一种多速率数字采集装置及方法制造方法及图纸

技术编号:32534714 阅读:13 留言:0更新日期:2022-03-05 11:30
本发明专利技术公开了一种多速率数字采集装置及方法,属于电力系统自动化领域,本装置包括:多核处理器插件、数据发送插件、电源插件、以及人机接口插件;所述数字信号处理器DSP包括:接收解码模块、数字滤波模块、线性插值模块和合并发送模块;通过接收解码模块根据接入的数字信号采样速率判断采样数据对接收到的采样数据的帧格式进行判断;解析数据帧接收时标,并将采样数据进行分区缓存至缓存器中;通过数字滤波模块对接收解码模块数据缓存区的采样数据进行数字滤波处理,通过线性插值模块对采样品质进行更新,本发明专利技术解决了同一台设备输出的数字采样信号速率固定问题,进而对接收数据处理后以不同速率转发、满足不同交互设备对采样速率的不同要求。率的不同要求。率的不同要求。

【技术实现步骤摘要】
一种多速率数字采集装置及方法


[0001]本专利技术属于电力系统自动化领域,具体涉及一种多速率数字采集装置及方法。

技术介绍

[0002]智能变电站采用电子式互感器或常规互感器经合并单元将一次电流或电压转换成数字信号,再通过光纤发送至保护、测控等二次设备。合并单元输出的数字采样信号速率固定,不能满足站内不同设备对一次电流或电压不同采样速率的要求。此外,由于合并单元输出的数字采样速率只有4kHz,不能满足其他设备,如电能质量监测终端对一次电流或电压的高速率采集要求。
[0003]随着可再生能源和风力发电技术持续保持高速发展,柔性直流输电技术也得到越来越广泛的应用,直流电子式互感器作为柔性直流电网中的关键设备,要求提供高速率采样、多速率输出的一次电流或电压数字信号。

技术实现思路

[0004]专利技术目的:为了克服现有技术中的不足,本专利技术提供一种能够同时输出不同采样速率数字信号的采集方法及装置,满足智能变电站不同设备对一次电流或电压不同采样速率的要求,为柔性直流电网控制保护系统提供高速率采样、多速率输出的一次电流或电压数字信号。
[0005]技术方案:第一方面本专利技术提供一种多速率数字采集方法,包括如下步骤:
[0006]接收不同类型的数字信号,根据接入数字信号时配置的采样速率确定其采样数据帧格式,并对通过CRC校验码确认后的数据帧进行解析,得到不同采样速率下的采样数据并存入数据缓存区;
[0007]对数据缓存区的采样数据进行数字滤波处理,过滤高频干扰数据;
[0008]读取滤波后采样数据的采样点时刻,基于采样点时刻对采样数据进行线性插值计算,得到发送速率的数字采样值,并根据采样值更新采样数据;
[0009]获取不同采样速率下采样数据的发送速率参数,基于不同的发送速率参数,对应更新发送缓存区采样数据,并将多类型采样数据至发送寄存器,根据发送寄存器状态以对应的发送速率达到时间输出多采样数据。
[0010]在进一步的实施例中,在确定采样数据帧格式时:
[0011]根据采样速率判断是否接收到采样数据帧;若未接收到,则认为丢帧,继续接收;
[0012]若接收到采样数据帧,则对接收到的采样数据的帧格式进行判断;若判断数据帧格式正确,解析数据帧接收时标,并将此时标存入时标缓存区;若判断数据帧格式不正确,继续接收。
[0013]在进一步的实施例中,通过CRC校验码确认后的数据帧进行解析包括:
[0014]对接收到的采样数据判断数据帧CRC校验码;
[0015]判断CRC校验码是否正确,若正确则按照数据帧定义格式进行解析,得到不同采样
速率下的采样数据并存入数据缓存区;若不正确则复位光纤接收模块,采样清空数据。
[0016]在进一步的实施例中,基于采样点时刻对采样数据进行线性插值计算过程如下:
[0017]在时标缓存区内搜索内插的采样点时刻;
[0018]读取数据缓存区内对应时标的采样数据,进而对采样数据进行线性插值计算;
[0019]若未搜索到内插采样点时刻,则将数字采样值清零,并将采样品质置为无效。
[0020]在进一步的实施例中,根据发送寄存器状态以对应的发送速率达到时间输出多采样数据:
[0021]若发送寄存器状态正常,则判断数据发送时刻是否到达当前发送速率到达时间,若到达,则发送采样数据,若未到达则不发出采样数据;
[0022]若发送寄存器状态异常,则复位光纤发送模块;不发出采样数据。
[0023]第二方面本专利技术提供一种多速率数字采集装置,包括:多核处理器插件、数据发送插件、电源插件、以及人机接口插件;
[0024]其中,所述多核处理器插件与人机接口插件连接,所述多核处理器插件包括中央处理器CPU和数字信号处理器DSP;所述数字信号处理器DSP包括:接收解码模块、数字滤波模块、线性插值模块和合并发送模块;
[0025]所述接收解码模块用于接收、判断、解析不同速率下的采样数据并存入数据缓存区;
[0026]所述数字滤波模块用于对数据缓存区的采样数据进行数字滤波处理,过滤高频干扰数据;
[0027]所述线性插值模块用于基于采样点时刻对采样数据进行线性插值计算,得到发送速率的数字采样值,并根据采样值更新采样数据;
[0028]所述合并发送模块用于获取采样数据的发送速率参数,基于发送速率参数更新发送缓存区采样数据至发送寄存器,并根据发送寄存器状态以对应的发送速率达到时间输出多采样数据
[0029]所述中央处理器CPU接入后台监控系统,用于管理记录整个装置的运行情况;
[0030]所述数字信号处理器DSP用于通过光纤接收多路不同类型的数字采样信号并对数据进行处理合并处理;
[0031]所述数据发送插件发送数字信号处理器DSP处理合并后的不同速率数字采样信号;
[0032]所述人机接口插件用于多核处理器插件的信息输出;
[0033]所述电源插件通过与之电联的主板供电回路与多核处理器插件、数据发送插件、电源插件、人机接口插件电联;用于为所述多核处理器插件、所述数据发送插件、所述人机接口插件供电。
[0034]在进一步的实施例中,所述接收解码模块通过在缓存器中划分缓存区进行数据分类缓存,所述缓存区包括:时标缓存区和数据缓存区。
[0035]在进一步的实施例中,所述数字信号处理器DSP通过I/O总线与数据发送插件连接,由数据发送插件以不同发送速率,发送处理合并后的数字采样信号;所述I/O总线包括:数据总线和CAN总线,并通过I/O总线连接多核处理器插件、数据发送插件与人机接口插件用于数据交互。
[0036]在进一步的实施例中,所述人机接口插件通过外接变电站中的其它输入设备用于向多核处理器插件输入指令或通过输出设备输出多核处理器插件处理后的数据、以及监控后台的监控信息。
[0037]有益效果:本专利技术与现有技术相比具有以下优点:
[0038](1)通过接收解码模块、数字滤波模块、线性插值模块和合并发送模块解决了同一台设备输出的数字采样信号速率固定问题,进而将光纤模块接收的采样数据通过多核处理器插件进行计算、处理后,再通过数据发送插件以不同速率转发同时满足不同交互设备对采样速率的不同要求,以及能够为不同设备提供不同采样速率的数字信号。
[0039](2)通过人机接口插件外接变电站中的其它输出设备使其高效实时地展示输出采集的数据,或通过输入设备定义控制采集过程。
附图说明
[0040]图1为本专利技术所述装置的结构示意图;
[0041]图2为本专利技术中所述接收解码模块流程图。
[0042]图3为本专利技术中所述线性插值模块流程图。
[0043]图4为本专利技术中所述合并发送模块流程图。
具体实施方式
[0044]为了更充分理解本专利技术的
技术实现思路
,下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案进一步介绍和说明,但不局限于此。
[0045]实施例一、结合本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多速率数字采集方法,其特征在于,包括如下步骤:接收不同类型的数字信号,根据接入数字信号时配置的采样速率确定其采样数据帧格式,并对通过CRC校验码确认后的数据帧进行解析,得到不同采样速率下的采样数据并存入数据缓存区;对数据缓存区的采样数据进行数字滤波处理,过滤高频干扰数据;读取滤波后采样数据的采样点时刻,基于采样点时刻对采样数据进行线性插值计算,得到发送速率的数字采样值,并根据采样值更新采样数据;获取不同采样速率下采样数据的发送速率参数,基于不同的发送速率参数,对应更新发送缓存区采样数据,并将多类型采样数据至发送寄存器,根据发送寄存器状态以对应的发送速率达到时间输出多采样数据。2.根据权利要求1所述的一种多速率数字采集方法,其特征在于,在确定采样数据帧格式时:根据采样速率判断是否接收到采样数据帧;若未接收到,则认为丢帧,继续接收;若接收到采样数据帧,则对接收到的采样数据的帧格式进行判断;若判断数据帧格式正确,解析数据帧接收时标,并将此时标存入时标缓存区;若判断数据帧格式不正确,继续接收。3.根据权利要求1所述的一种多速率数字采集方法,其特征在于,通过CRC校验码确认后的数据帧进行解析包括:对接收到的采样数据判断数据帧CRC校验码;判断CRC校验码是否正确,若正确则按照数据帧定义格式进行解析,得到不同采样速率下的采样数据并存入数据缓存区;若不正确则复位光纤接收模块,采样清空数据。4.根据权利要求1所述的一种多速率数字采集方法,其特征在于,基于采样点时刻对采样数据进行线性插值计算过程如下:在时标缓存区内搜索内插的采样点时刻;读取数据缓存区内对应时标的采样数据,进而对采样数据进行线性插值计算;若未搜索到内插采样点时刻,则将数字采样值清零,并将采样品质置为无效。5.根据权利要求1所述的一种多速率数字采集方法,其特征在于,根据发送寄存器状态以对应的发送速率达到时间输出多采样数据:若发送寄存器状态正常,则判断数据发送时刻是否到达当前发送速率到达时间,若到达,则发送采样数据,若未到达则不发出采样数据;若发送寄存器状态异常,则复位光纤发送模块;不发出采样数据。6.一种多速率数字采集装置,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:黎恒烜王作维胡桂平刘东超张洪赵玉灿鄂士平李彦张侃君李鹏陈永昕文博陈堃张隆恩
申请(专利权)人:南京南瑞继保电气有限公司
类型:发明
国别省市:

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