一种便携式电力系统低频振荡检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种便携式电力系统低频振荡检测装置包括基于FPGA的前端系统、基于DSP的数据分析算法模块以及基于ARM处理器的中央管理系统，由基于FPGA的前端系统对接收数据进行接收和分拣，得到检测低频振荡的有效数据，并进行预处理，使之达到低频振荡信号分析算法的要求；基于DSP的数据分析算法模块对低频振荡数据进行分析处理，得到表征结果的低频振荡模态特性参数信息；基于ARM处理器的中央管理系统对结果进行输出、显示并输出给其他设备。这样充分利用了FPGA的数据处理能力、DSP的运算处理能力以及ARM处理器丰富的片上系统资源，实现电力系统低频振荡的实时快速检测、分析和处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统运行监测
，更为具体地讲，涉及一种便携式电力系统低频振荡检测装置。
技术介绍
现代电力系统发展迅速，主要以大机组、超高压、长距离、重负荷为特点，是一个典型的强非线性、高维、动态大系统。同时随着大型电力系统的互联以及各种新设备的使用，使得发电、输电更经济、高效的同时也增加了电力系统的规模和复杂性，再加上快速励磁系统的普遍使用和电力市场竟争机制的引入，电网运行在稳定极限边缘的可能性也大为增力口，随之产生的低频振荡问题日益突出，严重威胁着互联电网的运行安全。 为能及时分析事件的缘由，并有效控制电网不利事件的发展，要求电力行业更加重视对包括低频振荡在内的事件记录和分析能力，为实现坚强智能电网做好基础工作。近年来，随着信号分析领域技术水平的不断提高，各种有高速录波功能的测量记录仪器在电力系统中大量应用，尤其是电力系统广域测量系统(WAMS)在世界各国电网得到广泛应用的背景，使得电力系统运行过程中的各状态量能够都得到实时监测。在这种趋势下，关于这些数据的分析和处理装置亟待发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种便携式电力系统低频振荡检测装置，实现电力系统低频振荡的实时快速检测、分析和处理。为实现上述专利技术目的，本专利技术便携式电力系统低频振荡检测装置，其特征在于，包括基于FPGA的前端系统、基于DSP的数据分析算法模块以及基于ARM处理器的中央管理系统；基于FPGA的如端系统在一片FPGA芯片开发，包括一数据接口部件用于接收来自电力系统实时相位测量装置(PhasorMeasurementUnit,简称PMU)的采样测试数据，并送入数据分析模块；一数据解析模块用于对采样测试数据进行解析，分拣出功角或有功功率数据作为低频振荡数据，低频振荡数据送入数据预处理模块中；一数据预处理模块用于对低频振荡数据的去直流、去噪和对称化处理，使之达到低频振荡信号分析算法的要求；同时，数据预处理模块接收一个低频振荡数据输出一个同步时钟触发信号；一计数器，用于对数据预处理模块输出同步时钟触发信号进行计数，根据一组分析算法数据存储大小要求，设定计数器的比较值，当有效计数的数值在达到设定的比较值时，计数器使RAM存储器处于写使能状态；一 RAM储存器，在其处于写使能状态时，将数据预处理模块中一组处理完毕的低频振荡数据存入RAM存储器中；基于DSP的数据分析算法模块从基于FPGA的前端系统的RAM存储器中读取一组低频振荡数据，依据内置的低频振荡分析算法，得到低频振荡模态特性参数信息，并存入基于ARM处理器的中央管理系统的Flash存储器中；基于ARM处理器的中央管理系统又包括一 FLASH存储器，用于存储低频振荡模态特性参数信息；一 ARM处理器，配制有操作系统，主要用于管理网络控制器、网络驱动器以及RS485接口和检测结果即低频振荡模态特性参数信息的输出与图形化显示；网络控制器、网络驱动器，用于将存储的低频振荡模态特性参数信息在ARM处理器的控制下输出给远程设备；RS485接口，用于将存储的低频振荡模态特性参数信息在ARM处理器的控制下输 出给距离较近的设备；显示输出及人机交互界面接口，用于将存储的低频振荡模态特性参数信息在ARM处理器的控制下输出到显示设备进行显示，以及进行人机交互；ARM处理器通过人机交互获得的控制信息用于控制基于FPGA的前端系统低频振荡数据的接收、数据分析、预处理和存储，控制基于DSP的数据分析算法模块的参数设置。本专利技术的专利技术目的是这样实现的本专利技术便携式电力系统低频振荡检测装置包括基于FPGA的前端系统、基于DSP的数据分析算法模块以及基于ARM处理器的中央管理系统，由基于FPGA的前端系统对接收数据进行接收、分析和分拣，得到低频振荡数据，并进行预处理，使之达到低频振荡信号分析算法的要求；基于DSP的数据分析算法模块对低频振荡数据进行分析处理，得到表征结果的低频振荡模态特性参数信息；基于ARM处理器的中央管理系统对结果进行输出、显示并输出给其他设备。这样充分利用了 FPGA的数据处理能力、DSP的运算处理能力以及ARM处理器丰富的片上系统资源，实现电力系统低频振荡的实时快速检测、分析和处理。同时具有多种输入输出接口，便于随时接入电力系统中进行实时低频振荡检测。附图说明图I是本专利技术便携式电力系统低频振荡检测装置一种具体实施方式原理图；图2是图I所示便携式电力系统低频振荡检测装置的数据流即各个模块的作用域；图3是图2所示分拣出的低频振荡数据即有功功率信号图；图4是图3所示预处理后低频振荡数据即有功功率信号图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本专利技术。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。实施例图I是本专利技术便携式电力系统低频振荡检测装置一种具体实施方式原理图。在本实施例中，如图I所示，本专利技术便携式电力系统低频振荡检测装置包括基于FPGA的前端系统I、基于DSP的数据分析算法模块2以及基于ARM处理器的中央管理系统3。基于FPGA的前端系统I在一片FPGA芯片开发，包括数据接口部件101。在本实施例中，数据接口部件101有三种接口，分别是RS485接口、LC (光纤)接口以及RJ45 (网络)接口，用于接收来自不同通信接入方式即RS485总线接入、光纤接入以及网络接入的采样测试信号，在具体使用时，通过显示输出及人机交互界面接口 306将选择的接口发送给ARM处理器，由ARM处理器302控制基于FPGA的前端系统I选择相应的接口输入采样测试数据。数据接口部件101接收来自电力系统实时相位测量装置PMU的采样测试数据，并 送入数据解析模块102对采样测试数据进行解析，然后分拣出功角或有功功率数据作为低频振荡数据送入数据预处理模块103中。分拣数据的选择也是通过ARM处理器302控制基于FPGA的前端系统I进行的。数据预处理模块103对选出的低频振荡数据的去直流、去噪和对称化处理，使之达到低频振荡信号分析算法的要求。数据预处理模块103接收一个低频振荡数据输出一个同步时钟触发信号。计数器104对数据预处理模块103输出同步时钟触发信号进行计数，根据一组分析算法数据存储大小要求，设定计数器的比较值，当有效计数的数值在达到设定的比较值时，计数器104使RAM存储器105处于写使能状态。RAM储存器105在其处于写使能状态时，将数据预处理模块103中一组处理完毕的低频振荡数据存入RAM存储器105中。基于DSP的数据分析算法模块2从基于FPGA的前端系统I的RAM存储器105中读取一组低频振荡数据，依据内置的低频振荡分析算法，得到低频振荡模态特性参数信息，并存入基于ARM处理器的中央管理系统3的Flash存储器301中。基于DSP的数据分析算法模块2中分析计算的各种参数通过ARM处理器302控制基于FPGA的前端系统I进行设置。基于ARM处理器的中央管理系统3又包括FLASH存储器301用于存储低频振荡模态特性参数信息；配制有操作系统的ARM处理器302，主要用于管理网络控制器303、网络驱动器即RJ45接口 304以及RS485接口 305和检测结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式电力系统低频振荡检测装置，其特征在于，包括基于FPGA的前端系统、基于DSP的数据分析算法模块以及基于ARM处理器的中央管理系统；基于FPGA的前端系统在一片FPGA芯片开发，包括：一数据接口部件用于接收来自电力系统实时相位测量装置（Phasor?Measurement?Unit，简称PMU）的采样测试数据，并送入数据分析模块；一数据解析模块用于对采样测试数据进行解析，分拣出功角或有功功率数据作为低频振荡数据，低频振荡数据送入数据预处理模块中；一数据预处理模块用于对低频振荡数据的去直流、去噪和对称化处理，使之达到低频振荡信号分析算法的要求；同时，数据预处理模块接收一个低频振荡数据数输出一个同步时钟触发信号；一计数器，用于对数据预处理模块输出同步时钟触发信号进行计数，根据一组分析算法数据存储大小要求，设定计数器的比较值，当有效计数的数值在达到设定的比较值时，计数器使RAM存储器处于写使能状态；一RAM储存器，在其处于写使能状态时，将数据预处理模块中一组处理完毕的低频振荡数据存入RAM存储器中；基于DSP的数据分析算法模块从基于FPGA的前端系统的RAM存储器中读取一组低频振荡数据，依据内置的低频振荡分析算法，得到低频振荡模态特性参数信息，并存入基于ARM处理器的中央管理系统的Flash存储器中；基于ARM处理器的中央管理系统又包括：一FLASH存储器，用于存储低频振荡模态特性参数信息；一ARM处理器，配制有操作系统，主要用于管理网络控制器、网络驱动器以及RS485接口和检测结果即低频振荡模态特性参数信息的输出与图形化显示；网络控制器、网络驱动器，用于将存储的低频振荡模态特性参数信息在ARM处理器的控制下输出给远程设备；RS485接口，用于将存储的低频振荡模态特性参数信息在ARM处理器的控制下输出给距离较近的设备；显示输出及人机交互界面接口，用于将存储的低频振荡模态特性参数信息在ARM处理器的控制下输出到显示设备进行显示，以及进行人机交互；ARM处理器通过人机交互获得的控制信息用于控制基于FPGA的前端系统低频振荡数据的接收、数据分析、预处理和存储，控制基于DSP的数据分析算法模块的参数设置。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：易建波，黄琦，井实，张昌华，卢有亮，孟劲松，蔡东升，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：