[發明專利]數字化變電站全站電能質量在線監測裝置

有效

• 申請號: 201410180543.6
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103995193A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 徐長寶;高吉普;王宇;肖小兵;熊少華;馮維剛;袁泉
• 申請（專利權）人: 貴州電力試驗研究院;武漢中元華電科技股份有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

1.一種數字化變電站全站電能質量在線監測裝置，其特征在于，所述裝置包括信號接入模塊、通用報文解析模塊、電能質量分析處理模塊、信號輸出模塊，其中，

所述信號接入模塊，用于接收數字化變電站的電能質量信號，并對所述電能質量信號打上時標后發送給所述通用報文解析模塊；

所述通用報文解析模塊，用于對所述信號接入模塊發送的電能質量信號進行解析，然后發送給所述電能質量分析處理模塊；

所述電能質量分析處理模塊，用于接收并分析所述通用報文解析模塊發送的解析后的電能質量信號，得到分析結果；

所述信號輸出模塊，用于將所述電能質量分析處理模塊得到的分析結果進行輸出。

2.根據權利要求1所述的數字化變電站全站電能質量在線監測裝置，其特征在于，所述信號接入模塊包括光以太網接入子模塊、IEC60044-8報文數據接入子模塊以及支持電信號和光信號的對時信號接入子模塊；其中，

所述光以太網接入子模塊，用于接收包括二次報文信號的IEC61850-9-1規約采樣值報文、IEC61850-9-2規約采樣值報文、GOOSE開關量報文和IEEE1588高精度時鐘報文的電能質量信號；

所述IEC60044-8報文數據接入子模塊，用于接收包括IEC60044-8以太網報文的電能質量信號；

所述對時信號接入子模塊，用于接收GPS的IRIG-B碼對時信號。

3.根據權利要求1所述的數字化變電站全站電能質量在線監測裝置，其特征在于，所述通用報文解析模塊，接收用戶的配置文件，基于IEC61850及IEC60044報文編碼規則，對電能質量信號進行報文解析，得到所述配置文件中各個MU控制塊中所選通道的采集量，同時判斷報文是否異常，并將得到的采集量以及判斷出的異常信號傳送給所述電能質量信號處理分析單元，其中，

所述配置文件，用于描述接入的MU通道配置信息、GOOSE通道配置信息、一次元件配置信息、定值配置信息、裝置基本配置信息。

4.根據權利要求3所述的數字化變電站全站電能質量在線監測裝置，其特征在于，所述通用報文解析模塊采用FPGA哈希表處理機制，在MAC層攔截非協議報文。

5.根據權利要求3所述的數字化變電站全站電能質量在線監測裝置，其特征在于，當報文出現丟幀、錯序、品質位錯誤、計數無效或采樣值無效時，判斷報文為異常。

6.根據權利要求1所述的數字化變電站全站電能質量在線監測裝置，其特征在于，所述電能質量信號處理分析模塊，包括中央處理子模塊和本地存儲子模塊，其中，

所述中央處理子模塊包括分析計算子模塊、告警子模塊、通信處理子模塊，其中，

所述分析計算子模塊，用于接收所述通用報文解析模塊發送的采集量信號、異常信號，并進行分析：當接收到報文信號時，首先分析報文信息是否正常，當報文異常時，則計算任務閉鎖，同時發送報文錯誤告警消息至通信處理子模塊；當報文正常時，則進行電能質量計算，根據10周波數據窗，選用經典傅里葉算法計算所有通道的包括有效值數據、諧波數據、功率數據、不平衡數據在內的電能質量指標數據；在每個計算周期完畢后，發送計算結果至告警子模塊；

所述告警子模塊，用于接收所述分析計算子模塊發送的計算結果，根據裝置定值配置信息，判斷是否有計算結果告警越限，如果有告警越限產生，則產生告警信息；在每個計算周期完畢后，把包括計算結果和/或告警信息在內的綜合信息分析結果發送至通信處理子模塊；

所述通信處理子模塊，用于與監控主站系統進行數據交互，實時更新并發送綜合信息分析結果至所述監控主站系統；

所述本地存儲子模塊，包括FLASH存儲單元、內存單元、EEPROM存儲單元、SATA存儲單元，其中，

所述FLASH存儲單元，用于存儲裝置應用程序代碼、裝置啟動代碼、FPGA代碼；

所述內存單元，用于對程序及處理數據進行臨時存儲；

所述EEPROM存儲單元，用于備份裝置配線，以防硬盤故障時配線丟失導致客戶重新配置參數；

所述SATA存儲單元，用于存儲穩態電能質量統計數據，暫態電能質量波形數據、日志數據、事件數據，裝置配線參數。

7.根據權利要求6所述的數字化變電站全站電能質量在線監測裝置，其特征在于，所述SATA存儲單元，采用原始塊文件系統線性均衡循環存儲。

8.根據權利要求1所述的數字化變電站全站電能質量在線監測裝置，其特征在于，所述信息輸出模塊，包括以太網控制器子模塊、信號開出子模塊、LED子模塊、就地顯示子模塊；其中，

所述以太網控制器子模塊，用于對電能質量信號處理分析模塊的綜合信號分析結果采用以太網方式進行輸出；

所述信號開出子模塊，用于采用硬接點的方式發出告警信號；

所述LED子模塊，用于通過LED指示燈顯示所述裝置自身的運行狀態及數字化變電站全站的電能質量狀態；

所述就地顯示子模塊，用于就地顯示電能質量綜合分析數據，包括實時波形、穩態電能質量數據、歷史事件記錄、歷史波形記錄、配置文件信息。