本发明专利技术公开了一种高压直流输电换流阀控制设备及录波控制方法，包括相互连接的CPU与具有录波功能的FPGA，FPGA连接有扩展存储器和通信管理处理器，通信管理处理器设置有用于与上位机连接的通信接口，该通信管理处理器还连接有一个暂存存储器；当阀控设备出现异常或需要保存数据时，FPGA启动故障录波，将原始录波数据存入扩展存储器中；当上位机需要读取数据时，通过FPGA将数据从扩展存储器中读出，缓存在FPGA的双端口RAM中，通信管理处理器通过总线从双端口RAM中读取数据，通过通信接口发送给上位机。本发明专利技术的控制设备及录波控制方法采用FPGA和通信管理处理器分别实现录波数据的记录和与上位机的通信，各司其职，提高了处理速度，保证了设备运行的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种高压直流输电换流阀控制设备及录波控制方法，包括相互连接的CPU与具有录波功能的FPGA，FPGA连接有扩展存储器和通信管理处理器，通信管理处理器设置有用于与上位机连接的通信接口，该通信管理处理器还连接有一个暂存存储器；当阀控设备出现异常或需要保存数据时，FPGA启动故障录波，将原始录波数据存入扩展存储器中；当上位机需要读取数据时，通过FPGA将数据从扩展存储器中读出，缓存在FPGA的双端口RAM中，通信管理处理器通过总线从双端口RAM中读取数据，通过通信接口发送给上位机。本专利技术的控制设备及录波控制方法采用FPGA和通信管理处理器分别实现录波数据的记录和与上位机的通信，各司其职，提高了处理速度，保证了设备运行的稳定性。【专利说明】高压直流输电换流阀控制设备及其录波监测系统
本专利技术属于电力系统的高压直流输电领域，具体涉及一种高压直流输电换流阀控制设备及录波控制方法。
技术介绍
录波装置称为电力系统的“黑匣子”，是电力设备监测必不可少的安全自动装置，它可以在设备故障时自动记录故障前后的系统状况和运行参数，为故障诊断和排查提供重要依据。具体到高压直流输电领域，阀控设备作为换流阀的最底层控制设备，主要由CPU与FPGA连接组成，其控制功能主要为根据控制系统发送过来的控制信号产生触发换流阀的所需触发脉冲信号，所处理信号信息均为数字量信号。在阀控设备中增加录波功能，所记录的信息应能准确反映控制系统的控制时序、阀控设备运行状态和阀控设备对换流阀的触发时序等，以便在在现场联调和系统实验阶段帮助查找系统故障原因，尤其是在极控系统与阀控设备之间难以定位故障原因位置时，可提供可靠有力的证据来定位故障原因。此外，鉴于目前投运的直流输电工程中，除了阀控设备外，其它设备直接或者间接皆可通过故障录波功能回放控制过程，阀控设备增加录波功能显得十分有必要，在阀控设备增加故障录波功能后，对于整站的事故后故障分析，定位事故起因，寻找解决方案将起到更加便利的作用，而目前在高压直流换流阀领域还没有出现具有故障录波功能的换流阀控制设备。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高压直流输电换流阀控制设备，以解决现有阀控设备不具备故障录波功能的问题，同时提供一种使用该控制设备的录波控制方法。为了实现以上目的，本专利技术高压直流输电换流阀控制设备所采用的技术方案是:包括相互连接的CPU与具有录波功能的FPGA，FPGA连接有一个扩展存储器和一个通信管理处理器，所述通信管理处理器设置有用于与上位机连接、上传录波数据的通信接口，该通信管理处理器还设有用于扩展的存储器接口 ；当阀控设备出现异常或需要保存数据时，FPGA启动故障录波，将原始录波数据存入扩展存储器中；当上位机需要读取数据时，通过FPGA将数据从扩展存储器中读出，缓存在FPGA的双端口 RAM中，通信管理处理器通过总线从双端口 RAM中读取数据，通过通信接口发送给上位机。所述通信管理处理器上设有用于设置地址的地址拨码开关。所述通信管理处理器为ARM，DSP或者单片机；所述通信接口为以太网接口或USB接口。所述扩展存储器为SDRAM，暂存存储器为flash存储器。该换流阀控制设备采用控制板卡，所述控制板卡的面板上设有录波投入开关、手动启动录波按钮和手动清空flash存储器按钮。本专利技术换流阀控制设备的录波控制方法所采用的技术方案是:该方法包括如下步骤:(I)当阀控设备出现异常或需要保存数据时，FPGA启动故障录波，将原始录波数据存入扩展存储器中；(2)当上位机需要读取数据时，通过FPGA将数据从扩展存储器中读出，缓存在双端口 RAM中，通信管理处理器通过总线从双端口 RAM中读取数据；(3)通信管理处理器将从FPGA中读取的数据通过通信接口发送给上位机。步骤(I)中触发录波启动有手动和自动两种方式:当手动启动录波时，由上位机下发启动指令，经通信管理处理器下发给FPGA进行启动；当采用自动启动录波时，根据阀控设备的工况进行自主设定，自主设定的条件为阀控设备控制模式发生变化或系统状态异堂巾O当录波未启动时，数据在录波未启动数据存储区循环覆盖存储；当录波启动时，首先需将启动时的时钟与启动地址写入扩展存储器，然后再对启动后的录波数据进行存储，录波启动后的数据在录波启动数据存储区存储，直至本次录波启动数据存储区写满为止；当一次录波完成时，地址跳转到下次录波未启动时的数据存储区处再次开始循环覆盖存储。上位机将从通信管理处理器接收的数据文件生成标准格式的故障录波文件。该阀控设备还具有扩展存储器的录波数据清除及查询功能。本专利技术的高压直流输电换流阀控制设备及录波控制方法是基于现有的换流阀控制设备并保证阀控设备原所有功能不受任何影响的基础上增加录波功能，实现对阀控设备内部状态信号、控制系统到阀控设备的触发脉冲信号、阀控设备发向换流阀的触发脉冲信号的记录，实现数据采集，启动录波，录波数据原始文件的生成，并在阀控设备内部扩展快速扩展存储器设备用于录波原始数据文件暂存；在阀控设备中增加通信管理处理器和数据存储芯片，进行录波数据的存储和录波数据的通信，将原始录波数据发送到上位机，上位机接收阀控设备发送过来的录波原始数据文件。在阀控设备增加故障录波功能后，对于整站的事故后故障分析，定位事故起因，寻找解决方案将起到了更加便利的作用。本专利技术的控制设备及录波控制方法采用FPGA和通信管理处理器分别实现录波数据的记录和与上位机的通信，各司其职，提高了处理速度，保证了设备运行的稳定性。【专利附图】【附图说明】图1是专利技术阀控设备的系统原理框图；图2是本专利技术软件模块结构图；图3是FPGA的工作流程图；图4是录波原始数据定义示意图；图5是通信管理处理器与FPGA数据交换流程图；图6是通信管理处理器与上位机数据通讯流程图；图7是原始录波数据处理流程图；图8是SDRAM.读地址流程图；图9是双端口 RAM读入读出地址图。【具体实施方式】下面结合附图及具体的实施例对本专利技术进行进一步介绍。录波功能即是对实现对阀控与阀、阀控与控制系统之间接口信号、阀控工作状态信号的记录进行监测和记录。本实施例所涉及到的换流阀控制设备在本领域内通常可以叫做换流阀控制系统，也可以叫做阀控设备或阀控系统。如图1所示为本专利技术高压直流输电换流阀控制设备的原理框图，由图可知，该系统包括相互连接的CPU与具有录波功能的FPGA，FPGA连接有一个扩展存储器和一个设置有用于上传录波数据的通信接口的通信管理处理器，通信管理处理器还连接有用于暂存录波数据的暂存存储器。如图2所示为本实施例的软件模块结构图，FPGA包括录波故障启动模块、扩展存储器写地址及写数据产生模块、扩展存储器读地址产生模块、扩展存储器读写模块、双端口RAM数据存取模块和FPGA与通信管理处理器接口模块，当阀控设备出现异常或需要保存数据时，FPGA启动故障录波，将原始录波数据存入扩展存储器中；当上位机需要读取数据时，通过FPGA将数据从扩展存储器中读出，缓存在FPGA的双端口 RAM中，通信管理处理器通过总线从双端口 RAM中读取数据，通过通信接口发送给上位机。本实施例该换流阀控制设备采用控制板卡，在阀控设备控制板卡上通过扩展SDRAM的方式增加存储容量缓存SDRAM，由FPGA用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高压直流输电换流阀控制设备，其特征在于：包括相互连接的CPU与具有录波功能的FPGA，FPGA连接有一个扩展存储器和一个通信管理处理器，所述通信管理处理器设置有用于与上位机连接、上传录波数据的通信接口，该通信管理处理器还设有用于扩展的存储器接口；当阀控设备出现异常或需要保存数据时，FPGA启动故障录波，将原始录波数据存入扩展存储器中；当上位机需要读取数据时，通过FPGA将数据从扩展存储器中读出，缓存在FPGA的双端口RAM中，通信管理处理器通过总线从双端口RAM中读取数据，通过通信接口发送给上位机。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚为正，胡四全，董朝阳，张振兴，魏卓，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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