一种换流阀回报脉冲动态性能的模拟系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种换流阀回报脉冲动态性能的模拟系统，属于特高压直流输电技术 领域。
【背景技术】
[0002] 换流阀是高压直流输电系统的关键性设备，阀控系统是换流阀的控制和监视设 备，阀控系统的稳定可靠工作是换流阀稳定运行的保障。由于在特高压直流输电过程中，换 流阀实际运行的工况非常复杂，因此在对阀控系统的测试过程中就需要引入一些的动态测 试方法，以验证在复杂工况下阀控系统的功能表现。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种换流阀回报脉冲动态性能的模拟系统，以实现对阀控系 统的回报脉冲监视以及触发功能的测试。
[0004] 本发明为解决上述技术问题提供了一种换流阀回报脉冲动态性能的模拟系统，该 模拟系统包括后台主机和模拟装置，后台主机与模拟装置连接，用于向模拟装置传输回报 脉冲配置信息，信号模拟装置根据接收到配置信息换算出回报脉冲的发送时序，并按照该 时序发送至阀控系统，所述的信号模拟装置包括通讯控制单元、逻辑控制控制单元、模拟信 号输出单元和电光转换模块，通讯控制单元通过后台通信接口与后台主机通信连接，逻辑 控制单元的输入端与通讯控制单元连接，逻辑控制单元的输出端与模拟信号输出单元输入 端连接，模拟信号输出单元的输出端与电光转换模块的输入端连接，电光转换模块的输出 端用于连接阀控系统。
[0005] 所述的后台主机向模拟装置发送的回报脉冲配置信息包含回报脉冲的脉宽与距 离的命令信息。
[0006] 所述后台主机以报文的形式向模拟装置传输回报脉冲配置信息。
[0007] 所述的报文中添加校验码，模拟装置接收到一帧完整的报文后需对报文进行校 验，校验正确的报文才会被模拟装置执行。
[0008] 所述后台主机向模拟装置发送的报文长度为7字节，其中首尾两字节为开始和结 束标志，第2字节~第6字节为有效报文内容，其中第5位、第6位字节是对前3字节计算 的校验码的高低字节。
[0009] 所述如果模拟装置接收到的通信报文的前3个字节均为0x00,则表示后台主机发 送的为重置命令，模拟装置收到该重置命令后清除所有已接收到的回报脉冲配置信息。
[0010] 所述模拟装置以CP有效时刻为参考零点，来控制回报脉冲的发送距离。
[0011] 所述逻辑控制单元采用MCU芯片实现，模拟信号输出单元采用FPGA实现。
[0012] 所述的模拟装置所使用的通信层包括物理层、数据链路层和应用层，其中物理层 采用光纤作为传输介质，数据链路层采用MCU芯片进行后台数据通讯，并使用FPGA完成模 拟信号输出收发控制，应用层采用C#语言开发的应用程序进行数据处理。
[0013] 本发明的有益效果是：本发明的换流阀回报脉冲动态性能的模拟系统包括后台 主机和模拟装置，后台主机与模拟装置连接，用于向模拟装置传输回报脉冲配置信息，信号 模拟装置根据接收到配置信息换算出回报脉冲的发送时序，并按照该时序发送回报脉冲至 阀控系统。本发明能够很好的模拟换流阀回报脉冲动态性能，实现对换流阀回报脉冲的动 态模拟，以测试阀控系统的回报脉冲监视以及触发功能。
【附图说明】
[0014] 图1是回报脉冲控制逻辑示意图；
[0015]图2是本发明信号模拟装置内部控制逻辑示意图；
[0016] 图3是本发明信号模拟装置通信层次结构图；
[0017] 图4是回报脉冲通过CP确定发送位置示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步的说明。
[0019] 本发明的换流阀回报脉冲动态性能的模拟系统包括后台主机和模拟装置，后台主 机与模拟装置连接，用于向模拟装置传输回报脉冲配置信息，信号模拟装置根据接收到配 置信息换算出回报脉冲的发送时序，并按照该时序发送至阀控系统，其中信号模拟装置包 括通讯控制单元、逻辑控制控制单元、模拟信号输出单元和电光转换模块，通讯控制单元通 过后台通信接口与后台主机通信连接，逻辑控制单元的输入端与通讯控制单元连接，逻辑 控制单元的输出端与模拟信号输出单元输入端连接，模拟信号输出单元的输出端与电光转 换模块的输入端连接，电光转换模块的输出端通过电光隔离模块用于连接阀控系统。
[0020] 本实施例中逻辑控制单元采用MCU芯片实现，模拟信号输出单元采用FPGA实现， 后台主机向信号模拟装置发送的配置信息主要包含回报脉冲的脉宽与距离的命令信息，信 号模拟装置向阀控系统发送触发控制脉冲信号与回报脉冲信号。通过后台主机与模拟装置 连接，以编码报文的形式向模拟装置传输回报脉冲配置信息，模拟装置接收到通信报文后， 根据自身产生的CP(ControlPulse，触发控制脉冲）位置，换算出回报脉冲的发送时序，驱 动电光转换模块发送光信号至阀控系统。本发明所使用的通信层次结构如图3所示，通信 层次分别为物理层、数据链路层和应用层。其中物理层采用光纤作为传输介质；数据链路层 采用MCU芯片进行后台数据通讯，使用FPGA完成模拟信号输出收发控制；应用层采用C#语 言开发的应用程序进行数据的处理。
[0021] 为了确保数据传输的可靠性，后台主机与模拟装置之间的数据传输包含校验功 能，在本发明中通信数据传输采用CRC校验。
[0022] 本实施例中后台主机向模拟装置发送的报文格式如表1所示，报文的长度为7字 节，其中首尾两字节为开始和结束标志，第2字节至第6字节为有效报文内容，其中第5位 和第6位字节是对前3字节计算的CRC校验码的高低字节。报文中的第2字节至第4字节 内容反映的是回报脉冲的配置信息，第2字节表示回报脉宽设置信息，取值范围为0x00~ OxFF，对应回报脉冲的脉宽为Ous~255us;第3字节、第4字节为回报脉冲距离设置信息， 取值范围为0x00~0x4ElF，对应回报脉冲的距离为Ous~19999us(对应一个CP周期）， 模拟装置以CP有效时刻为参考零点，来控制回报脉冲的发送距离。如果模拟装置接收到的 通信报文的前3个字节都为0x00,则表示主机后台发送重置命令，模拟装置会清除所有已 接收到的回报脉冲配置信息。
[0023] 表 1
[0024]
[0025] 该装置的具体工作过程如下：后台主机根据需要向模拟装置发送包含回报脉冲配 置信息的通信报文，模拟装置接收到来自该后台主机的通信报文后，会对前3个字节重新 计算CRC校验码，并与第5位、第6位字节进行比对，如果2者一致，会认为该报文为有效报 文，模拟装置会执行该报文信息，如果CRC校验比对不一致，则会舍弃该报文。模拟装置中 的MCU对通过校验比对结果一致的报文进行解析，从报文中获取回报脉冲的配置信息，包 括回报脉冲的脉宽和回报脉冲的距离设置信息，并根据自身产生的CP(ControlPulse，触 发控制脉冲）位置，换算出回报脉冲的发送时序，由FPGA驱动电光转换模块发送光信号至 阀控系统，从而实现换流阀回报脉冲动态性能的模拟。
【主权项】
1. 一种换流阀回报脉冲动态性能的模拟系统，其特征在于，该模拟系统包括后台主机 和模拟装置，后台主机与模拟装置连接，用于向模拟装置传输回报脉冲配置信息，信号模拟 装置根据接收到配置信息换算出回报脉冲的发送时序，并按照该时序发送至阀控系统，所 述的信号模拟装置包括通讯控制单元、逻辑控制控制单元、模拟信号输出单元和电光转换 模块，通讯控制单元通过后台通信接口与后台主机通信连接，逻辑控制单元的输入端与通 讯控制单元连接，逻辑控制单元的输出端与模拟信号输出单元输入端连接，模拟信号输出 单元的输出端与电光转换模块的输入端连接，电光转换模块的输出端用于连接阀控系统。2. 根据权利要求1所述的换流阀回报脉冲动态性能模拟系统，其特征在于，所述的后 台主机向模拟装置发送的回报脉冲配置信息包含回报脉冲的脉宽与距离的命令信息。3. 根据权利要求2所述的换流阀回报脉冲动态性能模拟系统，其特征在于，所述后台 主机以报文的形式向模拟装置传输回报脉冲配置信息。4. 根据权利要求3所述的换流阀回报脉冲动态性能模拟系统，其特征在于，所述的报 文中添加校验码，模拟装置接收到一帧完整的报文后需对报文进行校验，校验正确的报文 才会被模拟装置执行。5. 根据权利要求4所述的换流阀回报脉冲动态性能模拟系统，其特征在于，所述后台 主机向模拟装置发送的报文长度为7字节，其中首尾两字节为开始和结束标志，第2字节~ 第6字节为有效报文内容，其中第5位、第6位字节是对前3字节计算的校验码的高低字节。6. 根据权利要求5所述的换流阀回报脉冲动态性能模拟系统，其特征在于，所述如果 模拟装置接收到的通信报文的前3个字节均为0x00,则表示后台主机发送的为重置命令， 模拟装置收到该重置命令后清除所有已接收到的回报脉冲配置信息。7. 根据权利要求4述的换流阀回报脉冲动态性能模拟系统，其特征在于，所述模拟装 置以CP有效时刻为参考零点，来控制回报脉冲的发送距离。8. 根据权利要求1-7中任一项所述的换流阀回报脉冲动态性能模拟系统，其特征在 于，所述逻辑控制单元采用MCU芯片实现，模拟信号输出单元采用FPGA实现。9. 根据权利要求8所述的换流阀回报脉冲动态性能模拟系统，其特征在于，所述的模 拟装置所使用的通信层包括物理层、数据链路层和应用层，其中物理层采用光纤作为传输 介质，数据链路层采用MCU芯片进行后台数据通讯，并使用FPGA完成模拟信号输出收发控 制，应用层采用C#语言开发的应用程序进行数据处理。
【专利摘要】本发明涉及一种换流阀回报脉冲动态性能的模拟系统，属于特高压直流输电技术领域。本发明的换流阀回报脉冲动态性能的模拟系统包括后台主机和模拟装置，后台主机与模拟装置连接，用于向模拟装置传输回报脉冲配置信息，信号模拟装置根据接收到配置信息换算出回报脉冲的发送时序，并按照该时序发送回报脉冲至阀控系统。本发明能够很好的模拟换流阀回报脉冲动态性能，实现对换流阀回报脉冲的动态模拟，以测试阀控系统的回报脉冲监视以及触发功能。
【IPC分类】G05B23/02, G05B17/02
【公开号】CN105242663
【申请号】CN201510703381
【发明人】祁招, 田兰芳, 胡子健, 杨会磊, 魏卓, 张中强, 滕飞, 赵起超, 张学成, 龚晓伟, 王春生
【申请人】许继电气股份有限公司, 国家电网公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月23日