基于嵌入式技术的电网信息处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出了基于嵌入式技术的电网信息处理装置，包括电源模块以及分别与所述电源模块连接的中央处理器、数据保护模块、扩展功能模块和通信模块；所述中央处理器为嵌入式工业芯片组，所述数据保护模块包括自纠错模块和抗干扰模块，所述扩展功能模块包括通信扩展模块和电源扩展模块。本实用新型专利技术基于嵌入式技术的电网信息处理装置，在高速处理器和智能存储器的基础上，结合现场配电设备的实际工况，能通过较低的成本和便捷的安装，提高数据传输的自纠错与灵活性，使处理装置进一步智能化、现代化和高效化。

【技术实现步骤摘要】
基于嵌入式技术的电网信息处理装置
本技术涉及电网信息通信与处理
，尤其涉及基于嵌入式技术的电网信息处理装置。
技术介绍
随着智能配电网及新一代智能变电站技术的发展及工程应用实践，具有较强数据处理能力、较灵活通信接入/转出能力的基于IEC61850建模标准系列保护控制及自动装置研制技术的逐步成熟完善，各种测控系统对通信系统、信息处理系统的要求趋于统一。另一方面，通信技术和计算机技术发展日新月异，飞速发展。无线传感及自组网技术、现场总线组网技术日趋成熟，光纤通信带宽业已到100Gbit/s，以太网通信接口带宽达到40Gbit/s，嵌入式处理器工作频率达到1GHz，高集成度及强大运算能力的多核技术，通信信息技术逐步走向融合。专利号为201420208637.5的专利涉及电力
，特别是智能终端配电管理系统，包括处理器、电源单元和多路串行口，所述电源单元和多路串行口均与所述处理器连接，还包括有用来采集开关、插座电流电压信号的传感单元，所述传感单元通过采集执行单元与处理器连接；所述处理器还连接有内部时钟单元和E2PROM数据存储单元。采用上述结构后，可以精确的检测电源电压、电流、功率等电气参数，对出现电流超限运行回路做出精确判断，并发出即时指令关闭该回路电源，提高了安全性。通信信息技术的迅猛发展已经能满足电力系统自动化技术应用所需要的软硬件能力，电网系统也需要一种结构更加简单，效率更高，共用性增加的信息处理装置。
技术实现思路
本技术目的在于提供基于嵌入式技术的电网信息处理装置，在高速处理器和智能存储器的基础上，结合现场配电设备的实际工况，能通过较低的成本和便捷的安装，提高数据传输的自纠错与灵活性，使处理装置进一步智能化、现代化和高效化。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：基于嵌入式技术的电网信息处理装置，包括电源模块以及分别与所述电源模块连接的中央处理器、数据保护模块、扩展功能模块和通信模块；所述中央处理器为嵌入式工业芯片组，所述数据保护模块包括自纠错模块和抗干扰模块，所述扩展功能模块包括通信扩展模块和电源扩展模块。进一步地，所述嵌入式工业芯片组包括包括高速数字信号处理器DSP、高性能POWERPC处理器、现场可编程逻辑PLC器件、FPGA处理器、CPLD处理器中的一种或多种组合，所述嵌入式工业芯片组连接大容量存储器和人机交互界面。进一步地，所述自纠错模块包括网络冗余处理器、数据延时处理器、自纠错开关电源、工业级缓存器、电源异常检测器，所述电源异常检测器包括设置于电源模块上的测温传感器和输出电压异常侦测电路。进一步地，所述抗干扰模块包括光耦隔离模块、智能滤波模块和接地装置。进一步地，所述通信模块包括远程传输模块和本地数据采集模块，所述本地数据采集模块包括JTAG接口和系统总线，所述远程传输模块包括LTE通信组件和光纤通信单元。进一步地，所述LTE通信组件包括TD-LTE通信芯片和LTE230通信芯片。进一步地，所述系统总线包括星状、网状、双星、两组双星的多种总线拓扑结构，并支持多种基于数据包的交换式总线，所述系统总线设置数据加密装置。进一步地，所述通信扩展模块包括多路网络数据接口和多路I/O接口。进一步地，所述电源扩展模块包括感应取能模块以及与所述感应取能模块连接的充电电容、光伏充电板。进一步地，所述人机交互界面包括LED阵列和控制键盘。本技术的有益效果在于：本技术在高速处理器和智能存储器的基础上，结合现场配电设备的实际工况，能通过对现有基本功能组件的组合运用，以较低的成本和便捷的安装，实现提高数据传输的自纠错与灵活性，可以满足多态应用需求，能灵活实现主动配电网源网荷各侧元件处的全面信息处理；满足灵活采集需求，能灵活适应不同电气模拟了采集、数字量采集的需求；满足通信灵活接入需求，能灵活接入各种异构通信接口的智能设备；满足柔性调控需求，能灵活依据现场工况制定用户可维护的调控逻辑策略；满足信息通信及建模标准化需求，建模及通信满足电力系统数据通信及建模的技术发展要求，使处理装置进一步智能化、现代化和高效化，值得广泛推广与使用。附图说明图1是本技术的装置结构图。具体实施方式实施例如图1所示，基于嵌入式技术的电网信息处理装置，包括电源模块1以及分别与电源模块1连接的中央处理器2、数据保护模块、扩展功能模块18和通信模块15；中央处理器为嵌入式工业芯片组，数据保护模块包括自纠错模块9和抗干扰模块5，扩展功能模块包括通信扩展模块16和电源扩展模块17。嵌入式工业芯片组包括包括高速数字信号处理器DSP、高性能POWERPC处理器、现场可编程逻辑PLC器件、FPGA处理器、CPLD处理器中的一种或多种组合，嵌入式工业芯片组连接大容量存储器3和人机交互界面4。人机交互界面包括LED阵列和控制键盘。本技术基于嵌入式硬件技术，采用一种基于嵌入式技术的可灵活配置硬件设计方案，以高速数字信号处理器DSP、高性能POWERPC等不同系列处理器，现场可编程逻辑器件，FPGA,CPLD为中央处理器核心，配套中央处理器的辅助配件，包括模拟信号处理组件、二进制输入组件、控制输出组件、信号组件，通过连接人机接口组件，电源组件，网络通讯组件，形成了一整套适合电力系统及工业自动化间隔层设备的嵌入式电网信息处理装置。嵌入式技术的使用，使其在硬件结构上可以重新配置，模块级的组合使其构成的测量，控制、保护功能、通信模块以及嵌入式操作系统等都可以灵活配置，增强了装置的性能，更好地适应电力用户复杂多变的需求。中央处理器连接大容量存储器，大容量存储器包括可编程逻辑处理器和16位的高速串口高精度AD。电源模块采用优质高标准的逆变电源，及对电源状态的实时监视。数据保护的硬件构成上采用模拟回路双重化，软硬双通道累加合自检，多路电源自检，解决模拟回路元件损坏，AD出大数等造成的保护误拒动。独特的出口回路自检，及采用国际上高可靠的出口继电器，及二取二的出口回路，彻底杜绝出口回路元件损坏造成的装置误动，电磁兼容的环境适应能力达到或超过国家标准的要求，达到国际先进水平。在具体实施时，中央处理器的主控芯片可以选择P2020处理器，该处理器具有极高性能功耗比，可用于多种应用，尤其适用于这些有严格散热限制的应用。凭借其-40°C至125°C的有效结点温度范围，这些设备可用于注重功耗的军事以及工业应用以及这些缺乏保护的户外环境。P2设备凭借其低功耗设计以及单线程高性能，非常适合控制层面的诸多应用。自纠错模块6包括网络冗余处理器10、数据延时处理器11、自纠错开关电源12、工业级缓存器13、电源异常检测器14，电源异常检测器14包括设置于电源模块上的测温传感器和输出电压异常侦测电路。网络冗余处理器处理网络数据冗余的问题，系统使用冗余网络接入同样的数据，利用数据筛选技术保证不被重复处理，并保证某一数据在任一网络上传输正常时，系统就能得到有效数据。数据延时处理器主要用于：当数据在网络上传输时，会产生延时，而且当网络环境不同时，延时时间会有离散性。为了生成断面数据，需要等待所有数据就绪后方能处理。因此需要在满足实时性门槛下对数据进行缓存、匹配检查、延时处理，从而提升整体的自纠错。工业级ECC缓存器的使用：电力二次装置需要长期不间断的运行，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于嵌入式技术的电网信息处理装置，其特征在于：包括电源模块以及分别与所述电源模块连接的中央处理器、数据保护模块、扩展功能模块和通信模块；所述中央处理器为嵌入式工业芯片组，所述数据保护模块包括自纠错模块和抗干扰模块，所述扩展功能模块包括通信扩展模块和电源扩展模块。

【技术特征摘要】
1.基于嵌入式技术的电网信息处理装置，其特征在于：包括电源模块以及分别与所述电源模块连接的中央处理器、数据保护模块、扩展功能模块和通信模块；所述中央处理器为嵌入式工业芯片组，所述数据保护模块包括自纠错模块和抗干扰模块，所述扩展功能模块包括通信扩展模块和电源扩展模块。2.如权利要求1所述的基于嵌入式技术的电网信息处理装置，其特征在于：所述嵌入式工业芯片组包括包括高速数字信号处理器DSP、高性能POWERPC处理器、现场可编程逻辑PLC器件、FPGA处理器、CPLD处理器中的一种或多种组合，所述嵌入式工业芯片组连接大容量存储器和人机交互界面。3.如权利要求1所述的基于嵌入式技术的电网信息处理装置，其特征在于：所述自纠错模块包括网络冗余处理器、数据延时处理器、自纠错开关电源、工业级缓存器、电源异常检测器，所述电源异常检测器包括设置于电源模块上的测温传感器和输出电压异常侦测电路。4.如权利要求1所述的基于嵌入式技术的电网信息处理装置，其特征在于：所述抗干扰模块包括光耦隔离模块、智能滤波模块和接地装置。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晓凯，耿翠英，王锐，王文豪，林烽，王世谦，刘洋，张冰，郭建宇，张龙，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网河南省电力公司经济技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11