之间通过高速数据总线接口，以数据流的形式实现数据共享，任何应用单元设备的投入退出不影响其它应用单元设备的运行，数据采集单元通过电流电压互感器测量电力信号及波形，利用A/D转换电路将电力模拟信号或状态信号转换为数字化的测量数据信息，数据采集过程通过精准时钟信号进行时间同步，每个采样数据都具有时间标签信息，采样数据通过串行数据总线发送出去，供各应用层设备使用，所述各应用层设备通过数据总线接收所述数字化的测量数据信息，并根据不同的应用进行不同的数据计算与数据处理，完成各种应用功能，实现电力系统具体的测量功能，每个测量设备并行共享数据采集单元的采集数据，不再需要单独通过电流电压互感器和A/D转换电路获取测量信号；数据采集单元完成电力系统二次测量的数据获取过程，包括与电力系统二次回路的接口，数据预处理，信号变换与存储、时间同步、数据缓冲、并串转换。
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