The invention relates to a digital electric energy metering device for 3/2 connection, which comprises three optical fiber network ports module, pulse driving module, field programmable gate array (FPGA), microcontroller MCU and man-machine interaction module. The output terminals of the three optical fiber network ports module are respectively connected with field programmable gate array (FPGA) and are field programmable. One-way communication between programmable gate array (PLGA) and FPGA; output of pulse drive module is connected with field programmable gate array (FPGA) and communicates with field programmable gate array (FPGA); MCU microcontroller communicates with field programmable gate array (FPGA); man-machine interaction module communicates with field programmable gate array (FPGA) bidirectionally. Signal communication. The device can receive the IEC 61850_9_2 digital message from the bus PT and its merging unit, each interval CT and its merging unit at the same time, and carry out interpolation synchronization, combined current calculation and energy calculation inside to realize the energy measurement of 3/2 connection mode.
【技术实现步骤摘要】
一种满足3/2接线的数字电能计量装置
本专利技术属于电能计量领域,尤其是一种满足3/2接线的数字电能计量装置。
技术介绍
在智能变电站中,数字化计量装置及其采样值传输体系取代了传统的计量装置及其回路实现电能计量功能,电子式互感器及合并单元的应用将一次电压、一次电流就地实现数字化,通过IEC61850标准规约在过程层和间隔层设备中实现采样值的传输。与传统电能计量装置不同,数字电能表接收的是离散的采样值,在某一间隔中电流、电压采样时间的同步性将这届关乎功率因数的准确性,进而官话到电能计量的准确性,尤其是在智能变电站采用内桥接线、3/2接线、母线PT级联等设计时,位于多个间隔的电子式互感器的电压、电流采样值通常经过合并单元级联或组网传输至数字化电能表,此时夸间隔的采样值同步是一个关键问题,尤其是跨间隔采样值同步中绝对延时时间的补偿结果将直接影响电能计量的精度。目前的智能变电站系统中,采样值的同步主要依靠合并单元来完成,合同单元通过接收外部同步和额定延时的方式对采样值进行同步插值,并将插值后的数据用IEC61850-9-2协议发送给数字式电能表,数字式电能表根据IEC61850-9-2报文里的采样值进行电能的计量。这种方式存在一定弊端;首先,合并单元依靠外部同步信号来进行采样值的同步,这样同步时钟源的可靠性和稳定性直接影响了电能计量的精度;其次,在3/2接线的智能变电站中,存在合并单元的级联情况,由于数字式电能表不能接收来自多个合并单元的数据,所以需要增加一级合并单元用于整合来自不同合并单元的采样值报文,这样就增加了设备的数量和系统的复杂度,同时影响了电能计量的精 ...
【技术保护点】
1.一种满足3/2接线的数字电能计量装置,其特征在于:包括3个光纤网口模块、脉冲驱动模块、现场可编程逻辑门阵列FPGA、微控制器MCU以及人机交互模块,3个光纤网口模块的输出端分别连接现场可编程逻辑门阵列FPGA,并且与现场可编程逻辑门阵列FPGA单向通信;脉冲驱动模块的输出端连接现场可编程逻辑门阵列FPGA,并且与现场可编程逻辑门阵列FPGA单向通信;MCU微控制器与现场可编程逻辑门阵列FPGA双向通信;人机交互模块与现场可编程逻辑门阵列FPGA双向通信。
【技术特征摘要】
1.一种满足3/2接线的数字电能计量装置,其特征在于:包括3个光纤网口模块、脉冲驱动模块、现场可编程逻辑门阵列FPGA、微控制器MCU以及人机交互模块,3个光纤网口模块的输出端分别连接现场可编程逻辑门阵列FPGA,并且与现场可编程逻辑门阵列FPGA单向通信;脉冲驱动模块的输出端连接现场可编程逻辑门阵列FPGA,并且与现场可编程逻辑门阵列FPGA单向通信;MCU微控制器与现场可编程逻辑门阵列FPGA双向通信;人机交互模块与现场可编程逻辑门阵列FPGA双向通信。2.根据权利要求1所述的满足3/2接线的数字电能计量装置,其特征在于:所述现场可编程逻辑门阵列FPGA包括MII接口控制器、报文协议解析模块、数据缓存区、FSMC总线控制器、窗口控制器、脉冲生成模块、误差计算单元等子模块,MII接口控制器的输入端分别连接3个光纤网口模块,MII接口控制器的的输出端连接报文解析模块,报文解析模块的输出端单相连接数据缓存区,数据缓存区的输出端单相连接FSMC总线控制器,FSMC总线控制器双向连通串口控制器,串口控制器用于双向连通人机交互模块,FSMC总线控制器另一接口用于双向连通MCU微控制器;FSMC总线控制器的一个输出端单向连通脉冲生成模块,该脉冲生成模块的输出端单向连接误差计算单元,误差计算单元的另一输入端连接到脉冲驱动模块的输出端;脉冲生成模块的输出端外接高频脉冲输出端口。3.根据权利要求2所述的满足3/2接线的数字电能计量装置,其特征在于:所述MII接口控制器与光纤网口模块中的PHY芯片DP83640通信,接收来自3个光纤网口模块的电数字报文信号;报文解析模块用于对接收到的数字报文进行报文解析;数据缓存区用于缓存从报文中解析出的信息和数据;FSMC总线控制器用于与MCU微控制器通信,...
【专利技术属性】
技术研发人员:李磊,李晓辉,刘小琛,杨光,陈彬,刘洋洋,季浩,赵庆来,邹琪,何泽昊,梁彬,刘伟东,
申请(专利权)人:国网天津市电力公司电力科学研究院,国网天津市电力公司,国家电网公司,
类型:发明
国别省市:天津,12
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