CN202133711U - 基于dlms/cosem的电压波动记录装置 - Google Patents
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Abstract
基于DLMS/COSEM的电压波动记录装置，它涉及基于DLMS/COSEM的电压波动记录装置。为了克服现有技术不能适应智能电网智能化、网络化、互操作的需求之不足，本实用新型提供了基于DLMS/COSEM的电压波动记录装置，它由输入信号调理电路、数字锁相频率跟踪电路、多通道同步数据采集电路、数字信号处理器、微处理器、数据存储器、时钟电路、供电电源检测电路、监测报警电路和通讯电路组成。本实用新型广泛应用于配电需求侧电能质量监测系统，在设计上采用DLMS/COSEM，即IEC62056(抄表、费率和负荷控制的数据交换)系列国际标准中的设备语言报文规范和能源计量配套规范。以统一的数据接口标准，支持多种通信介质接入方法，实现配电系统之间的互连性和互操作性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电压波动记录装置，特别涉及基于DLMS/COSEM的电压波动记录装置。
背景技术
随着国家经济的飞速发展，伴随着新技术、新设备、新工艺在电力产业中的应用，工业生产的自动化水平不断提高，工业生产和敏感电子设备，对电网中电能的质量提出越来越高的要求。能否提供高质量的电能已经成为电力企业运行与管理水平高低的重要标志，控制和改善电能质量也是保证电力企业自身可持续发展的必要条件。 根据有关方面的统计：电网中电压波动是引起电能质量问题主要原因。同时由于电压波动而造成用户设备受到影响的投诉越来越多，占整个电能质量问题的80%以上，在我国这个比例更高。因此电压波动问题的严重性受到世界各国电力行业的广泛重视。
电压波动作为最严重的电能质量问题之一，是一个值得深入研究和探讨的内容。电压波动与相关的电能质量问题，至今还没有一个关于电压波动的专用标准，它的测量统计方法与可靠性指标也处于研究阶段。电压波动是一项很重要的电能质量监测技术指标，尽管国内外已有相应的产品。但这些产品都不具备智能电网所要求的智能化、网络化、互操作等功能。当前，现有的电压波动记录装置没有统一的输出数据格式和通讯方式。一些产品采用IEEE1159新规定的一种通用电能质量数据转换格式PQDIF。但是PQDIF不具有良好的兼容性,各系统间不便于实现数据共享。
本实用新型提供的电压波动记录装置广泛应用于配电需求侧电能质量监测系统，重点用于负荷管理系统和电能计量管理系统中。本实用新型在设计上采用DLMS/COSEM，即IEC62056(抄表、费率和负荷控制的数据交换)系列国际标准中的设备语言报文规范和能源计量配套规范。以统一的数据接口标准，支持多种通信介质接入方法，实现配电系统之间的互连性和互操作性。
发明内容
本实用新型是为了克服现有技术的不足之处，适应智能电网智能化、网络化、互操作的需求，提供了基于DLMS/COSEM的电压波动记录装置。
本实用新型由输入信号调理电路、数字锁相频率跟踪电路、多通道同步数据采集电路、数字信号处理器、微处理器、数据存储器、时钟电路、供电电源检测电路、监测报警电路和通讯电路组成。所述的数字信号处理器是32位定点高速数字信号处理器TMS320F2812；所述的微处理器是32位ColdFire内核的工业级嵌入式微处理器MCF5282。
所述的输入信号调理电路对电网的三相电压信号进行滤波、放大等环节进行调整后，同时输入到16位、6通道同步采样模数转换器ADS8364和数字锁相频率跟踪电路，数字锁相频率跟踪电路提供可靠、准确的电网频率跟踪同步信号和缺相检测信号，保证数据采集电路中交流采样的同步实时性和相位准确性，数字信号处理器通过对数据采集电路的控制，将获得的电网电压波动信号进行运算处理后，与嵌入式微处理器进行数据交换。
嵌入式微处理器根据DLMS/COSEM的电气对象标识系统（OBIS）的数据定义和基于对象建模技术的接口类（IC），建立电压波动信号数据对象模型，将电压波动记录装置规范为一个符合DLMS/COSEM标准的逻辑物理设备，将电压波动信号规范为其中的一个功能子集。把经过数字信号处理器运算处理后的电压波动瞬时数据，进行数据结构和类型的封装处理，完成电压波动信号实时曲线和历史曲线的大容量数据存储，并通过通讯电路上传到主站。嵌入式微处理器完成整个装置的供电电源检测和故障报警监测。
本实用新型在与主站进行数据交换时，采用基于客户机/服务器方式的COSEM的通信架构，本实用新型是服务器，主站机为客户机。本实用新型和主站之间以应用进程的形式进行信息交互。嵌入式微处理器采用实时多任务操作系统，可实现由主站对本实用新型的数据模型和通讯协议规范进行远程升级更新，以适应相应技术标准的版本更新。
本实用新型采用国际标准数据交换规范和先进的测控技术，能够实现与配电需求侧的负荷管理系统、电力计量管理系统等的无缝连接，实现数据共享、互操作，完全符合智能电网中智能用电领域的先进计量架构（AMI）的设计理念。
附图说明
图1是本实用新型的系统原理图；图2是电压波动数据对象模型。
具体实施方式
具体实施方式参见图1和图2。
本实用新型由输入信号调理电路、数字锁相频率跟踪电路、多通道同步数据采集电路、数字信号处理器、微处理器、数据存储器、时钟电路、供电电源检测电路、监测报警电路和通讯电路组成。所述的数字信号处理器是32位定点高速数字信号处理器TMS320F2812；所述的微处理器是32位ColdFire内核的工业级嵌入式微处理器MCF5282。
1、电网三相电压输入信号经过电压互感器取样，进入由信号滤波、放大电路组成的输入信号调理电路后，分为两路。一路输入到6通道ADS8364上，另一路经过由通过绝对值电路、模拟开关电路、锁相环组成的数字锁相频率跟踪电路后，完成输入电压信号的缺相检测，同时产生同步采样信号，启动ADS8364的数据转换和TMS320F2812的数据采集。
2、数字信号处理器TMS320F2812对采集的电网电压波动数据依据国家标准GB/T12326-2008进行电压波动计算，然后将该数据附加一个时间标识，传送给嵌入式微处理器MCF5282。
3、MCF5282把TMS320F2812传送的数据，建立符合DLMS/COSEM标准的数据模型。依据电气对象标识系统（OBIS）的各数据组定义，把电压波动数据进行数据对象类型的规范，包括数据的电气分类，测量通道、处理方式等。依据接口类（IC）的对象建模技术，对电压波动信号进行数值属性的规范，包括数据的逻辑名称、寄存器属性，数据长度、量纲等。
通过上述过程，将电压波动数据封装成具有符合DLMS/COSEM标准的交换格式。
4、MCF5282管理五个外围电路模块。数据存储器采用大容量的铁电存储器，保证历史数据存储的长期可靠性。供电电源电路实时监测测控电路的供电电压情况，实现快速的低电压检测，使得处理器迅速保存正在处理的数据，确保数据的连续性。时钟电路为两个处理器提供准确的时钟信号，使得运算的数据和封装的数据都附加时间标识。监测和报警电路重点监测本装置的内部空间温度、环境温度、接线部件温度和防护情况等，使得主站实时了解装置的运行环境状况。通讯电路是装置与主站进行数据交换的物理通道，电路设计上采用通用接口和模块化功能设计，灵活配置RS485、电力线载波通讯（PLC）、GPRS、ZigBee、以太网等通讯方式。上述通讯方式在DLMS/COSEM中都有标准的定义和规范。
Claims (1)
1.基于DLMS/COSEM的电压波动记录装置，其特征在于它由输入信号调理电路、数字锁相频率跟踪电路、多通道同步数据采集电路、数字信号处理器、微处理器、数据存储器、时钟电路、供电电源检测电路、监测报警电路和通讯电路组成；所述的数字信号处理器是32位定点高速数字信号处理器TMS320F2812；所述的微处理器是32位ColdFire内核的工业级嵌入式微处理器MCF5282。
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