CN203942294U - 一种配电网风力发电设备同步运行装置 - Google Patents
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Abstract
一种配电网风力发电设备同步运行装置属于配电网技术领域，特别涉及一种配电网风力发电设备同步运行装置。本实用新型提供一种数据采集准确、速度快的配电网风力发电设备同步运行装置。本实用新型配电网风力发电设备同步运行装置包括发电设备终端和调度中心端；所述的发电设备终端包括传感器、A/D模数转换器、DSP微处理器、FPGA数据计算芯片和4G通信模块，所述调度中心端包括工控机和4G通信模块，所述传感器的输出端与A/D模数转换器输入端相连，A/D模数转换器的输出端与DSP微处理器的输入端相连，DSP微处理器的输出端与FPGA数据计算芯片的输入端相连。
Description
技术领域
本实用新型属于配电网技术领域，特别涉及一种配电网风力发电设备同步运行装置。
背景技术
风力发电是一个复杂的系统，如何根据风力发电的运行特点进行协调调度，使现有工程发挥最大效益，越来越受到重视，以往风力发电调度的特点是忽略风力发电设备间的协调控制过程，由调度运行人员凭借主观判断控制决策配电网内各个风力发电设备的运行，因此，对配电网内各风力发电的电气参数及气象环境参数进行实时监测，并根据监测参数对风力发电输出功率进行控制，能够有效避免各个风力发电设备间的功率分配不合理现象，提高电力系统的可靠性。
发明内容
本实用新型就是针对上述问题，提供一种数据采集准确、速度快的配电网风力发电设备同步运行装置。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型配电网风力发电设备同步运行装置包括发电设备终端和调度中心端；所述的发电设备终端包括传感器、A/D模数转换器、DSP微处理器、FPGA数据计算芯片和4G通信模块，所述调度中心端包括工控机和4G通信模块，所述传感器的输出端与A/D模数转换器输入端相连，A/D模数转换器的输出端与DSP微处理器的输入端相连，DSP微处理器的输出端与FPGA数据计算芯片的输入端相连，FPGA数据计算芯片的输出端与发电设备的控制单元和4G通信模块的输入端相连；
所述传感器包括电流互感器、电压互感器、功率变送器、振动传感器、风速传感器，电流互感器输出端口、电压互感器输出端口、功率变送器输出端口、振动传感器输出端口、风速传感器输出端口分别与A/D模数转换器的输入端口相连。
作为另一种优选方案，本实用新型所述传感器选用DHC03B型电流互感器、DH51D6V0.4B型电压互感器、SSET CE-C03型功率变送器、STA9200A型振动传感器和YJ-FS100型风速传感器。
作为另一种优选方案，本实用新型所述A/D模数转换器采用TLC2543串行A/D转换器，4G通信传输单元采用ME3760型号的LTE模块，DSP微处理器选用TMS320F2812芯片，FPGA数据计算芯片选用EPM7064SLC44芯片，发电设备的控制单元采用51单片机ST89C51芯片；电流互感器、电压互感器、功率变送器、振动传感器、风速传感器输出端分别经过信号转换电路后连接到A/D转换器TLC2543的输入端AIN0-AIN4，A/D转换器TLC2543的输出端EOC、I/O、IN、OUT、CS分别连接到DSP芯片TMS320F2812的XA1-XA5引脚，TMS320F2812的XD0-XD7引脚分别与FPGA芯片EPM7064SLC44的IO17-IO21、IO24-IO26引脚，FPGA芯片EPM7064SLC44的IO4-IO6、IO8、IO9、IO11、IO12、IO14引脚分别与单片机STC89C51芯片的P0.0-P0.7相连，STC89C51芯片的RXD、TXD与发电自动控制装置相连，FPGA芯片EPM7064SLC44的IO37引脚与4G通信模块ME3760的DATA端相连，4G通信模块的ATN1端通过天线将数据传送到远方调度终端的UNO-3072系列Pentium M嵌入式工控机。
另外，本实用新型所述信号转换电路采用TLC4501芯片。（设置信号转换电路，保证信号采集的频带宽度、转换速率和电压增益, 同时降低输入失调电压和电流以及温度漂移）。
其次，本实用新型所述TLC4501芯片5脚分别与电阻R3一端、电阻R4一端、电容C2一端相连，电阻R4另一端接1.5V电源，电容C2另一端接地，电阻R3另一端分别与TLC4501芯片1脚、电阻R2一端、电容C1一端相连，电容C1另一端分别与电阻R2另一端、TLC4501芯片2脚、传感器的输出端相连，TLC4501芯片3脚接地；TLC4501芯片7脚通过电阻R8与A/D转换器输入端口相连。
电流、电压、功率、振动、风速信息经过各传感器，进行同步采样、保持、A/D转换，变为数字信号后，送入DSP芯片，信息数据由DSP的并行数据输出接口送到FPGA的数据输入口，再由FPGA将数据送到4G通信模块，为与远方调度端的工控机通讯做好准备；工控机接收电流、电压、功率、振动、风速信息数据，并通过4G通信网络传输到4G通信模块，然后由4G模块将数据送到FPGA，由FPGA将数据送至单片机STC89C51，由单片机通过TXD口对发电控制装置发出控制信号。
本实用新型有益效果。
DSP微处理器和FPGA数据计算芯片相结合，提高了数据采集准确性和全面性，提高数据采集速度和精度。本实用新型通过配电网内发电设备间的控制，有效避免了发电设备对电网产生的冲击，大大提高发电设备发电并网效率，降低了发电并网成本，提高了配电网和发电设备可靠性，实现了以较高精度和较短响应时间的优势对配电网中的发电设备进行控制。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1是本实用新型电路原理框图。
图2是本实用新型电路原理图。
具体实施方式
如图所示，本实用新型配电网风力发电设备运行同步装置包括发电设备终端和调度中心端；所述的发电设备终端包括传感器、A/D模数转换器、DSP微处理器、FPGA数据计算芯片和4G通信模块，所述调度中心端包括工控机和4G通信模块，所述传感器的输出端与A/D模数转换器输入端相连，A/D模数转换器的输出端与DSP微处理器的输入端相连，DSP微处理器的输出端与FPGA数据计算芯片的输入端相连，FPGA数据计算芯片的输出端与发电设备的控制单元和4G通信模块的输入端相连。
上述传感器选用DHC03B型电流互感器、DH51D6V0.4B型电压互感器、SSET CE-C03型功率变送器、STA9200A型振动传感器和YJ-FS100型风速传感器。
上述A/D模数转换器选用TLC2543 A/D转换芯片。
上述DSP微处理器选用TMS320F2812芯片。
上述FPGA数据计算芯片选用EPM7064SLC44芯片。
上述发电设备控制单元为51单片机ST89C51芯片。
上述4G通信模块为ME3760型号LTE模块。
电流互感器、电压互感器、功率变送器、振动传感器、风速传感器输出端分别经过信号转换电路后连接到A/D转换器TLC2543的输入端AIN0-AIN4，如图2所示，A/D转换器TLC2543的输出端EOC、I/O、IN、OUT、CS分别连接到DSP芯片TMS320F2812的XA1-XA5引脚，TMS320F2812的XD0-XD7引脚分别与FPGA芯片EPM7064SLC44的IO17-IO21、IO24-IO26引脚，FPGA芯片EPM7064SLC44的IO4-IO6、IO8、IO9、IO11、IO12、IO14引脚分别与单片机STC89C51芯片的P0.0-P0.7相连，STC89C51芯片的RXD、TXD与发电自动控制装置相连，FPGA芯片EPM7064SLC44的IO37引脚与4G通信模块ME3760的DATA端相连，4G通信模块的ATN1端通过天线将数据传送到远方调度终端的UNO-3072系列Pentium M嵌入式工控机。
可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种配电网风力发电设备同步运行装置，其特征在于包括发电设备终端和调度中心端；所述的发电设备终端包括传感器、A/D模数转换器、DSP微处理器、FPGA数据计算芯片和4G通信模块，所述调度中心端包括工控机和4G通信模块，所述传感器的输出端与A/D模数转换器输入端相连，A/D模数转换器的输出端与DSP微处理器的输入端相连，DSP微处理器的输出端与FPGA数据计算芯片的输入端相连，FPGA数据计算芯片的输出端与发电设备的控制单元和4G通信模块的输入端相连；
所述传感器包括电流互感器、电压互感器、功率变送器、振动传感器、风速传感器，电流互感器输出端口、电压互感器输出端口、功率变送器输出端口、振动传感器输出端口、风速传感器输出端口分别与A/D模数转换器的输入端口相连。
2.根据权利要求1所述一种配电网风力发电设备同步运行装置，其特征在于所述传感器选用DHC03B型电流互感器、DH51D6V0.4B型电压互感器、SSET CE-C03型功率变送器、STA9200A型振动传感器和YJ-FS100型风速传感器。
3.根据权利要求2所述一种配电网风力发电设备同步运行装置，其特征在于所述A/D模数转换器采用TLC2543串行A/D转换器，4G通信传输单元采用ME3760型号的LTE模块，DSP微处理器选用TMS320F2812芯片，FPGA数据计算芯片选用EPM7064SLC44芯片，发电设备的控制单元采用51单片机ST89C51芯片；
电流互感器、电压互感器、功率变送器、振动传感器、风速传感器输出端分别经过信号转换电路后连接到A/D转换器TLC2543的输入端AIN0-AIN4，A/D转换器TLC2543的输出端EOC、I/O、IN、OUT、CS分别连接到DSP芯片TMS320F2812的XA1-XA5引脚，TMS320F2812的XD0-XD7引脚分别与FPGA芯片EPM7064SLC44的IO17-IO21、IO24-IO26引脚，FPGA芯片EPM7064SLC44的IO4-IO6、IO8、IO9、IO11、IO12、IO14引脚分别与单片机STC89C51芯片的P0.0-P0.7相连，STC89C51芯片的RXD、TXD与发电自动控制装置相连，FPGA芯片EPM7064SLC44的IO37引脚与4G通信模块ME3760的DATA端相连，4G通信模块的ATN1端通过天线将数据传送到远方调度终端的UNO-3072系列Pentium M嵌入式工控机。
4.根据权利要求3所述一种配电网风力发电设备同步运行装置，其特征在于所述信号转换电路采用TLC4501芯片。
5.根据权利要求4所述一种配电网风力发电设备同步运行装置，其特征在于所述TLC4501芯片5脚分别与电阻R3一端、电阻R4一端、电容C 2 一端相连，电阻R4另一端接1.5V电源，电容C 2 另一端接地，电阻R3另一端分别与TLC4501芯片1脚、电阻R2一端、电容C1一端相连，电容C1另一端分别与电阻R2另一端、TLC4501芯片2脚、传感器的输出端相连，TLC4501芯片3脚接地；TLC4501芯片7脚通过电阻R8与A/D转换器输入端口相连。
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| CN105322568A (zh) * | 2014-07-17 | 2016-02-10 | 国家电网公司 | 一种配电网风力发电设备同步运行装置及同步运行方法 |
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2014
- 2014-07-17 CN CN201420395384.7U patent/CN203942294U/zh active Active
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| CN105322568B (zh) * | 2014-07-17 | 2018-01-16 | 国家电网公司 | 一种配电网风力发电设备同步运行装置及同步运行方法 |
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