一种高压直流测量用自适应协议转换系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高压直流测量用自适应协议转换系统及其使用方法，属于电力通信及自动化技术领域，一种高压直流测量用自适应协议转换系统及其使用方法，包括光电转换模块、协议转换单元和通信接口模块，它可以接收IEC60044‑8规定的标准FT3、国网FT3数据帧格式等多种IEC60044‑8通信规约的光数字信号，并将其高速、稳定、实时地转化为符合IEC61850‑9标准规定的IEC61850‑9‑1、IEC61850‑9‑2LE、国网IEC61850‑9‑2等网络数字报文信号，供给光数字化保护、控制、计量、测量及测试设备使用，协议转换系统具有智能识别输入信号波特率、采样率、链路层长度及校验字节数的功能，具有高速、稳定、实时的转换性能，广泛适用于智能变电站及换流站测量系统及数字化设备测试校验。

【技术实现步骤摘要】
一种高压直流测量用自适应协议转换系统及其使用方法
本专利技术涉及电力通信及自动化
，更具体地说，涉及一种高压直流测量用自适应协议转换系统及其使用方法。
技术介绍
柔性直流、超高压及特高压直流输电工程的换流站直流测量系统由直流电子式电流互感器(ECT)、直流电子式电压互感器(EVT)、光学电流互感器(OCT)以及电子式互感器合并单元组成。为保证传输稳定性和实时性，高压直流测量系统通信接口一般采用IEC60044-8标准的点对点串行通信方式，且IEC60044-8接口标准常用数据帧格式包括IEC60044-8FT3、国网FT3等多种类型。高压直流测量系统通信接口采用IEC60044-8标准FT3格式的点对点串行通信方式，保证了数据传输的稳定性和可靠性，但是IEC60044-8规约FT3格式的点对点串行通信方式不利于数据的共享和利用，目前针对IEC60044-8通信规约开发的电子式互感器校验仪、合并单元测试仪、控制保护装置测试仪等测试校验设备研制成本高，但实际能应用的局限性非常大，经济效益性差，严重限制了柔性直流、超高压、特高压直流控制保护二次设备的测试校验技术的发展进步。随着智能变电站二次设备向网络化发展，目前国内外交流智能变电站各类测量数据主要以可共享的网络数字报文方式传输，IEC61850-9数字报文可以在网络中传输并通过交换机等网络设备共享给保护、控制、计量、测量等设备使用，因此IEC61850-9规约已广泛应用于交流智能变电站和交流智能变电站设备校验设备，相关测试校验设备及测试方法都趋于成熟，如电子式互感器校验仪、合并单元测试仪、网络压力分析仪、光数字继电保护测试仪、同步时钟校验仪、数字电能表校验仪、故障录波装置等测试校验设备大多仅支持IEC61850-9数字网络报文输入，但不支持IEC60044-8通信规约，无法将交流智能变电站二次设备相关测试校验技术和方法直接应用于柔性直流、高压/特高压直流二次设备的测试校验。目前国内外关于IEC60044-8通信规约到IEC61850-9-2格式的转化完全依赖于合并单元来实现(请参阅图4)，合并单元作为智能变电站及换流站的核心设备之一，具有功能复杂、影响面广、价格昂贵的特点，其在现安装调试的工作周期较长，影响对IEC60044-8通信规约输出设备的调试检测。
技术实现思路
1.要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种高压直流测量用自适应协议转换系统及其使用方法，它可以接收IEC60044-8规定的标准FT3、国网FT3数据帧格式等多种IEC60044-8通信规约的光数字信号，并将其高速、稳定、实时地转化为符合IEC61850-9标准规定的IEC61850-9-1、IEC61850-9-2LE、国网IEC61850-9-2等网络数字报文信号，供给光数字化保护、控制、计量、测量及测试设备使用，协议转换系统具有智能识别输入信号波特率、采样率、链路层长度及校验字节数的功能，具有高速、稳定、实时的转换性能，广泛适用于智能变电站及换流站测量系统及数字化设备测试校验。2.技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。一种高压直流测量用自适应协议转换系统，包括光电转换模块，所述光电转换模块包括光信号接收器所述光信号接收器连接有高速运放模块，所述光电转换模块连接有协议转换单元，所述协议转换单元包括与高速运放模块相连接的可编辑逻辑器件，所述可编辑逻辑器件连接有微型控制器和人机交互模块，所述协议转换单元连接有通信接口模块，所述通信接口模块包括与可编辑逻辑器件相连接的通信管理芯片，所述通信管理芯片连接有交换机模块，所述交换机模块连接有网络接口模块。进一步的，所述高速运放模块由两级高速运放电路组成，第一级运放电路用于对微小电压信号进行N倍的放大，第二级运放电路为比较器结构，用于对放大后的信号转成满足要求的TTL电平信号。进一步的，光电转换模块连接有光耦合器，光耦合器可以通过光耦隔离的方式将数字电路和光信号接收电路分开，有效避免数字电路对光信号接收器输出的微小电压信号产生干扰，从而有效保障光信号接收回路的稳定，提高光信号接收回路的光分辨率。进一步的，所述可编辑逻辑器件连接有GPS及外部同步对时模块和内置时钟源，GPS及外部同步对时模块和内置时钟源相互配合，可以通过GPS完成时钟同步对时，也可以通过外部1PPS秒脉冲输入或IRIG-B码输入实现同步对时。进一步的，所述通信管理芯片用于定义数据传送与接收所需要的网络传输参数，并通过交换机模块和网络接口模块提供外部信号接口。进一步的，所述网络传输参数包括电与光信号参数、线路状态参数、时钟基准参数、数据编码参数和电路参数。进一步的，所述网络接口模块的为ST/SC双光纤以太网接口或双RJ45以太网接口，具有较快的传输速度合较高的传输稳定性。一种高压直流测量用自适应协议转换系统的使用方法包括以下步骤：S1、连接测试系统；S2、启动协议转换系统，系统将依据采集数据对输入信号装置MAC地址、APPID通道总数、通道映射、SVID、采样率、通信规约等进行自适应设置匹配，并通过人机交互模块手动选择设置拟输出的通信规约格式；S3、光信号接收器接收到合并单元或直流电子式互感器的光数字信号后，接收器输出微小电压信号，第一级运放电路将微小电压信号进行N倍的放大，第二级比较器结构的运放电路将N倍放大后的电压信号转成满足特征要求的TTL电平数字信号；S4、协议转换单元将上述光电转换模块采集到的IEC60044-8通信规约TTL电平数字信号高速、实时提取出来，再依据S2选择设置的拟输出通信规约格式高速、实时地完成数据协议格式转换；S5、通信接口模块的通信管理芯片将协议转换单元完成转换的数据完成网络打包并通过交换机模块、网络接口模块以以太网方式提供给外部信号接口，供直流控制保护、计量及校验测试设备使用。进一步的，所述S1具体为，通过光纤将光信号接收器与直流电子式互感器或合并单元连接，通过光纤将网络接口模块与控制保护、计量及校检测试设备连接。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的优点在于：(1)本方案可以接收IEC60044-8规定的标准FT3、国网FT3数据帧格式等多种IEC60044-8通信规约的光数字信号，并将其高速、稳定、实时地转化为符合IEC61850-9标准规定的IEC61850-9-1、IEC61850-9-2LE、国网IEC61850-9-2等网络数字报文信号，供给光数字化保护、控制、计量、测量及测试设备使用。(2)本方案具有智能识别输入信号波特率、采样率、链路层长度及校验字节数的功能，具有高速、稳定、实时的转换性能，广泛适用于智能变电站及换流站测量系统及数字化设备测试校验。(3)本方案设置有高稳定性的内置时钟源，同时还可以通过GPS及外部同步对时模块完成装置时钟同步。(4)本方案的光信号接收器输出微小电压信号并通过高速运放模块进行放大和比较，最终将小电压信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压直流测量用自适应协议转换系统，包括光电转换模块(10)，其特征在于：所述光电转换模块(10)包括光信号接收器(101)，所述光信号接收器(101)连接有高速运放模块(102)，所述光电转换模块(10)连接有协议转换单元(20)，所述协议转换单元(20)包括与高速运放模块(102)相连接的可编辑逻辑器件(201)，所述可编辑逻辑器件(201)连接有微型控制器(202)和人机交互模块(203)，所述协议转换单元(20)连接有通信接口模块(30)，所述通信接口模块(30)包括与可编辑逻辑器件(201)相连接的通信管理芯片(301)，所述通信管理芯片(301)连接有交换机模块(302)，所述交换机模块(302)连接有网络接口模块(303)。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压直流测量用自适应协议转换系统，包括光电转换模块(10)，其特征在于：所述光电转换模块(10)包括光信号接收器(101)，所述光信号接收器(101)连接有高速运放模块(102)，所述光电转换模块(10)连接有协议转换单元(20)，所述协议转换单元(20)包括与高速运放模块(102)相连接的可编辑逻辑器件(201)，所述可编辑逻辑器件(201)连接有微型控制器(202)和人机交互模块(203)，所述协议转换单元(20)连接有通信接口模块(30)，所述通信接口模块(30)包括与可编辑逻辑器件(201)相连接的通信管理芯片(301)，所述通信管理芯片(301)连接有交换机模块(302)，所述交换机模块(302)连接有网络接口模块(303)。


2.根据权利要求1所述的一种高压直流测量用自适应协议转换系统，其特征在于：所述高速运放模块(102)由两级高速运放电路组成，第一级运放电路用于对微小电压信号进行N倍的放大，第二级运放电路为比较器结构，用于对放大后的信号转成满足要求的TTL电平信号。


3.根据权利要求1所述的一种高压直流测量用自适应协议转换系统，其特征在于：所述光电转换模块(10)连接有光耦合器。


4.根据权利要求1所述的一种高压直流测量用自适应协议转换系统，其特征在于：所述可编辑逻辑器件(201)连接有GPS及外部同步对时模块(204)和内置时钟源(205)。


5.根据权利要求4所述的一种高压直流测量用自适应协议转换系统，其特征在于：所述通信管理芯片(301)用于定义数据传送与接收所需要的网络传输参数，并通过交换机模块(302)和网络接口模块(303)提供外部信号接口。


6.根据权利要求5所述的一种高压直流测量用自适应协议转换系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王典浪，曹鸿，李国艮，陈静，龚禹璐，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局，
类型：发明
国别省市：云南;53