一种同步相量测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种同步相量测量装置，包括CPU插件，所述CPU插件连接有交流采样接口、开入接口、开出接口、电源接口、对时接口和通信接口；所述CPU插件集成有对时/守时模块、A/D转换模块、相量计算模块和通信发送模块，还集成有I/O处理模块、通信接收模块和逻辑处理模块。本发明专利技术的同步相量测量装置，集成对时、对外授时、同步相量测量、遥控等功能，具有集成度高、多功能、适应性强等优点，可适应智能配电网分布式、轻量级、微型化、可大规模部署的同步相量测量需求。

【技术实现步骤摘要】
一种同步相量测量装置
本专利技术属于智能配电网
，具体涉及一种同步相量测量装置。
技术介绍
随着分布式电源、电动汽车大规模接入配电网，用户与电网供需互动不断增加，配电网运行形态发生显著变化。间歇性和不确定性的能量源流、柔性和可控负荷、以及高度电力电子化的配电网网络都对智能配电网的安全可靠运行提出严重的挑战。现代配电系统中接入了大量的分布式发电电源，同时电网的负荷强度也在不断提高。这种发展趋势对配电网传统的分析、规划和控制策略等都带来了深刻的变化，对配电网的运行工况带来了巨大挑战，如双向潮流、电压抬升、电能损耗的降低、孤岛模式运行、谐波问题及稳定性等问题。基于以上背景，传统的以配电自动化终端为基础构成的SCADA(数据采集与监视控制，SupervisoryControlAndDataAcquisition)系统已经不能满足现代智能配电网对测量感知和控制的要求。为适应这些新的挑战，针对配电网的同步监测系统的出现就显的很迫切了。基于全网统一时钟的同步相量测量装置为基础的广域测量系统在电力系统动态过程监视、在线辨识、安全稳定分析以及广域控制等领域中得到广泛的应用，智能配电网的发展，迫切需要将同步相量测量技术引入，以增强配电网的精确观测和协调控制能力。目前的同步相量测量装置主要针对220kV以上的主网设计，体积笨重，对安装条件、运行环境、通信和对时等要求较高，仅能适用于重要发电厂和枢纽变电站，不能满足配电网对同步相量测量装置体积小、防护高、集成度高、便于大规模部署的需求。现有的同步相量测量装置，集成度差、功能较少，不能满足智能配电网的同步相量测量需求。专利技术内容本专利技术的目的在于提供一种同步相量测量装置，用以解决现有技术中的同步相量测量装置的集成度差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：本专利技术提供了一种同步相量测量装置，包括CPU插件，所述CPU插件连接有交流采样接口、开入接口、开出接口、电源接口和通信接口；所述CPU插件集成有对时/守时模块，用于将采集的单间隔的三相电压、三相电流和零序电流进行转换的A/D转换模块，用于将A/D转换模块输出的信号进行同步相量计算的相量计算模块，和用于将相量计算模块输出的信号进行输出的通信发送模块；还集成有用于采集开入量的I/O处理模块，用于接收主站下发的遥控命令的通信接收模块，用于根据通信接收模块接收的遥控命令、将I/O处理模块输出的信号进行处理的逻辑处理模块，所述逻辑处理模块通过遥控驱动模块用于下发遥控输出命令给开关。本专利技术的有益效果：本专利技术的同步相量测量装置，集成对时、对外授时、同步相量测量、遥控等功能，具有集成度高、多功能、适应性强等优点，可适应智能配电网分布式、轻量级、微型化、可大规模部署的同步相量测量需求。进一步的，为了获得精确的电流、电压信号，还包括低通滤波模块，所述低通滤波模块用于将采集的单间隔的三相电压、三相电流和零序电流进行滤波，并将滤波后的数据发送给的A/D转换模块。进一步的，为了实现对数据进行录波，还包括录波存储模块，所述录波存储模块用于将相量计算模块输出的信号进行录波并存储。进一步的，为了实现对数据进行振荡监测，还包括振荡监测模块，所述振荡监测模块用于将相量计算模块输出的信号进行振荡监测。进一步的，为了实现数据传输的安全，还包括安全认证模块，所述安全认证模块用于将通信接收模块接收的遥控命令进行安全认证的安全认证模块，并将经过安全认证后的信号发送给逻辑处理模块。进一步的，为了提高集成度，所述交流采样接口、开入接口、开出接口和电源接口通过扩展插件连接所述CPU插件。进一步的，为了实现精确对时，所述对时/守时模块中的对时模块通过GPS/BD双模对时模块或者B码对时模块来实现。附图说明图1是本专利技术的系统框架图；图2是同步相量测量装置的硬件示意图；图3是同步相量测量装置的软件模块示意图；图4是软件流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图及实施例，对本专利技术作进一步的详细说明。如图1所示，为本专利技术的同步相量测量系统框架图。该系统包括主站、PDC数据集中处理单元、故障诊断定位装置和多个配网PMU(相当于本专利技术的同步相量测量装置)。主站与PDC数据集中处理单元之间进行数据交互；配网PMU与PDC数据集中处理单元之间进行数据交互，两者之间的通信方式可灵活配置，可通过光纤、LTE230MHz电力无线专网和5G(第5代移动通信)等方式进行混合组网通信；配网PMU与故障诊断定位装置之间进行数据交互；故障诊断定位装置与PDC数据集中处理单元之间进行数据交互。配网PMU接收PDC数据集中处理单元以报文形式下发的遥控命令，并将接收的遥控命令与采集的I/O量进行逻辑处理，通过其遥控出口进行输出，以对开关进行控制。同时，配网PMU能够依据全网统一的对时信息，将采集到的单间隔的3U4I(三相电压、三相电流、零序电流)进行同步测量，并将获取到的动态和暂态数据进行存储，并高速传输给PDC数据集中处理单元。而且，配网PMU还能够将故障诊断信息和动态相量数据传送给故障诊断定位装置，能够就地进行故障诊断，并根据事件驱动将结果上送给PDC数据集中处理单元。如图2所示为配网PMU的硬件示意图，包括CPU插件NPU852X、扩展插件NRC850X、人机接口组件等。配网PMU设置在一体化高防护机箱中，一体化高防护机箱包括一体化成型的、具备尘密和防水性能的机箱、预制连接器等，适应配电网的复杂安装条件和恶劣运行环境。该配网PMU基于SoC(SystemonChip，SoC)紧凑型核心组件，区别于传统主网PMU。传统主网PMU包括48路模拟采集，以适应智能变电站的多间隔量需求。该配网PMU仅针对配网线路单间隔测量需求，配置3U4I共7路模拟量采集回路，并通过交流采样接口接收电流电压数据。该配网PMU的体积仅有传统主网PMU的八分之一，可适应智能配电网分布式、轻量级、微型化、可大规模部署的同步相量测量需求。CPU插件NPU852X通过扩展插件NRC850X连接有电源接口、交流采样接口、开入接口、开出接口，CPU插件NPU852X直接连接有对时接口、以太网接口和GPS输入接口。相应的，CPU插件NPU852X集成有模拟量采集、开入采集、开出驱动、装置电源输入、遥信电源输入等功能。在采用电子式互感器进行数字化采样时，其包含的扩展插件可去除，此时装置电源通过背部端子接入核心组件，交流采样接口的交流量通过IEC-618509-2协议接入，开入量和开出量通过IEC-61850GOOSE协议进行传输，装置的体积可进一步减小。为了实现与PDC数据集中处理单元的数据交互，该配网PMU具有光纤或无线混合通信的以太网接口，支持10/100兆光纤、LTE230MHz电力无线专网和5G等多种通信方式，满足智能配电网点多面广、大规模接入的需求。人机接口组件包括指示灯及调试以太网口。而且，为了实现GPS/BD对时，CPU插件NPU852X内部还有GPS模块，通过GPS接口连接GPS天线。如图3所示为配网PMU的软件功能示意图。装置内部划分为对时/守时、低通滤波、A/D转换、相量计算、振荡监测、录波存储、I/O处理、遥控驱动、通信接收、通信发送、管理模块和安全认证等模块。其中，装置可通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同步相量测量装置，其特征在于，包括CPU插件，所述CPU插件连接有交流采样接口、开入接口、开出接口、电源接口、对时接口和通信接口；所述CPU插件集成有对时/守时模块，用于将采集的单间隔的三相电压、三相电流和零序电流进行转换的A/D转换模块，用于将A/D转换模块输出的信号进行同步相量计算的相量计算模块，和用于将相量计算模块输出的信号进行输出的通信发送模块；还集成有用于采集开入量的I/O处理模块，用于接收主站下发的遥控命令的通信接收模块，用于根据通信接收模块接收的遥控命令、将I/O处理模块输出的信号进行处理的逻辑处理模块，所述逻辑处理模块通过遥控驱动模块用于下发遥控输出命令给开关。

【技术特征摘要】
1.一种同步相量测量装置，其特征在于，包括CPU插件，所述CPU插件连接有交流采样接口、开入接口、开出接口、电源接口、对时接口和通信接口；所述CPU插件集成有对时/守时模块，用于将采集的单间隔的三相电压、三相电流和零序电流进行转换的A/D转换模块，用于将A/D转换模块输出的信号进行同步相量计算的相量计算模块，和用于将相量计算模块输出的信号进行输出的通信发送模块；还集成有用于采集开入量的I/O处理模块，用于接收主站下发的遥控命令的通信接收模块，用于根据通信接收模块接收的遥控命令、将I/O处理模块输出的信号进行处理的逻辑处理模块，所述逻辑处理模块通过遥控驱动模块用于下发遥控输出命令给开关。2.根据权利要求1所述的同步相量测量装置，其特征在于，还包括低通滤波模块，所述低通滤波模块用于将采集的单间隔的三相电压、三相电流和零序电流进行滤波，并将滤波后的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：安永帅，樊占峰，李瑞生，吴金龙，余高旺，胡叶宾，蔺立，张艳超，王志鹏，王振华，杨智德，刘树猛，刘晓霞，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，许昌许继软件技术有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41