CN108469545A - 一种变电站宽频测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站宽频测量装置，包括壳体、高速总线背板、中央处理器CPU模块、开入模块、开出模块、交流输入模块、电源模块和人机接口模块，CPU模块、开入模块、开出模块、交流输入模块、电源模块和人机接口模块均与高速总线背板连接。本发明将高速测采样数据和快速傅立叶算法FFT相结合，实现对电网基波、谐波、间谐波、同步相量和次同步振荡的在线测量和监视，有利于帮助滤除电网中的高次谐波和抑制次同步振荡，提升电网运行的可靠性。

Description

一种变电站宽频测量装置

技术领域

本发明涉及变电站技术，尤其涉及一种变电站宽频测量装置。

背景技术

近年来，中国国家电网发展讯速，随着直流输电技术的运用、分布式能源的大量接入，电力电子技术在电网中的运行越来越广泛，因此谐波干扰、次同步振荡等现象发生更加频繁。现有变电站内的测量设备，测量范围窄，功能单一：测控装置只能测量45～65Hz基波，及2～13次谐波的有效值。不能测量间谐波、13次以上的高次谐波和次同步振荡；PMU测量的25Hz～75Hz的基波相量，新投运的PMU装置增加了次同步振荡检测，但是PMU装置不能检测间谐波和谐波；电能质量装置可测量基波、间谐波和谐波，但是不能检测次同步振荡。有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种变电站宽频测量装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是能够提供一种变电站宽频测量装置，解决变电站基波、谐波、间谐波和次同步振荡无统一测量和检测装置的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种变电站宽频测量装置，包括壳体、高速总线背板、CPU模块、开入模块、开出模块、交流输入模块、电源模块和人机接口模块，所述CPU模块、开入模块、开出模块、交流输入模块、电源模块和人机接口模块均与高速总线背板连接：

所述的CPU模块包含一块多核处理器，根据业务性质，不同的核运行不同的业务，对外通信、人机接口等非实时任务，运行在一个核上，数据采样、处理和计算等实时性任务放在一个核上运行，两个核共享其它硬件资源。

进一步的，基波、谐波、间谐波、同步相量和次同步振荡的在线测量和监视可以在同一个装置中实现。

进一步的，高速总线背板：为所有插件的接入板，用于各插件之间数据的传送；

进一步的，交流输入模块：接插于高速总线背板上，接收来自装置外部的电压互感器和电流互感器的输出信号，并转换成电压、电流小信号，再通过高速总线背板发送给CPU模块；

进一步的，CPU模块：接插于高速总线背板上，CPU模块通过模数转换芯片AD把交流输入模块发送来的小信号转成数字信号，完在电流电压信号采样，根据电流电压的数字采样信号，计算出电压、电流的基波、谐波、间谐波、同步相量及功率等参数，并通过所述的高速总线背板发送给液晶模块显示或通过站控层网口上送到站控层网络。

进一步的，CPU模块在计算电压、电流参数的同时，还会检测电流电压信号中是否有次同步信号，完成次同步检测。

进一步的，开入模块：接插于高速总线背板上，接收来自测控装置外部的电开入信号，并将电开入信号转换成数字开入信号，通过高速总线背板发送给人机接口模块和CPU模块，用于在液晶上展示和上送站控层。

进一步的，人机接口模块：包含液晶和键盘，通过高速总线背板和其它模块进行数据交换。

进一步的，电源模块：用于为装置提供工作电源。

本发明的有益效果是：本发明可同时实现基波、谐波、间谐波、同步相量和次同步振荡的测量和检测，有利于帮助滤除电网中的高次谐波和抑制次同步振荡，提升电网运行的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例一种变电站宽频测量装置的组成结构示意图；

图2为本发明实施例CPU模块的组成结构示意图。

具体实施方式

本发明一种变电站宽频测量装置通过模块方式来实现所有功能。其主要模块有高速总线背板、中央处理器CPU模块、交流输入模块、开入模块、开出模块人机接口模块和电源模块。CPU模块包含一块多核处理器，根据业务性质，不同的核运行不同的业务，对外通信、人机接口等非实时任务，运行在一个核上，数据采样、处理和计算等实时性任务放在一个核上运行，两个核共享其它硬件资源。基波、谐波、间谐波、同步相量和次同步振荡的在线测量和监视可以在同一个装置中实现。

以下根据说明书附图以及实施例对本发明进一步阐述。

如图1所示：本发明实施例所述的一种变电站宽频测量装置10，包括：高速总线背板110、中央处理器CPU模块120、开入模块130、开出模块140、交流输入模块150、电源模块160和人机接口模块170；所述的CPU模块120、开入模块130、开出模块140、交流输入模块150、电源模块160和人机接口模块170均与高速总线背板110连接。其中：

交流输入模块150：接插于高速总线背板110上，接收来自装置外部的电压互感器11和电流互感器12的输出信号，并转换成电压、电流小信号，再通过高速总线背110板发送给CPU模块120；

CPU模块120，用于接收过程层发送过来数据，经过处理之后，并发送给人机接口170模块和后台13；

CPU模块120，用于接收电压、电流小信号并转成数字信号，完在电流电压信号采样，根据电流电压的数字采样信号，经过计算处理，并通过所述的高速总线背板110发送给人机接口模块170显示或通过站控层网络发送给后台13。

具体的，CPU模块120通过高速总线背110与交流输入模块150连接，接收电压、电流小信号，所述的电压、电流小信号经过AD高速采样变成数字采样信号。所述的数字采样信号通过快速傅立叶算法可以计算出电压、电流的频域分量，再通过电压、电流的频域就可以计算出基波、谐波、间谐波和功率参数；所述的数字采样信号以同步时钟信号为基准，通过插值进行重采样，再与三角函数正交系数作用和滤波可以计算出同步相量；计算同步相量时，使用不同滤波参数，滤除基波及谐波分量之后可以检测次同步振荡。

CPU模块120计算和检测结果通过站控层网络给后台13。

CPU模块120还通过站控层网络接收来自于后台13下发的控制命令，CPU模块120对所述的控制命令进行校验，在校验结果为正确时，将所述的控制命令通过高速总线背板110发送给开出模块140，用于驱动开出模块140上的开出继电器。其中，所述控制命令包括遥控合及遥控分。

这里，CPU模块120具体如何对控制命令校验属于现有技术，在此不再赘述。

开入模块130，用于接收主备一体测控装置10之外的电开入信号，通过高速总线背板110将所述开入信号发送给CPU模块120和人机接口模块170；

相应的，CPU模块120接收开入模块130发送的开入信号用于发送给后台13。人机接口模块170接收开入模块130发送的开入信号用于展示。

电源模块160，用于为所述主备一体测控装置提供电源；其中，所述电源模块160可以为交流/直流电源。

人机接口插件170，用于对CPU插件120的输出结果进行展示；其中，所述人机接口插件170可以为显示设备，如显示屏等；

相应的，CPU插件120与人机接口插件170连接，输出最终结果；

宽频测量装置10与后台13的数据定制传输过程如图2所示，后台13向宽频测量装置10请求建立连接，宽频测量装置10返回建立连接成功，后台13发送定阅数据内容1，宽频测量装置10发布定阅数据1，后台13发送定阅数据2，宽频测量装置10发布定阅数据2。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种变电站宽频测量装置，包括壳体、高速总线背板、中央处理器CPU模块、开入模块、开出模块、交流输入模块、电源模块和人机接口模块，所述CPU模块、开入模块、开出模块、交流输入模块、电源模块和人机接口模块均与高速总线背板连接，其特征在于：宽频测量装置具有人机接口和输入输出接口，能将高速测采样数据和快速傅立叶算法FFT相结合，实现对电网基波、谐波、间谐波、同步相量和次同步振荡的在线测量和监视。

2.根据权利要求1所述的一种变电站宽频测量装置其特征在于：所述CPU模块包含一个多核处理器，不同核运行不同的业务，一台宽频测量装置可同时实现测控装置、电力系统同步相量测量装置PMU、次同步检测装置的功能。

3.根据权利要求1所述的一种变电站宽频测量装置其特征在于：可实现数据定制传输技术，主站根据需要随时改变定阅数据内容，所述宽频测量装置根据主站定阅内容发送数据，只发送定阅的内容，未定阅的内容不发送。