一種便攜式電力系統低頻振蕩檢測裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種便攜式電力系統低頻振蕩檢測裝置包括基于FPGA的前端系統、基于DSP的數據分析算法模塊以及基于ARM處理器的中央管理系統，由基于FPGA的前端系統對接收數據進行接收和分揀，得到檢測低頻振蕩的有效數據，并進行預處理，使之達到低頻振蕩信號分析算法的要求；基于DSP的數據分析算法模塊對低頻振蕩數據進行分析處理，得到表征結果的低頻振蕩模態特性參數信息；基于ARM處理器的中央管理系統對結果進行輸出、顯示并輸出給其他設備。這樣充分利用了FPGA的數據處理能力、DSP的運算處理能力以及ARM處理器豐富的片上系統資源，實現電力系統低頻振蕩的實時快速檢測、分析和處理。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電力系統運行監測
，更為具體地講，涉及一種便攜式電力系統低頻振蕩檢測裝置。
技術介紹
現代電力系統發展迅速，主要以大機組、超高壓、長距離、重負荷為特點，是一個典型的強非線性、高維、動態大系統。同時隨著大型電力系統的互聯以及各種新設備的使用，使得發電、輸電更經濟、高效的同時也增加了電力系統的規模和復雜性，再加上快速勵磁系統的普遍使用和電力市場竟爭機制的引入，電網運行在穩定極限邊緣的可能性也大為增力口，隨之產生的低頻振蕩問題日益突出，嚴重威脅著互聯電網的運行安全。 為能及時分析事件的緣由，并有效控制電網不利事件的發展，要求電力行業更加重視對包括低頻振蕩在內的事件記錄和分析能力，為實現堅強智能電網做好基礎工作。近年來，隨著信號分析領域技術水平的不斷提高，各種有高速錄波功能的測量記錄儀器在電力系統中大量應用，尤其是電力系統廣域測量系統(WAMS)在世界各國電網得到廣泛應用的背景，使得電力系統運行過程中的各狀態量能夠都得到實時監測。在這種趨勢下，關于這些數據的分析和處理裝置亟待發展。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種便攜式電力系統低頻振蕩檢測裝置，實現電力系統低頻振蕩的實時快速檢測、分析和處理。為實現上述專利技術目的，本專利技術便攜式電力系統低頻振蕩檢測裝置，其特征在于，包括基于FPGA的前端系統、基于DSP的數據分析算法模塊以及基于ARM處理器的中央管理系統；基于FPGA的如端系統在一片FPGA芯片開發，包括一數據接口部件用于接收來自電力系統實時相位測量裝置(PhasorMeasurementUnit,簡稱PMU)的采樣測試數據，并送入數據分析模塊；一數據解析模塊用于對采樣測試數據進行解析，分揀出功角或有功功率數據作為低頻振蕩數據，低頻振蕩數據送入數據預處理模塊中；一數據預處理模塊用于對低頻振蕩數據的去直流、去噪和對稱化處理，使之達到低頻振蕩信號分析算法的要求；同時，數據預處理模塊接收一個低頻振蕩數據輸出一個同步時鐘觸發信號；一計數器，用于對數據預處理模塊輸出同步時鐘觸發信號進行計數，根據一組分析算法數據存儲大小要求，設定計數器的比較值，當有效計數的數值在達到設定的比較值時，計數器使RAM存儲器處于寫使能狀態；一 RAM儲存器，在其處于寫使能狀態時，將數據預處理模塊中一組處理完畢的低頻振蕩數據存入RAM存儲器中；基于DSP的數據分析算法模塊從基于FPGA的前端系統的RAM存儲器中讀取一組低頻振蕩數據，依據內置的低頻振蕩分析算法，得到低頻振蕩模態特性參數信息，并存入基于ARM處理器的中央管理系統的Flash存儲器中；基于ARM處理器的中央管理系統又包括一 FLASH存儲器，用于存儲低頻振蕩模態特性參數信息；一 ARM處理器，配制有操作系統，主要用于管理網絡控制器、網絡驅動器以及RS485接口和檢測結果即低頻振蕩模態特性參數信息的輸出與圖形化顯示；網絡控制器、網絡驅動器，用于將存儲的低頻振蕩模態特性參數信息在ARM處理器的控制下輸出給遠程設備；RS485接口，用于將存儲的低頻振蕩模態特性參數信息在ARM處理器的控制下輸 出給距離較近的設備；顯示輸出及人機交互界面接口，用于將存儲的低頻振蕩模態特性參數信息在ARM處理器的控制下輸出到顯示設備進行顯示，以及進行人機交互；ARM處理器通過人機交互獲得的控制信息用于控制基于FPGA的前端系統低頻振蕩數據的接收、數據分析、預處理和存儲，控制基于DSP的數據分析算法模塊的參數設置。本專利技術的專利技術目的是這樣實現的本專利技術便攜式電力系統低頻振蕩檢測裝置包括基于FPGA的前端系統、基于DSP的數據分析算法模塊以及基于ARM處理器的中央管理系統，由基于FPGA的前端系統對接收數據進行接收、分析和分揀，得到低頻振蕩數據，并進行預處理，使之達到低頻振蕩信號分析算法的要求；基于DSP的數據分析算法模塊對低頻振蕩數據進行分析處理，得到表征結果的低頻振蕩模態特性參數信息；基于ARM處理器的中央管理系統對結果進行輸出、顯示并輸出給其他設備。這樣充分利用了 FPGA的數據處理能力、DSP的運算處理能力以及ARM處理器豐富的片上系統資源，實現電力系統低頻振蕩的實時快速檢測、分析和處理。同時具有多種輸入輸出接口，便于隨時接入電力系統中進行實時低頻振蕩檢測。附圖說明圖I是本專利技術便攜式電力系統低頻振蕩檢測裝置一種具體實施方式原理圖；圖2是圖I所示便攜式電力系統低頻振蕩檢測裝置的數據流即各個模塊的作用域；圖3是圖2所示分揀出的低頻振蕩數據即有功功率信號圖；圖4是圖3所示預處理后低頻振蕩數據即有功功率信號圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式進行描述，以便本領域的技術人員更好地理解本專利技術。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當已知功能和設計的詳細描述也許會淡化本專利技術的主要內容時，這些描述在這里將被忽略。實施例圖I是本專利技術便攜式電力系統低頻振蕩檢測裝置一種具體實施方式原理圖。在本實施例中，如圖I所示，本專利技術便攜式電力系統低頻振蕩檢測裝置包括基于FPGA的前端系統I、基于DSP的數據分析算法模塊2以及基于ARM處理器的中央管理系統3。基于FPGA的前端系統I在一片FPGA芯片開發，包括數據接口部件101。在本實施例中，數據接口部件101有三種接口，分別是RS485接口、LC (光纖)接口以及RJ45 (網絡)接口，用于接收來自不同通信接入方式即RS485總線接入、光纖接入以及網絡接入的采樣測試信號，在具體使用時，通過顯示輸出及人機交互界面接口 306將選擇的接口發送給ARM處理器，由ARM處理器302控制基于FPGA的前端系統I選擇相應的接口輸入采樣測試數據。數據接口部件101接收來自電力系統實時相位測量裝置PMU的采樣測試數據，并 送入數據解析模塊102對采樣測試數據進行解析，然后分揀出功角或有功功率數據作為低頻振蕩數據送入數據預處理模塊103中。分揀數據的選擇也是通過ARM處理器302控制基于FPGA的前端系統I進行的。數據預處理模塊103對選出的低頻振蕩數據的去直流、去噪和對稱化處理，使之達到低頻振蕩信號分析算法的要求。數據預處理模塊103接收一個低頻振蕩數據輸出一個同步時鐘觸發信號。計數器104對數據預處理模塊103輸出同步時鐘觸發信號進行計數，根據一組分析算法數據存儲大小要求，設定計數器的比較值，當有效計數的數值在達到設定的比較值時，計數器104使RAM存儲器105處于寫使能狀態。RAM儲存器105在其處于寫使能狀態時，將數據預處理模塊103中一組處理完畢的低頻振蕩數據存入RAM存儲器105中。基于DSP的數據分析算法模塊2從基于FPGA的前端系統I的RAM存儲器105中讀取一組低頻振蕩數據，依據內置的低頻振蕩分析算法，得到低頻振蕩模態特性參數信息，并存入基于ARM處理器的中央管理系統3的Flash存儲器301中。基于DSP的數據分析算法模塊2中分析計算的各種參數通過ARM處理器302控制基于FPGA的前端系統I進行設置。基于ARM處理器的中央管理系統3又包括FLASH存儲器301用于存儲低頻振蕩模態特性參數信息；配制有操作系統的ARM處理器302，主要用于管理網絡控制器303、網絡驅動器即RJ45接口 304以及RS485接口 305和檢測結果本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種便攜式電力系統低頻振蕩檢測裝置，其特征在于，包括基于FPGA的前端系統、基于DSP的數據分析算法模塊以及基于ARM處理器的中央管理系統；基于FPGA的前端系統在一片FPGA芯片開發，包括：一數據接口部件用于接收來自電力系統實時相位測量裝置（Phasor?Measurement?Unit，簡稱PMU）的采樣測試數據，并送入數據分析模塊；一數據解析模塊用于對采樣測試數據進行解析，分揀出功角或有功功率數據作為低頻振蕩數據，低頻振蕩數據送入數據預處理模塊中；一數據預處理模塊用于對低頻振蕩數據的去直流、去噪和對稱化處理，使之達到低頻振蕩信號分析算法的要求；同時，數據預處理模塊接收一個低頻振蕩數據數輸出一個同步時鐘觸發信號；一計數器，用于對數據預處理模塊輸出同步時鐘觸發信號進行計數，根據一組分析算法數據存儲大小要求，設定計數器的比較值，當有效計數的數值在達到設定的比較值時，計數器使RAM存儲器處于寫使能狀態；一RAM儲存器，在其處于寫使能狀態時，將數據預處理模塊中一組處理完畢的低頻振蕩數據存入RAM存儲器中；基于DSP的數據分析算法模塊從基于FPGA的前端系統的RAM存儲器中讀取一組低頻振蕩數據，依據內置的低頻振蕩分析算法，得到低頻振蕩模態特性參數信息，并存入基于ARM處理器的中央管理系統的Flash存儲器中；基于ARM處理器的中央管理系統又包括：一FLASH存儲器，用于存儲低頻振蕩模態特性參數信息；一ARM處理器，配制有操作系統，主要用于管理網絡控制器、網絡驅動器以及RS485接口和檢測結果即低頻振蕩模態特性參數信息的輸出與圖形化顯示；網絡控制器、網絡驅動器，用于將存儲的低頻振蕩模態特性參數信息在ARM處理器的控制下輸出給遠程設備；RS485接口，用于將存儲的低頻振蕩模態特性參數信息在ARM處理器的控制下輸出給距離較近的設備；顯示輸出及人機交互界面接口，用于將存儲的低頻振蕩模態特性參數信息在ARM處理器的控制下輸出到顯示設備進行顯示，以及進行人機交互；ARM處理器通過人機交互獲得的控制信息用于控制基于FPGA的前端系統低頻振蕩數據的接收、數據分析、預處理和存儲，控制基于DSP的數據分析算法模塊的參數設置。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：易建波，黃琦，井實，張昌華，盧有亮，孟勁松，蔡東升，
申請(專利權)人：電子科技大學，
類型：發明
國別省市：