基于SOPC电能质量监控系统技术方案

基于SOPC电能质量监控系统，包括SOPC，SOPC分别通过A/D数据采集接收模块连接霍尔电压传感器、霍尔电流传感器，所述SOPC连接显示模块、网络模块、GPRS无线模块、SD卡信息记录模块。本实用新型专利技术一种基于SOPC电能质量监控系统，在稳态情况下能获得更精确的电能质量参数信息；能本地存储及通过网络、GPRS无线模块传送电能质量参数；能同时显示电能质量参数及电网的电压、电流波形及频谱。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术一种基于SOPC电能质量监控系统，用于电网监测。
技术介绍
智能电网是电网的发展方向，我国拟于2020年建成坚强智能电网。在智能电网时代，电能质量监测能让电力部门及时获取电网状态，能为管理及改善电网提供服务。目前，市场上有很多种电能质量分析仪，质量较好的能分析频率、2 50次谐波、三相电压不平衡度、电压偏差、电压基波有效值和真有效值、电流基波有效值和真有效值、基波有功功率、无功功率、基波视在功率、真功率因数等电能质量国标规定的参数，采用DSP或ARM或CPLD等内核及长度为2的整数次幂点FFT算法，采用RS232转RS485通讯，能存储、显示电能质量参数。现有电能质量分析仪在以下几个方面有待改进:1)如何更快速、精确获取更多高次谐波，2)增加在线监测、远距离传送参数功能，3)在显示电能质量参数的同时同步显示电网电压、电流波形、频谱，3)其他更有价值的功能。
技术实现思路
本技术提供一种基于SOPC电能质量监控系统，在稳态情况下能获得更精确的电能质量参数信息；能本地存储及通过网络、GPRS无线模块传送电能质量参数；能同时显示电能质量参数及电网的电压、电流波形及频谱。本技术的上述目的是通过这样的技术方案来实现的:基于SOPC电能质量监控系统，包括SOPC，SOPC分别通过A/D数据采集接收模块连接霍尔电压传感器、霍尔电流传感器，所述SOPC连接显示模块、网络模块、GPRS无线模块、SD卡信息记录模块。所述SOPC连接报警模块，所述报警模块用于电能质量预警。所述SOPC设有频谱分析模块。所述显示模块包括小尺寸IXD,大尺寸IXD,所述小尺寸IXD用于显示电能质量参数；所述大尺寸LCD用于显示电能质量参数及电网电压、电流波形和频谱。所述监控系统设有实时时钟电路。本技术一种基于SOPC电能质量监控系统，针对电网频率的特点，采用了一种新的FFT算法，在稳态情况下能获得更精确的电能质量参数信息；能本地存储及通过网络、GPRS传送电能质量参数；能同时显示电能质量参数及电网的电压、电流波形及频谱。能在大尺寸LCD上同时显示电能质量参数及电网的电压、电流波形及频谱。附图说明图1为本技术监控系统结构框图。图2为本技术中所述SOPC电能参数计算模块示意图。图3为本技术中所 述电压、电流参数获取电路图。图4为本技术中所述实时时钟电路图。具体实施方式如图1所示，基于SOPC电能质量监控系统，包括SOPC，SOPC分别通过A/D数据采集接收模块连接霍尔电压传感器、霍尔电流传感器，所述SOPC连接显示模块、网络模块、GPRS无线模块、SD卡信息记录模块。所述SOPC连接报警模块，所述报警模块用于电能质量预警。所述SOPC设有频谱分析模块。所述显示模块包括小尺寸IXD,大尺寸IXD,所述小尺寸IXD用于显示电能质量参数；所述大尺寸LCD用于显示电能质量参数及电网电压、电流波形和频谱。本技术的电能质量分析原理:电网一霍尔电压传感器、霍尔电流传感器一A/D数据采集接收模块一SOPC —参数存储与显示、电压电流波形显示、网络及远距离传输电能质量参数、预警。在SOPC中，利用C、Verilog语言构建内核并计算电能质量参数，利用小尺寸IXD显示电能质量相关参数，利用大尺寸LCD可显示电能质量相关参数及电网电压、电流波形和频谱，通过网络能及时向上位机传输电能质量参数，利用GPRS无线模块远程传输电能质量参数，利用SD卡存储电能质量参数，具备电能质量预警功能。如图2所示，SOPC中设计的用来计算相关电能质量参数的模块。在SOPC中接收电压、电流A/D采样之后的结果，按照公式计算电压、电流有效值，并分别对电压、电流A/D值进行FFT计算，再根据FFT结果计算其他相关参数，然后输出。如图4 所示，实时时钟电路可满足系统时间的准确性，装置中用这个时间来给文件系统中的文件命名，便于用户查看某个确定时刻的电能质量。本技术的软件部分在SOPC中实现，有4个主要的任务调度:(I)数字信号处理及数据记录的任务。(2) IXD显示时间的任务，同时支持按键调时。(3) TCP/IP协议栈。(4)将相关数据送VGA显示。响应用户请求时，首先采集信息，然后把信息值送给TCP/IP协议栈，最后从TCP/IP协议栈送到Internet用户界面显示。任务调度形式如下:任务①:FFT计算一任务②:实时时钟获取一任务③:SD卡存储一任务④:INTERNET —任务⑤:参数及波形显示一任务①:FFT计算。频谱分析模块:FFT的点数400，采样频率为20KHz，频率间隔可选25Hz或50Hz，能分析到100次谐波。这里的400点FFT采用的是一种基于LX IOM点DFT的算法。SD卡信息记录模块:该模块每分钟记录一次电能质量参数。GPRS无线模块:为了方便远距离监控电网信息，加入了 GPRS模块用于发送电能质量参数到PC终端,与SD卡本地记录信息互补。权利要求1.基于SOPC电能质量监控系统，包括S0PC，其特征在于，SOPC分别通过A/D数据采集接收模块连接霍尔电压传感器、霍尔电流传感器，所述SOPC连接显示模块、网络模块、GPRS无线模块、SD卡信息记录模块。2.根据权利要求1所述基于SOPC电能质量监控系统，其特征在于，所述SOPC连接报警模块，所述报警模块用于电能质量预警。3.根据权利要求1所述基于SOPC电能质量监控系统，其特征在于，所述显示模块包括小尺寸LCD，大尺寸LCD，所述小尺寸LCD用于显示电能质量参数；所述大尺寸LCD用于显示电能质量参数及电网电压、电流波形和频谱。4.根据权利要求1所述基于SOPC电能质量监控系统，其特征在于，所述监控系统设有实时时 钟电路。专利摘要基于SOPC电能质量监控系统，包括SOPC，SOPC分别通过A/D数据采集接收模块连接霍尔电压传感器、霍尔电流传感器，所述SOPC连接显示模块、网络模块、GPRS无线模块、SD卡信息记录模块。本技术一种基于SOPC电能质量监控系统，在稳态情况下能获得更精确的电能质量参数信息；能本地存储及通过网络、GPRS无线模块传送电能质量参数；能同时显示电能质量参数及电网的电压、电流波形及频谱。文档编号G01R31/00GK203149053SQ20132011045公开日2013年8月21日 申请日期2013年3月12日 优先权日2013年3月12日专利技术者李道霖, 王德强, 刘远明, 李海军, 刘昶 申请人:三峡电力职业学院本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于SOPC电能质量监控系统，包括SOPC，其特征在于，SOPC分别通过A/D数据采集接收模块连接霍尔电压传感器、霍尔电流传感器，所述SOPC连接显示模块、网络模块、GPRS无线模块、SD卡信息记录模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李道霖，王德强，刘远明，李海军，刘昶，
申请(专利权)人：三峡电力职业学院，
类型：实用新型
国别省市：