一种电力系统电能质量监测与同步相量监测装置制造方法及图纸

一种电力系统电能质量监测与同步相量监测装置，其特征在于在服务器端按照ＩＥＣ？６１８５０标准要求统一建立ＩＥＣ？６１８５０模型，设有具有相同硬件平台的电能质量逻辑单元及ＰＭＵ逻辑单元，按照ＩＥＣ？６１８５０－６实现系统配置，并形成独立使用的配置工具。本发明专利技术根据ＩＥＣ？６１８５０标准将电能质量监测与同步相量监测分别建模为不同的逻辑设备，既连续测量与记录电力系统变电站和用电用户的电能质量，也连续测量与记录电力系统变电站和发电厂的同步相量，进而构建电力系统实时动态监测系统，以加强对电力系统动态安全稳定的监控，提高调度机构准确把握系统运行状态的能力。本发明专利技术装置可以广泛用于各种电能质量监测和同步相量测量场合。

Power quality monitoring and synchronous phasor monitoring device for power system

The utility model relates to an electric power quality monitoring and synchronous phasor monitoring device of a power system, which is characterized in that the server is in accordance with IEC 61850 standards require unified establishment of IEC? 61850 model, with the same hardware platform of power quality logic unit and PMU logic unit, according to IEC? The system configuration 618506, and the formation of configuration tools used independently. The invention is based on the IEC? 61850 standards of power quality monitoring and synchronized phasor monitoring are respectively modeled as different logic devices, both the continuous measurement and recording of power system substation and power user electric energy quality, and continuous measurement of phasor and synchronous recording power system in substation and power plant, and the real-time dynamic monitoring system construction in power system to strengthen the monitoring of power system dynamic security and stability, improve the ability of scheduling mechanism to accurately grasp the running state of system. The device of the invention can be widely used in various power quality monitoring and synchronous phasor measurement occasions.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电能质量监测与同步相量监测，尤其是涉及一种电力系统电能质量监测与同步相量监测装置。
技术介绍
2007年中国正式采用IEC 61850为电力行业标准，着手改变二次设备数据重复采集，缺乏数据集成和处理，缺乏信息交换和共享的现状。现有变电站内电能质量监测装置，可以实时监测系统电能质量状态，防止电能污染，提高供电质量，保护电网及设备的安全稳定运行。与其硬件平台相同的同步相量测量装置(Phasor Measurement Unit，简称PMU)，可以实时监测系统运行状态、动态监控、状态估计、暂态稳定的预测及控制、继电保护，以及自适应失步保护。但是，目前尚未见有将上述两种装置按照IEC 61850标准统一建模对电网进行电能质量监测和同步相量监测二合一的装置。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提出一种基于IEC61850的电力系统电能质量监测与同步相量监测装置，将电能质量监测与同步相量监测在IEC 61850框架下集成在同一装置，以方便实现电力系统电能质量监测与同步相量监测。 本专利技术的技术问题通过以下技术方案予以解决。 这种电力系统电能质量监测与同步相量监测装置，采用客户-服务器架构，管理机为客户端。这种电力系统电能质量监测与同步相量监测的特点是 在服务器端按照IEC 61850标准要求统一建立IEC 61850模型，设有具有相同硬件平台的电能质量逻辑单元及PMU逻辑单元； 所述电能质量逻辑单元实现电压、三相不平衡度、频率、谐波、和电压的波动、闪变、暂降、暂升、短时中断等在线测量，并对测量结果标记GPS时钟； 所述PMU逻辑单元实现系统电压、电流相量相角和频率、功率在线测量以及同步相量测量，并对测量结果标记GPS时钟，既连续测量与记录电力系统变电站和用电用户的电能质量，也连续测量与记录电力系统变电站和发电厂的同步相量，符合电力系统电能质量监测与同步相量监测在IEC 61850框架下的一体化要求； 所述服务器通过以太网和多个客户端同时通讯，采集部分接收模拟信号或数字信号，进行实时运算； 所述客户端对与客户请求有关的模型进行映射； 所述服务器端和所述客户端都能与保护信息子站连接，通讯协议符合正C61850-8，映射为MMS服务，按照正C61850-6实现系统配置，并形成独立使用的配置工具。 本专利技术的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。 设有包括采集板、模拟信号输入板和数字信号输入板的采集信号复用电路。 还设有包括GPS对时板的系统统一同步时钟电路。 所述电能质量逻辑模块，其组成包括按照IEC 61850-7-4标准定义的以下兼容逻 辑节点 1) —个LPHD物理装置信息逻辑节点，用于描述本装置的物理信息； 2) —个LLNO逻辑节点，用于访问电能质量逻辑设备的公用信息； 3)至少一个MMXU测量逻辑节点，用于测量电压、电流和频率值； 4)至少一个MSQI相序和不平衡逻辑节点，用于测量序分量和不平衡度； 5)至少一个MSTA计量统计逻辑节点，用于分析统计设定期问内的平均值、最 大值和最小值； 6)至少一个MHAI谐波和间谐波逻辑节点，用于测量谐波和间谐波。 所述PMU逻辑模块，其组成包括按照IEC 61850-7-4标准定义的以下兼容逻辑节点 1) —个LPHD物理装置信息逻辑节点，用于描述本装置的物理信息； 2) —个LLNO逻辑节点，用于访问故障录波逻辑设备的公用信息； 3)—个MMXU测量逻辑节点，用于记录PMU的电压、电流、频率，功角等状态量； 4) —个MSQI相序和不平衡逻辑节点，用于记录序分量和不平衡度； 5) —个MSTA计量统计逻辑节点，用于记录PMU标记事件。 所述服务器的外部输入信号为GPS时钟和电压、电流信号，信号输入方式包括 l)模拟信号经互感器传变过来的传统采样电压、电流模拟信号，及由并行电 缆以空接点的形式接入的开关量信号； 2)IEC 61850-9-1数字信号和通用面向对象的变电站事件(Generic object oriented substation event,简称GOOSE)信号符合IEC 61850-9-1串行单向多路点对点的数字信号 禾口 GOOSE信息网的GOOSE信号； 3)IEC 61850-9-2数字信号和GOOSE信号符合正C 61850-9-2的数字信号和 GOOSE报文，由过程总线综合传输。 本专利技术的技术问题通过以下更进一步的技术方案予以解决。 所述采集板，包括带有SDRAM、 FLASH的DSP模块、FPGA-1采集控制模块和 FPGA-2时间控制模块。其中FPGA是现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array) 的英文縮写。FPGA-1采集控制模块对所有模拟量及开关量进行同步采样，并将采集数据 加上时标，然后传输给DSP。 FPGA-2时间控制模块对接收到的时间信号进行解码，将处 理后的时间通过8位数据总线发给FPGA-1采集控制模块。 所述模拟信号输入板，包括级联的模拟量检测模块、AD采样模块、FPGA-3， 以及提供电源的电源检测模块。 所述数字信号输入板，包括网络处理器、光纤收发模块、PCI网卡、FPGA-4、 FLASH BOOT ROM、 DDRRAM和RS232驱动器。所述GPS对时板包括FPGA-5、 CPU禾POCXO，提供系统统一的同步时钟。用于接收1PPS、 IRIG-B、串行时间报文，利用输入时间信号驯服本地时钟，生成高精度的 1PPS、 IRIG-B(DC)、 10kHz基准时钟信号、lMHz基准时钟信号。 所述管理机为任何PC机或工业计算机。 本专利技术与现有技术对比的有益效果是 本专利技术装置根据IEC 61850标准将电能质量与PMU分别建模为不同的逻辑设 备，既实现了对电力系统重要的变电站和用电用户进行电能质量监测，也实现了对电力 系统重要的变电站和发电厂进行同步相量测量，进而构建电力系统实时动态监测系统， 以加强对电力系统动态安全稳定的监控，提高调度机构准确把握系统运行状态的能力。 本专利技术装置可以广泛用于线路录波、主变录波，机组录波，及重要厂站电能质量监测和 同步相量测量等各种应用场合。在工程应用时只需根据需要对软件进行简单的配置即 可，无需任何复杂的操作，工程应用非常方便灵活。附图说明 图1是本专利技术具体实施方式的系统结构图； 图2是图1中的采集板的原理框图； 图3是图1中的模拟信号输入板的原理框图； 图4是图1中的数字信号输入板的原理框图； 图5是图1中的GPS对时板的原理框图； 图6是图1中的监控板原理框图； 图7是本专利技术具体实施方式输入信号是模拟信号或是光纤数字信号的工作过程 示意图； 图8是本专利技术具体实施方式输入信号是数字信号或是GOOSE信号的工作过程示 意图。具体实施例方式下面对照附图并结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。 图l是本专利技术具体实施方式的系统结构图，图中给出两种信号输入方式合并 单元+GOOSE网，或是传统PT/CT传变的信号+开关量硬节点。 本具体实施方式在服务器端按照IEC 61850标准要求统一建立IEC 61850模型， 设有具有相同硬件平台的电能质量逻辑单元及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力系统电能质量监测与同步相量监测装置，其特征在于：　　在服务器端按照ＩＥＣ　６１８５０标准要求统一建立ＩＥＣ　６１８５０模型，设有具有相同硬件平台的电能质量逻辑单元及ＰＭＵ逻辑单元；　　所述电能质量逻辑单元实现电压、三相不平衡度、频率、谐波、和电压的波动、闪变、暂降、暂升、短时中断等在线测量，并对测量结果标记ＧＰＳ时钟；　　所述ＰＭＵ逻辑单元实现系统电压、电流相量相角和频率、功率在线测量以及同步相量测量，并对测量结果标记ＧＰＳ时钟，既连续测量与记录电力系统变电站和用电用户的电能质量，也连续测量与记录电力系统变电站和发电厂的同步相量，符合电力系统电能质量监测与同步相量监测在ＩＥＣ　６１８５０框架下的一体化要求；　　所述服务器通过以太网和多个客户端同时通讯，采集部分接收模拟信号或数字信号，进行实时运算；　　所述客户端对与客户请求有关的模型进行映射；　　所述服务器端和所述客户端都能与保护信息子站连接，通讯协议符合ＩＥＣ　６１８５０－８，映射为ＭＭＳ服务，按照ＩＥＣ６１８５０－６实现系统配置，并形成独立使用的配置工具。

【技术特征摘要】
一种电力系统电能质量监测与同步相量监测装置，其特征在于在服务器端按照IEC 61850标准要求统一建立IEC 61850模型，设有具有相同硬件平台的电能质量逻辑单元及PMU逻辑单元；所述电能质量逻辑单元实现电压、三相不平衡度、频率、谐波、和电压的波动、闪变、暂降、暂升、短时中断等在线测量，并对测量结果标记GPS时钟；所述PMU逻辑单元实现系统电压、电流相量相角和频率、功率在线测量以及同步相量测量，并对测量结果标记GPS时钟，既连续测量与记录电力系统变电站和用电用户的电能质量，也连续测量与记录电力系统变电站和发电厂的同步相量，符合电力系统电能质量监测与同步相量监测在IEC 61850框架下的一体化要求；所述服务器通过以太网和多个客户端同时通讯，采集部分接收模拟信号或数字信号，进行实时运算；所述客户端对与客户请求有关的模型进行映射；所述服务器端和所述客户端都能与保护信息子站连接，通讯协议符合IEC 61850-8，映射为MMS服务，按照IEC61850-6实现系统配置，并形成独立使用的配置工具。2. 根据权利要求1所述的电力系统电能质量监测与同步相量监测装置，其特征在于设有包括采集板、模拟信号输入板和数字信号输入板的采集信号复用电路。3. 根据权利要求1或2所述的电力系统电能质量监测与同步相量监测装置，其特征在于设有包括GPS对时板的系统统一同步时钟电路。4. 根据权利要求3所述的电力系统电能质量监测与同步相量监测装置，其特征在于所述电能质量逻辑模块，其组成包括按照IEC 61850-7-4标准定义的以下兼容逻辑节点1) 一个LPHD物理装置信息逻辑节点，用于描述本装置的物理信息；2) —个LLNO逻辑节点，用于访问电能质量逻辑设备的公用信息；3) 至少一个MMXU测量逻辑节点，用于测量电压、电流和频率值；4) 至少一个MSQI相序和不平衡逻辑节点，用于测量序分量和不平衡度；5) 至少一个MSTA计量统计逻辑节点，用于分析统计设定期间内的平均值、最大值 和最小值；6) 至少一个MHAI谐波和间谐波逻辑节点，用于测量谐波和间谐波。5. 根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵忠，薛伟，
申请(专利权)人：深圳市双合电脑系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[]