具备集群式通信能力的UPQC装置的控制器制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种具备集群式通信能力的UPQC装置的控制器，包括A/D数据采集系统、温度检测模块、故障报警模块、触摸屏键盘模块、显示模块、双机通信模块、ARM嵌入式平台、第一DSP处理器、第二DSP处理器、远程通讯模块。本实用新型专利技术由UPQC装置的控制器中的远程通讯模块搭建系统通讯集群系统，便于将不同地区的UPQC装置数据和控制数据进行实施传输，共同建立集群式分布式电源或新能源发电厂。

【技术实现步骤摘要】
具备集群式通信能力的UPQC装置的控制器
本技术涉及电子
，更具体的说，涉及一种具备集群式通信能力的UPQC装置的控制器。
技术介绍
目前，由于不同安装地点的光照（风速）、光向（风向）等也具有明显的差异，即使在同一个区域的DG或同一个风电场内的风电机组，每个DG或机组出力的变动也是不同步的。这种随机的、随风速变动的功率注入电网，将对电网的电能质量（电压波动、谐波、电压偏差等）造成复杂影响。然而，目前的UPQC装置一般都不具备通信能力只是自我检测的并完成当地电能质量治理工作，即只具备点治理能力且不便于集成、维修和更新升级。
技术实现思路
本技术的技术目的是克服现有技术中UPQC装置不具备通信能力且不便于维修和更新升级的问题，来提供一种便于升级、维修且具备集群式通信能力的UPQC装置的控制器。为实现以上技术目的，本技术的技术方案是：一种具备集群式通信能力的UPQC装置的控制器，包括A/D数据采集系统、温度检测模块、故障报警模块、触摸屏键盘模块、显示模块、双机通信模块、ARM嵌入式平台、第一DSP处理器、第二DSP处理器、远程通讯模块；所述A/D数据采集系统包括用于采集各种电压电流信号的信号采集接口、信号调理电路、程控放大电路、滤波电路、A/D转换器，所述信号采集接口的输出端接所述信号调理电路的输入端，所述信号调理电路的输出端接程控放大电路的输入端，所述程控放大电路的输出端接滤波电路，所述滤波电路的输出端接A/D转换器的输入端，所述A/D转换器的输出端接第一DSP处理器；所述第一DSP处理器通过双机通信模块与第二DSP处理器交互连接；所述ARM嵌入式平台通过异步串口SCI通信方式分别与所述第一DSP处理器、第二DSP处理器交互连接，所述第二DSP处理器分别与串/并联变流器的保护电路以及串/并联变流器开关管的驱动电路相连，且所述第一DSP处理器、第二DSP处理器、ARM嵌入式平台的电源端分别与直接取电于UPQC装置直流侧的电源系统连接；所述ARM嵌入式平台的输入端分别与温度检测模块、触摸屏键盘模块连接，所述ARM嵌入式平台的输出端分别与故障报警模块、显示模块连接；所述ARM嵌入式平台还与远程通讯模块连接。进一步的，所述的信号采集接口所采集的信号至少包括并联变流器所需的电网电压、电网电流、负载电流、补偿电流、直流电压、直流电流中的一种或多种，以及串联变流器所需的电网电压、负载电压、补偿电压、直流电压、补偿逆变器输出电流中的一种或多种。进一步的，还包括外部时钟模块，所述外部时钟模块分别与所述第一DSP处理器、第二DSP处理器、所述ARM嵌入式平台连接。进一步的，所述远程通讯模块包括4G通信单元与以太网网络通信单元，所述4G通信单元包括USB接口、4G通信模块，所述ARM嵌入式平台、USB接口、4G通信模块依次连接；所述以太网网络通信单元包括网卡芯片、网卡隔离变压器、RJ45接口，所述ARM嵌入式平台、网卡芯片、网卡隔离变压器、RJ45接口依次连接。进一步的，所述A/D转换器由4片MAX125AEAX芯片构成。进一步的，所述A/D数据采集系统还包括外部晶振电路，所述外部晶振电路还与所述A/D转换器连接。本技术的具备集群式通信能力的UPQC装置的控制器，具有以下有益效果：1、本技术采用模块化的结构设计，将A/D数据采集、温度检测、故障报警、显示、双机通信等的电路结构分别进行模块化集成，使得各个模块具有独立性，当其中一个模块故障时，仅需维修该故障模块即可，大大减小维修强度，这样的模块化的结构一方面可以缩短产品研发与制造周期，增加产品系列，提高产品质量，快速应对市场变化；另一方面还可以减少或消除对环境的不利影响，方便重用、升级、维修和产品废弃后的拆卸、回收和处理。2、本技术添加A/D数据采集系统，利用A/D数据采集系统中的信号调理电路、程控放大电路、滤波电路、A/D转换器等电路对采集到的模拟数据进行调理、放大、滤波、A/D转换等信号处理，将采集到的模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出或其他目的的数字信号，然后再进行传输，这样能够大大提高数据传输的抗干扰能力，解决随机的、随风速变动的功率注入电网，将对电网的电能质量（电压波动、谐波、电压偏差等）造成复杂影响的问题。3、本技术在第一DSP处理器与第二DSP处理器之间设计双机通信模块，利用双机通信模块可以使得第一DSP处理器与第二DSP处理器之间进行单独的数据交互传输，实现并行数据传输模式，减少了控制计算的延时，可以提高工作效率。4、本技术采用远程通讯模块的设计，利用4G通信和以太网网络通信的来搭建UPQC装置区域向系统通讯集群，即在不同的地点安装UPQC装置，由UPQC装置的控制器中的远程通讯模块搭建系统通讯集群系统，便于将不同地区的UPQC装置数据和控制数据进行实施传输，共同建立集群式分布式电源或新能源发电厂。5、本技术添加温度检测模块，利用温度检测模块来检测整个电路的温度，实现温度过高保护。6、本技术将第一DSP处理器、第二DSP处理器、ARM嵌入式平台的时钟模块全部集成到外部时钟模块中，即采用外部集成的设计结构，一方面能够简化第一DSP处理器、第二DSP处理器、ARM嵌入式平台的电路结构，另一方面能够统一进行时钟设置管理，方便操作，便于维修和调试。7、本技术通过信号采集接口来采集的信号UPQC装置中串、并联变流器所需的各种电压电流信号，在将这些电压电流信号经A/D数据采集系统进行调理、放大、滤波等处理后传输给第一DSP处理器，由第一DSP处理器发出串、并联变流器的谐波补偿指令电流，经双机通信模块传输给第二DSP处理器，由第二DSP处理器给UPQC装置发出控制指令，第一DSP处理器和第二DSP处理器还可以通过ARM嵌入式平台和远程通讯模块，以太网通信技术建立集群，通过网线将监测到的UPQC装置的数据实现区域性集群通信，应对集群式DG或新能源发电厂的电能质量新情况。8、本技术采用模块化的结构设计，便于后期对各个模块进行升级更新，大大提高整个UPQC装置的控制器的延展性。本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明图1是技术的模块化结构框图；图2是技术中A/D数据采集系统的组成示意图；图3是本技术的远程通信模块的组成示意图;图4是本技术的信号调理电路的电路原理图；图5是本技术的A/D转换器的电路原理图；图6是本技术的第二DSP处理器与外部时钟模块连接的电路图；图7是本技术的第一DSP处理器的电路原理图；图中，1、A/D数据采集系统；2、温度检测模块；3、故障报警模块；41、外部时钟模块；42、电源系统；5、触摸屏键盘模块；6、显示模块；71、双机通信模块；72、远程通讯模块；8、ARM嵌入式平台；9、第一DSP处理器；10、第二DSP处理器；11、信号采集接口；12、信号调理电路；13、程控放大电路；14、滤波电路；15、A/D转换器；16、外部晶振电路；721、4G通信单元；722、以太网网络通信单元；7211、USB接口；7212、4G通信模块；7221、网卡芯片；7222、网卡隔离变压器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具备集群式通信能力的UPQC装置的控制器，其特征在于：包括A/D数据采集系统、温度检测模块、故障报警模块、触摸屏键盘模块、显示模块、双机通信模块、ARM嵌入式平台、第一DSP处理器、第二DSP处理器、远程通讯模块；所述A/D数据采集系统包括用于采集各种电压电流信号的信号采集接口、信号调理电路、程控放大电路、滤波电路、A/D转换器，所述信号采集接口的输出端接所述信号调理电路的输入端，所述信号调理电路的输出端接程控放大电路的输入端，所述程控放大电路的输出端接滤波电路，所述滤波电路的输出端接A/D转换器的输入端，所述A/D转换器的输出端接第一DSP处理器；所述第一DSP处理器通过双机通信模块与第二DSP处理器交互连接；所述ARM嵌入式平台通过异步串口SCI通信方式分别与所述第一DSP处理器、第二DSP处理器交互连接，所述第二DSP处理器分别与串/并联变流器的保护电路以及串/并联变流器开关管的驱动电路相连，且所述第一DSP处理器、第二DSP处理器、ARM嵌入式平台的电源端分别与直接取电于UPQC装置直流侧的电源系统连接；所述ARM嵌入式平台的输入端分别与温度检测模块、触摸屏键盘模块连接，所述ARM嵌入式平台的输出端分别与故障报警模块、显示模块连接；所述ARM嵌入式平台还与远程通讯模块连接。...

【技术特征摘要】
1.一种具备集群式通信能力的UPQC装置的控制器，其特征在于：包括A/D数据采集系统、温度检测模块、故障报警模块、触摸屏键盘模块、显示模块、双机通信模块、ARM嵌入式平台、第一DSP处理器、第二DSP处理器、远程通讯模块；所述A/D数据采集系统包括用于采集各种电压电流信号的信号采集接口、信号调理电路、程控放大电路、滤波电路、A/D转换器，所述信号采集接口的输出端接所述信号调理电路的输入端，所述信号调理电路的输出端接程控放大电路的输入端，所述程控放大电路的输出端接滤波电路，所述滤波电路的输出端接A/D转换器的输入端，所述A/D转换器的输出端接第一DSP处理器；所述第一DSP处理器通过双机通信模块与第二DSP处理器交互连接；所述ARM嵌入式平台通过异步串口SCI通信方式分别与所述第一DSP处理器、第二DSP处理器交互连接，所述第二DSP处理器分别与串/并联变流器的保护电路以及串/并联变流器开关管的驱动电路相连，且所述第一DSP处理器、第二DSP处理器、ARM嵌入式平台的电源端分别与直接取电于UPQC装置直流侧的电源系统连接；所述ARM嵌入式平台的输入端分别与温度检测模块、触摸屏键盘模块连接，所述ARM嵌入式平台的输出端分别与故障报警模块、显示模块连接；所述ARM嵌入式平台还与远程通讯模块连接。2.如权利要求1所述的具备集群式通信能力的UPQC装置的控制器，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王龙，蔡文辉，陈柏希，陈曦，冯磊，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司昆明供电局，深圳市安正顺电气科技有限公司，
类型：新型
国别省市：云南,53