一种可扩展的电能质量计量模块和电能质量计量系统技术方案

本发明专利技术提供了一种可扩展的电能质量计量模块和电能质量计量系统，该电能质量计量模块包括接收电压通道信号和电流通道信号的AD转换电路、接收所述电压通道信号的频率跟踪电路、接收所述AD转换电路的信号和所述频率跟踪电路的信号的DSP处理器、分别连接所述DSP处理器的DDR存储器和Flash存储器，以及连接所述DSP处理器的通讯接口。本发明专利技术提供的方案将复杂的算法集成在一个模块内，最终输出满足国际电能质量标准的实时电能质量数据给外部设备，支持多个模块扩展功能；模块内集成采样、频率跟踪、数据存储功能，体积小，精度高，支持多种通讯接口，可扩展性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及供电电能质量监测技术及嵌入式相关领域的系统，具体讲涉及一种可扩展的电能质量计量模块和电能质量计量系统。
技术介绍
鉴于国家对供电电能质量要求的不断提升及监测力度的加大，电能质量监测市场需求量也越来越多。因电能质量数据计算算法复杂，市场上现有的产品大多良莠不齐，精度不够或者功能不能满足要求，且大部分都是一整套的系统，可扩展性差。现有技术中，高性能的电能质量监测模块大多采用FPGA+DSPC6000+ARM/PowerPC的一体化集成方案，系统结构复杂，可扩展性差。而低性能的电能质量监测装置，大多采用FPGA+DSP2812或DSP28335的方案，性能低，精度差，不能完全满足要求。随着集成电路的发展，DSP性能越来越强大，在数字信号处理等领域应用也越来越广泛。以前需要多个处理器协同工作的应用场合，完全可以用一个高性能的DSP来代替。目前，TI公司推出的KeyStone多核架构的高性能DSP处理器C66X系列，其运行主频可高达1.25G，内核数量可多达8核，其运算性能最高可达320GMACs，160GFLOPs，借助于其在数字信号处理领域的超强性能，完全能够满足其在电能质量监测方面的要求。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种可扩展的电能质量计量模块和电能质量计量系统。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种可扩展的电能质量计量模块和电能质量计量系统。实现上述目的所采用的解决方案为：一种可扩展的电能质量计量模块，其改进之处在于：所述电能质量计量模块包括接收电压通道信号和电流通道信号的AD转换电路、接收所述电压通道信号的频率跟踪电路、接收所述AD转换电路的信号和所述频率跟踪电路的信号的DSP处理器、分别连接所述DSP处理器的DDR存储器和Flash存储器，以及连接所述DSP处理器的通讯接口；所述AD转换电路，接收所述电压通道信号和电流通道信号并进行模数转换，将转换后的结果传输给所述DSP处理器；所述频率跟踪电路，对所述电压通道信号中的3路信号的频率进行跟踪，并将频率信号传输给所述DSP处理器；所述DSP处理器，根据所述频率跟踪电路输出的信号对AD转换的电路的采样速率进行控制，根据所述AD转换电路输出的结果进行运算得出3秒钟全部电能质量数据，并将结果存储在DDR存储器和Flash存储器中；所述通讯接口，接收所述DSP处理器发送过来的信号并将信号输出给外部设备，同时接收外部设备发送过来的信号，并将信号传输给DSP处理器。优选地，所述电能质量计量模块的输入信号为8个模拟通道信号；包括4个电压通道信号和4个电流通道信号。优选地，所述DSP处理器通过通讯接口电路与所述外部设备进行通讯。优选地，所述DDR存储器，存储所述DSP处理器运算过程中的临时数据和3秒钟电能质量数据；所述Flash存储器，存储所述DSP处理器的输出的3秒钟电能质量数据。优选地，所述DDR存储器，存储所述DSP处理器的临时数据，断电后不再存储；所述Flash存储器，存储所述DSP处理器发送的电能质量数据，断电后数据不丢失。优选地，所述通讯接口包括以太网接口、SPI接口和RS232接口。一种基于如权利要求1-6任一所述的可扩展的电能质量计量模块的电能质量计量系统，其改进之处在于：所述系统包括N个分别连接外部设备的所述电能质量检测模块，所述电能质量检测模块分别接收电流通道输入信号和电压通道输入信号；N≥2；所述电能质量计量模块包括接收电压通道信号和电流通道信号的AD转换电路、接收所述电压通道信号的频率跟踪电路、接收所述AD转换电路的信号和所述频率跟踪电路的信号的DSP处理器、分别连接所述DSP处理器的DDR存储器和Flash存储器，以及连接所述DSP处理器的通讯接口。与最接近的现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的方案中，将复杂的算法集成在一个模块内，最终输出满足国际电能质量标准的实时电能质量数据给外部设备，支持多个模块扩展功能；该模块内集成采样、频率跟踪、数据存储功能，体积小，精度高，支持多种通讯接口，可扩展性强。该模块能够对电压电流通道模拟输入信号进行电能质量数据运算，将运算的结果存储在本地Flash存储器中，同时可将运算的结果通过通讯接口发送到外部设备。基于本专利技术系统的电量质量计量模块的可扩展性，进一步提供了电能质量计量系统，该系统具备很强的灵活性，可同时进行多路监测。附图说明图1为本专利技术提供的可扩展的电能质量监测模块的结构图；图2为本专利技术提供的可扩展的电能质量监测模块多模块扩展结构图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制,其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他改变。实施例仅代表可能的变化。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。本文中，本专利技术的这些实施方案可以被单独地或总体的术语“专利技术”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的专利技术，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个专利技术或者专利技术构思。如图1所示，图1为本专利技术提供的可扩展的电能质量监测模块的结构图；本专利技术提供的一种可扩展的电能质量监测模块，包括频率跟踪电路、AD转换电路、DSP处理器、DDR存储器、Flash存储器和通讯接口。电能质量计量模块的输入信号为8个模拟通道信号，包括4个电压通道信号和4个电流通道信号。频率跟踪电路对电压通道信号中的3路信号的频率进行跟踪，并将频率信号传输给DSP处理器。AD转换电路对8路模拟通道信号进行模数转换，并将转换后的结果传输给DSP处理器。DSP处理器，根据频率跟踪电路输出的信号对AD转换的电路的采样速率进行控制，并根据AD转换电路输出的结果进行运算得出3秒钟全部电能质量数据，并将结果存储在DDR存储器及Flash存储器中；DSP处理器还可以通过通讯接口电路与外部设备进行通讯。DDR存储器用于保存DSP处理器运算过程中的临时数据和3秒钟电能质量数据；Flash存储器用于存储DSP处理器的输出的全部3秒钟电能质量数据。所述DDR存储器，存储所述DSP处理器的临时数据，断电后不再存储；所述Flash存储器，存储所述DSP处理器发送的电能质量数据，断电后数据不丢失。通讯接口，接收DSP处理器发送过来的信号并将信号输出给外部设备，同时可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可扩展的电能质量计量模块，其特征在于：所述电能质量计量模块包括接收电压通道信号和电流通道信号的AD转换电路、接收所述电压通道信号的频率跟踪电路、接收所述AD转换电路的信号和所述频率跟踪电路的信号的DSP处理器、分别连接所述DSP处理器的DDR存储器和Flash存储器，以及连接所述DSP处理器的通讯接口；所述AD转换电路，接收所述电压通道信号和电流通道信号并进行模数转换，将转换后的结果传输给所述DSP处理器；所述频率跟踪电路，对所述电压通道信号中的3路信号的频率进行跟踪，并将频率信号传输给所述DSP处理器；所述DSP处理器，根据所述频率跟踪电路输出的信号对AD转换的电路的采样速率进行控制，根据所述AD转换电路输出的结果进行运算得出3秒钟全部电能质量数据，并将结果存储在DDR存储器和Flash存储器中；所述通讯接口，接收所述DSP处理器发送过来的信号并将信号输出给外部设备，同时接收外部设备发送过来的信号，并将信号传输给DSP处理器。

【技术特征摘要】
1.一种可扩展的电能质量计量模块，其特征在于：所述电能质量计量模块包括接收电压
通道信号和电流通道信号的AD转换电路、接收所述电压通道信号的频率跟踪电路、接收所
述AD转换电路的信号和所述频率跟踪电路的信号的DSP处理器、分别连接所述DSP处理器
的DDR存储器和Flash存储器，以及连接所述DSP处理器的通讯接口；
所述AD转换电路，接收所述电压通道信号和电流通道信号并进行模数转换，将转换后的
结果传输给所述DSP处理器；
所述频率跟踪电路，对所述电压通道信号中的3路信号的频率进行跟踪，并将频率信号
传输给所述DSP处理器；
所述DSP处理器，根据所述频率跟踪电路输出的信号对AD转换的电路的采样速率进行控
制，根据所述AD转换电路输出的结果进行运算得出3秒钟全部电能质量数据，并将结果存储
在DDR存储器和Flash存储器中；
所述通讯接口，接收所述DSP处理器发送过来的信号并将信号输出给外部设备，同时接
收外部设备发送过来的信号，并将信号传输给DSP处理器。
2.如权利要求1所述的一种可扩展的电能质量计量模块，其特征在于：所述电能质量计
量模块的输入信号为8个模拟通道信号；包括4个电压通道信号和4个电流通道信号。
3.如权利要求1所述的一种可扩展的电能质量计量模块，其特征在于：所述DSP处理器
...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖磊，陈列新，
申请(专利权)人：南京易司拓电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32