CN202794383U - 一种基于dsp、cpld、arm的风电电网电能质量参数检测装置 - Google Patents
一种基于dsp、cpld、arm的风电电网电能质量参数检测装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种基于DSP、CPLD、ARM的风电电网电能质量参数检测装置，包括互感器器和A/D转换器连接，DSP处理器与A/D转换器、存储器、CPLD和外扩串口连接，ARM处理器与人机界面、SD存储器和GPRS模块。本实用新型能够实时检测电网各个点的电能质量情况，并通过GPRS无线网络将采集到的数据传送给上位机，如电网出现故障，以便工作人员根据上传的数据对电网故障点进行确定和故障排除。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，提供了一种基于DSP、CPLD、ARM的风电电网电能质量参数检测装置。
背景技术
随着能源危机日益突出，开发利用新能源已成为全世界研究的热点，风力发电作为一种重要的可再生能源形式，越来越受到人们的关注。随着制造技术、现代控制技术、电力电子技术和计算机技术的进步，风力发电技术以超过30％的速度迅速发展，风能成为世界范围内发展最快的一种清洁、可再生能源。但是，风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率是波动的，可能影响电网的电能质量，如电压偏差、电压波动和闪变、谐波等，严重时会对弱电电网的安全稳定性造成危害，因此，风力发电场对接入电网的影响不容忽视。对风电接入端的电能质量进行长期、连续地监测，从而全面掌握风电场电能质量的状况，为进一步研究和改善风电电能质量提供依据有着十分重要的意义。
目前我过风电电网电能质量问题主要有：电压波形畸变、电压波动、闪变、三相不平衡等等，它们最终将导致诸多危害性事故的发生。例如，高次谐波和三相不平衡问题会引起中小型发电机的转子受到损害，对继电保护和自动装置产生严重干扰，导致其误操作事件的发生。高次谐波更可能通过在电网中产生谐振而产生谐波放大，进一步对电网中的其他电力设备造成危害。在我国，已经发生了多起由于电网电能质量状况的恶化而产生的危害性事故。例如，某电网220KV线路曾因电网谐波问题而发生跳闸，导致该地区大面积的停电事故。又如，某电厂向电气铁道和电弧炉供电的10MW 气轮发电机转子因谐波，三相不平衡和闪变等问题导致部件嵌装面过热受损事故。为了解决这些普遍存在的因电能质量问题而引发的事故，必须对电能质量加以重视和规范，制定相关的规章制度，予以严格的监控和落实。要改善电网的电能质量，首要任务就是大力开发能够对电网电能质量进行监测的各类设备和仪器。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种对电网质量进行检测的一种基于DSP、CPLD、ARM的风电电网电能质量参数检测装置。
本实用新型为实现上述目的采用以下技术方案：
一种基于DSP、CPLD、ARM的风电电网电能质量参数检测装置，其特征在于包括：
互感器：完成强电信号到弱电信号的转换，包括电压互感器和电流互感器；
A／D模块：将模拟信号转化为数字信号；
DSP处理器：对数字信号进行处理，控制整个电能质量监测仪的运行；
ARM处理器：对采集到的数据进行通信传输和存储、负责人机交互界面以及系统的一些扩展接口控制；
CPLD：主要用于实现对于AD 采样电路和外扩串口的一些逻辑和时序的控制；
外扩展接口：用于连接DSP处理器和ARM处理器；
存储器：包括用于DSP 处理器程序的存储的FLASH和解决DSP处理器在计算过程中内部RAM 不够问题的SDRAM；
人机界面：包括用于显示工作信息的显示模块，用于设置工作状态的键盘模块；
SD存储器：存储采集到的信号以及相应的计算结果；
GPRS模块：用于通过GPRS无线网络与上位机进行数据通信；
所述互感器将电网电压转换成弱电模拟信号后送给A/D转换器,A/D转换器在CPLD的时序控制下进行模数转换，A/D转换器将转换得到的数字信号送给DSP处理器， DSP处理器读取A/D转换器的转换的结果，并以电能质量性能指标为基础，完成对电压、电流、功率等相应的数据运算，ARM处理器向DSP处理器发送命令，DSP处理器回送测量的数据及运算结果，ARM处理器再按照事先设定的程序进行本地存储或通过GPRS传到上位机，并且通过键盘模块的操作和显示模块的配合实现本地显示；
所述互感器器和A/D转换器连接，DSP处理器与A/D转换器、存储器、CPLD和外扩串口连接，ARM处理器与人机界面、SD存储器和GPRS模块连接。
所述的电压互感器采用SPT204V型号，电流互感器采用SCT254FK型号。
所述A/D转换器采用ADS7864芯片。
所述DSP处理器采用TL16C752芯片。
所述ARM处理器采用AT91RM9200芯片。
所述GPRS模块采用MC35i型号。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型具有GPRS无线通信功能，可以随时随地得知各个监测点的实时数据，并能通过远程控制技术做到随时对任意监测点进行修改设置和特殊的检测，可以在任何地方时间查看电能质量检测装置所记录的数据并在上位机上进行细致深入的分析，如果有任何地方的异常电力事件发生电能质量检测装置能够以最快的速度进行报警提示，并且通过原始资料可以在电脑上检查出出现问题的设备号和设备所在地，以便工作人员及时的进行故障处理，提高整个电网的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的系统方框图。
具体实施方式
一种基于DSP、CPLD、ARM的风电电网电能质量参数检测装置，其特征在于包括：
互感器：完成强电信号到弱电信号的转换，包括电压互感器和电流互感器；
A／D模块：将模拟信号转化为数字信号；
DSP处理器：对数字信号进行处理，控制整个电能质量监测仪的运行；
ARM处理器：对采集到的数据进行通信传输和存储、负责人机交互界面以及系统的一些扩展接口控制；
CPLD：主要用于实现对于AD 采样电路和外扩串口的一些逻辑和时序的控制；
外扩展接口：用于连接DSP处理器和ARM处理器；
存储器：包括用于DSP 处理器程序的存储的FLASH和解决DSP处理器在计算过程中内部RAM 不够问题的SDRAM；
人机界面：包括用于显示工作信息的显示模块，用于设置工作状态的键盘模块；
SD存储器：存储采集到的信号以及相应的计算结果；
GPRS模块：用于通过GPRS无线网络与上位机进行数据通信；
所述互感器将电网电压转换成弱电模拟信号后送给A/D转换器,A/D转换器在CPLD的时序控制下进行模数转换，A/D转换器将转换得到的数字信号送给DSP处理器， DSP处理器读取A/D转换器的转换的结果，并以电能质量性能指标为基础，完成对电压、电流、功率等相应的数据运算，ARM处理器向DSP处理器发送命令，DSP处理器回送测量的数据及运算结果，ARM处理器再按照事先设定的程序进行本地存储或通过GPRS传到上位机，并且通过键盘模块的操作和显示模块的配合实现本地显示；
所述互感器器和A/D转换器连接，DSP处理器与A/D转换器、存储器、CPLD和外扩串口连接，ARM处理器与人机界面、SD存储器和GPRS模块连接。
所述的电压互感器采用SPT204V型号，电流互感器采用SCT254FK型号。
所述A/D转换器采用ADS7864芯片。
所述DSP处理器采用TL16C752芯片。
所述ARM处理器采用AT91RM9200芯片。
所述GPRS模块采用MC35i型号。
本实用新型具有GPRS无线通信功能，可以随时随地得知各个监测点的实时数据，并能通过远程控制技术做到随时对任意监测点进行修改设置和特殊的检测，可以在任何地方时间查看电能质量检测装置所记录的数据并在上位机上进行细致深入的分析，如果有任何地方的异常电力事件发生电能质量检测装置能够以最快的速度进行报警提示，并且通过原始资料可以在电脑上检查出现问题的设备号和设备所在地，以便工作人员及时的进行故障处理，提高整个电网的稳定性。
Claims (6)
1.一种基于DSP、CPLD、ARM的风电电网电能质量参数检测装置，其特征在于包括：
互感器：完成强电信号到弱电信号的转换，包括电压互感器和电流互感器；
A／D模块：将模拟信号转化为数字信号；
DSP处理器：对数字信号进行处理，控制整个电能质量监测仪的运行；
ARM处理器：对采集到的数据进行通信传输和存储、负责人机交互界面以及系统的一些扩展接口控制；
CPLD：主要用于实现对于AD 采样电路和外扩串口的一些逻辑和时序的控制；
外扩展接口：用于连接DSP处理器和ARM处理器；
存储器：FLASH和SDRAM；
人机界面：包括用于显示工作信息的显示模块，用于设置工作状态的键盘模块；
SD存储器：存储采集到的信号以及相应的计算结果；
GPRS模块：用于通过GPRS无线网络与上位机进行数据通信；
所述互感器将电网电压转换成弱电模拟信号后送给A/D转换器,A/D转换器在CPLD的时序控制下进行模数转换，A/D转换器将转换得到的数字信号送给DSP处理器， DSP处理器读取A/D转换器的转换的结果，并以电能质量性能指标为基础，完成对电压、电流、功率数据运算，ARM处理器向DSP处理器发送命令，DSP处理器回送测量的数据及运算结果，ARM处理器进行本地存储或通过GPRS传到上位机，并且通过键盘模块的操作和显示模块的配合实现本地显示；
所述互感器器和A/D转换器连接，DSP处理器与A/D转换器、存储器、CPLD和外扩串口连接，ARM处理器与人机界面、SD存储器和GPRS模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于DSP、CPLD、ARM的风电电网电能质量参数检测装置，其特征在于：所述的电压互感器采用SPT204V型号，电流互感器采用SCT254FK型号。
3.根据权利要求1所述的一种基于DSP、CPLD、ARM的风电电网电能质量参数检测装置，其特征在于：所述A/D转换器采用ADS7864芯片。
4.根据权利要求1所述的一种基于DSP、CPLD、ARM的风电电网电能质量参数检测装置，其特征在于：所述DSP处理器采用TL16C752芯片。
5.根据权利要求1所述的一种基于DSP、CPLD、ARM的风电电网电能质量参数检测装置，其特征在于：所述ARM处理器采用AT91RM9200芯片。
6.根据权利要求1所述的一种基于DSP、CPLD、ARM的风电电网电能质量参数检测装置，其特征在于：所述GPRS模块采用MC35i型号。
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| CN104614615A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-13 | 成都市宏山科技有限公司 | 一种便携式电能质量分析系统 |
| CN105629838A (zh) * | 2016-03-14 | 2016-06-01 | 路亮 | 一种基于dsp和arm双处理器的风电机组在线监测系统 |
| CN106291249A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 天津天大求实电力新技术股份有限公司 | 一种风电场电能质量监测系统 |
| CN107247199A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-10-13 | 上海电机学院 | 一种基于arm的远程电能质量检测系统 |
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| CN107247199A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-10-13 | 上海电机学院 | 一种基于arm的远程电能质量检测系统 |
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