专利名称：时标标准功率源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电网调度自动化系统中对厂站端所用产品进行设备性能和通信规约的入网检测及数字化变电站中电子式互感器、数字化仪表、继电保护装置性能指标测试的装置，特别是一种时标标准功率源。
背景技术：
一是在电网实时动态监测系统(WAMS)中，厂站端的相量测量装置(PMU)，输入为电网二次端的电压、电流模拟信号，它通过网络主系统输出带有时标的数字信号作为实时动态监测系统(WAMS)数据分析的依据。二是数字化变电站内的继电保护装置、调度自动化和计量仪表全部实现了数字化，信息传递实现了网络化，通信模型达到了标准化。要对它们进行检测，现有的校验标准源是无法实现的。传统的标准源框图如附图1，它主要由主系统I、测试模块2、信号模块3、功率放大模块4、输出模块5、取样模块6经常规电连接组成；该种装置在使用中存在的不足在于1、适应面窄，它只适应模拟化装置的检测，对现在大量出现的数字化装置则无法检测。因为它只有模拟量输出功能而无与模拟量相对应的数字量输出功能，如对数字电能表就不能进行检测；2、在电网实时动态监测系 统(WAMS)中，对厂站端的相量测量装置(PMU)的检测非常困难。其一是，由于输出信号没有和GPS(全球定位系统)同步，无法实现对标准相量及动态特性的检测；其二是，由于没有与GPS同步采样的数据输出，无法对PMU采集的数据进行比对检测，从而影响WAMS系统运行的实时性和准确性。随着数字化变电站的应用和推广，其一次和二次设备的检测成为当务之急，开发出相应的检测装置更为重中之重。发明内容本实用新型的目的在于，针对传统检测装置在使用中存在不能对数字化装置进行检测，不能适应数字化变电站建设需要的不足，而提出一种可对数字化装置进行检测，满足数字化变电站建设需要的时标标准功率源。通过下述技术方案可实现本实用新型目的，一种时标标准功率源，其特征在于，它由主系统、测试模块、信号模块、功率放大模块、输出模块、取样模块、同步电路模块和GPS组成；测试模块一端与功率放大模块和取样模块电连接，另一端分别与主系统、信号模块、同步电路模块电连接；同步电路模块另一端与GPS电连接；信号模块另一端与功率放大模块电连接；功率放大模块另一端与输出模块电连接；输出模块另一端与取样模块电连接；主系统中设有测量系统软件。信号模块由主系统、数字信号处理模块(DSP)、四象限16位乘法模块(6xDAC数模转换调幅)、6路数模转换模块(DAC)组成。主系统分别与数字信号处理模块、6路数模转换模块电连接；数字信号处理模块与四象限16位乘法模块电连接；四象限16位乘法模块32与6路数模转换模块电连接；数字信号处理模块接收来自同步电路模块7的IPPS和标准相位脉冲信号。功率放大模块由2个加法器、功率放大器、反馈电路模块、取样模块组成；一加法器分别与反馈电路模块和功率放大器电连接；另一加法器设在反馈电路模块与取样模块连接电路之间。测试模块由数字信号处理模块(DSP)、电压边模数转换模块(AD-U)、电流边模数转换模块(AD-I)、电压取样模块、电流取样模块组成；数字信号处理模块一端与主系统电连接，另一端分别与电压边模数转换模块、电流边模数转换模块电连接；电压边模数转换模块另一端与电压取样模块电连接；电流边模数转换模块另一端与电流取样模块电连接。本实用新型的效果在于1、适应面宽，它可以对现有大量出现的数字化装置进行检测，既可对厂站端的相量测量装置PMU进行有效检测，又可对数字化仪表等进行有效检测；也可适应模拟化装置的检测；这在于本装置在现有标准源的基础上增设了由同步电路模块和GPS组成的同步信号源；在输出模拟量的同时，可以不同通讯规约同步输出与模拟量对应的带有时标的数字量；2、三相标准电压、电流功率源输出相位可与我国北斗卫星授时系统同步，同时可以兼容同步GPS ;初始相角可任意设定且具有一定的守时功能(即如果在某一时段内接收不到卫星信号，仍可保持和标准时间的同步)；3、可为WAMS系统在国 内推广提供技术支持，可使厂站端自动化设备稳定、可靠接入调度自动化系统，满足电网调度自动化系统的要求。
以下结合附图及实施例对本实用新型进一步阐述
附图I为现有校验电源 标准源的电路方框结构示意图。附图2为本实用新型的电路方框结构示意图。附图3为本发明中信号模块的电路方框结构示意图。附图4为本发明中功率放大模块的电路方框结构示意图。附图5为本发明中测试模块的电路方框结构示意图。附图6为本发明中测量系统软件的方框结构示意图。附图7为附图6中数据处理程序9的方框结构示意图。
具体实施方式
参见附图2，一种时标标准功率源，它由主系统I、测试模块2、信号模块3、功率放大模块4、输出模块5、取样模块6、同步电路模块7和GPS8组成。测试模块2 —端与功率放大模块4和取样模块6电连接，另一端分别与主系统I、信号模块3、同步电路模块7电连接；同步电路模块7另一端与GPS8电连接；信号模块3另一端与功率放大模块4电连接；功率放大模块4另一端与输出模块5电连接；输出模块5另一端与取样模块6电连接；同步电路模块7输出IPPS (每秒脉冲)、采样脉冲信号、标准相位脉冲信号三种信号，测试模块2接收IPPS和采样脉冲信号，信号模块3接收采样脉冲信号和标准相位脉冲信号。信号模块3如附图3所示，它主要由主系统I、数字信号处理模块(DSP)31、四象限16位乘法模块(6xDAC数模转换调幅)32、6路数模转换模块(DAC) 33组成。主系统I分别与数字信号处理模块31、6路数模转换模块33电连接；数字信号处理模块31与四象限16位乘法模块(6xDAC调幅)32电连接；四象限16位乘法模块32与6路数模转换模块33电连接；数字信号处理模块31接收来自同步电路模块7的IPPS和标准相位脉冲信号。该模块的功能是采用数字频率合成技术，以GPS-IPPS为同步信号，合成一个信号频率相位基准。利用数字信号处理(DSP)技术，同时产生六路信号，使其信号可变频，可独立调幅，可独立对GPS-IPPS移相，可叠加多次谐波。功率放大模块4如附图4所示，它主要由加法器41、加法器42、功率放大器43、反馈电路模块44、取样模块6组成；加法器41分别与反馈电路模块44和功率放大器43电连接；加法器42设在反馈电路模块44与取样模块6连接电路之间。它的功能是将小信号进行功率放大变成稳定性好的、高保真的、负载能力一定的模拟量输出。测试模块2如附图5所示，它主要由数字信号处理模块(DSP) 21、电压边模数转换模块(AD-U) 22、电流边模数转换模块(AD-I) 23、电压取样模块24、电流取样模块25组成；数字信号处理模块21 —端与主系统I电连接，另一端分别与电压边模数转换模块22、电流边模数转换模块23电连接；电压边模数转换模块22另一端与电压取样模块24电连接；电流边模数转换模块23另一端与电流取样模块25电连接。它的功能是将输出的模拟量同步采集转化为数字量，加以时标输出。本装置中的测量系统软件，参见附图6，由数据采样程序10、数据处理程序9以及数据通讯程序11三部分组成，装在主系统I中；其中数据处理程序9由功率计算程序91、数字滤波程序92、频谱分析程序93、有效值计算程序94、幅值计算程序95、相位计算程序96 组成。数据采样程序10 :根据高精度锁相输出的采样频率进行采样，把采样频率直接加到AD转换器的转换引脚。AD转换器转换完成后，产生中断，数据采样程序执行，读取AD转换器中的数据。并把数据送入相应的数据暂存区以供数据处理程序使用。数据通讯程序11 :主要是根据主系统送来的命令，控制测量系统的采样。同时把数据处理的结果送给主系统，以供主系统使用。数据处理程序9 :它对数据采样程序所采样的数据进行处理。其中有效值计算程序94把采样数据进行有效值运算处理；功率计算程序91把采样的电压值和电流值相乘并进行平均功率运算处理；数字滤波程序92是为了保证测量基波相位的稳定，在对数据进行频谱分析之前，对数据进行数字FIR滤波；频谱分析程序93对数字滤波后的数据进行频谱分析；幅值计算程序95根据频谱分析结果，计算各次谐波的幅值；相位计算程序96根据频谱分析结果，计算各次谐波的相位。
权利要求1.一种时标标准功率源，其特征在于，它由主系统、测试模块、信号模块、功率放大模块、输出模块、取样模块、同步电路模块和GPS组成；测试模块一端与功率放大模块和取样模块电连接，另一端分别与主系统、信号模块、同步电路模块电连接；同步电路模块另一端与GPS电连接；信号模块另一端与功率放大模块电连接；功率放大模块另一端与输出模块电连接；输出模块另一端与取样模块电连接。
2.按权利要求I所述的时标标准功率源，其特征在于，信号模块由主系统、数字信号处理模块、四象限16位乘法模块、6路数模转换模块组成；主系统分别与数字信号处理模块、6路数模转换模块电连接；数字信号处理模块与四象限16位乘法模块电连接；四象限16位乘法模块(32)与6路数模转换模块电连接；数字信号处理模块接收来自同步电路模块(7)的IPPS和标准相位脉冲信号。
3.按权利要求I所述的时标标准功率源，其特征在于，功率放大模块由2个加法器、功率放大器、反馈电路模块、取样模块组成；一加法器分别与反馈电路模块和功率放大器电连接；另一加法器设在反馈电路模块与取样模块连接电路之间。
4.按权利要求I或2或3所述的时标标准功率源，其特征在于，测试模块由数字信号处理模块、电压边模数转换模块、电流边模数转换模块、电压取样模块、电流取样模块组成；数字信号处理模块一端与主系统电连接，另一端分别与电压边模数转换模块、电流边模数转换模块电连接；电压边模数转换模块另一端与电压取样模块电连接；电流边模数转换模块另一端与电流取样模块电连接。
专利摘要本实用新型提供一种时标标准功率源，它由主系统、测试模块、信号模块、功率放大模块、输出模块、取样模块、同步电路模块和GPS组成。它的效果在于1.适应面宽，它既可对厂站端的相量测量装置PMU进行有效检测，又可对数字化仪表等进行有效检测；也可适应模拟化装置的检测；2.三相标准电压、电流功率源输出相位可与我国北斗卫星授时系统同步，同时可以兼容同步GPS；3.可为WAMS系统在国内推广提供技术支持，满足电网调度自动化系统的要求。
文档编号G01R1/28GK202661493SQ20122010349
公开日2013年1月9日 申请日期2012年3月7日 优先权日2012年3月7日
发明者李力华, 熊水发, 周向东 申请人:江西八达电子有限公司