专利名称：一种基于fpga处理器和arm处理器的风电网无功补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子技术领域，提供了一种基于FPGA处理器和ARM处理器的风电网无功补偿装置。
背景技术：
目前我国风电电网存在的电能质量问题主要有电压波形畸变、电压波动、闪变、三相不平衡等等，它们最终将导致诸多危害性事故的发生。例如，高次谐波和三相不平衡问题会引起中小型发电机的转子受到损害，对继电保护和自动装置产生严重干扰，导致其误操作事件的发生。高次谐波更可能通过在电网中产生谐振而产生谐波放大，进一步对电网中的其他电力设备造成危害。在我国，已经发生了多起由于电网电能质量状况的恶化而产生的危害性事故。例如，某电网220KV线路曾因电网谐波问题而发生跳闸，导致该地区大面积的停电事故。又如，某电厂向电气铁道和电弧炉供电的10丽气轮发电机转子因谐波，三·相不平衡和闪变等问题导致部件嵌装面过热受损事故。为了解决这些普遍存在的因电能质量问题而引发的事故，必须对电能质量加以重视和规范，制定相关的规章制度，予以严格的监控和落实。要改善电网的电能质量，首要任务就是大力开发能够对电网电能质量进行监测的各类设备和仪器。风力发电的显著特点之一是它的波动性和间接性，直接导致了风电场并网运行时的电能质量问题，这些问题包括风力发电机组投入、退出运行所引起的电压骤变，风速波动所引起的功率和电压波动，湍流和塔影效应所引起的电压闪变，电力电子接口所产生的谐波以及风电场从系统吸收无功功率等。电压闪变可以导致风力发电机跳闸，进而产生更大的电压波动。当风电场与脆弱电网相联时，电压闪变和电压波动会给电网运行带来很大的麻烦。风力发电机并网用的电力电子装置，在运行中会产生相应的谐波，注入电网后，会使输变电设备产生附加损耗、降低容量，严重时还会引起谐振，损坏电气设备。然而风电场并网运行的电能质量问题可以不同程度地通过风电场无功功率补偿加以解决。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种对电网质量进行检测并能够及时对电网进行无功补偿的一种基于FPGA处理器和ARM处理器的风电网无功补偿装置。本实用新型为实现上述目的采用以下技术方案一种基于FPGA处理器和ARM处理器的风电网无功补偿装置，其特征在于包括用于采集电网电流信号和电压信号的互感器单元、用于采集到的电压信号和电流信号中的滤去高频分量的抗混叠滤波单元、用于将采集到的电流信号和电压信号转换问数字信号的A/D转换器、对数字信号进行处理和输出驱动信号控制晶闸管驱动单元的FPGA处理器、对采集到的数据进行通信传输和存储的ARM处理器、由电容、电感和晶闸管开关器件组成的无功补偿单元，所述互感器单元包括电压互感器和和电流互感器，互感器单元、抗混叠滤波单元、A/D转换器和FPGA处理器顺序连接，所述FPGA处理器连接有晶闸管驱动单元和ARM处理器，所述晶闸管驱动单元连接无功补偿单元。 所述ARM处理器还连接有用于显示工作信息的显示模块，用于设置工作状态的键盘模块、用于存储记录工作信息的SD存储器，用于将无功补偿信息和设备工作状态上传到上位机的GPRS模块和以太网接口。所述的电压互感器采用SPT204V型号，电流互感器采用SCT254FK型号。所述GPRS模块采用MC35i型号。一、本实用新型通过FPGA处理器对电 网质量情况进行分析，对电网及时的作出无功补偿，稳定电网工作状态，提高电网质量。二、本实用新型具有GPRS无线通信功能，可以随时随地得知各个监测点的实时数据，并能通过远程控制技术做到随时对任意监测点进行修改设置和特殊的检测，可以在任何地方时间查看电能质量检测装置所记录的数据并在上位机上进行细致深入的分析，如果有任何地方的异常电力事件发生电能质量检测装置能够以最快的速度进行报警提示，并且通过原始资料可以在电脑上检查出出现问题的设备号和设备所在地，以便工作人员及时的进行故障处理，提高整个电网的稳定性。
图I为本实用新型的系统方框图。
具体实施方式
下面对本实用新型做进一步的说明本实用新型提供了一种基于FPGA处理器和ARM处理器的风电网无功补偿装置，其特征在于包括电压互感器模块完成强电信号到弱电信号的转换；电流互感器模块完成强电信号到弱电信号的转换；抗混叠滤波器滤去高频分量；锁相倍频模块完成两个信号相位同步的自动控制，和频率的整数倍增加；A / D模块将模拟信号转化为数字信号；FPGA处理器对数字信号进行处理，控制整个电能质量监测仪的运行；晶闸管驱动单元完成将FPGA处理器输出的如电信号转换为晶闸管开关器件的驱动信号；无功补偿单元包括电容、电感和晶闸管开关器件；FLASHl :用于存储FPGA处理器启动程序、启动参数、操作系统、文件系统及其硬件驱动程序和应用程序代码；SDRAMl :用于FPGA处理器运行操作系统程序、文件系统和暂存采集过来的数据；ARM处理器对采集到的数据进行通信传输和存储；FLASH2:用于存储ARM处理器启动程序、启动参数、操作系统、文件系统及其硬件驱动程序和应用程序代码；SDRAM2 :用于ARM处理器运行系统程序、文件系统和暂存采集过来的数据；显示模块显示工作信息；键盘模块设置工作状态；[0029]SD存储器存储采集到的信号以及相应的计算结果；GPRS模块用于通过GPRS无线网络与上位机进行数据通信；以太网接口用于与上位机通信；复位模块负责系统芯片的复位；所述电压互感器模块和电流互感器模块将电网电压和电流转换成弱电模拟信号后送给抗混叠滤波器滤去高频分量后送给A/D转换器，且锁相倍频模块同时触发A/D转换器，实现A/D转换器对电压和电流的同步采样，A/D转换器将模拟信号转换为数字信号后送给FPGA处理器，FPGA处理器读取转换的结果，并以电能质量性能指标为基础，完成对电压、电流、功率等相应的数据运算，一方面FPGA处理器输出控制脉冲给晶闸管驱动单元，晶闸管驱动单元驱动无功补偿单元的晶闸管开关器件是无功补偿单元投入电网，对电网进行无功补偿，另一方面ARM处理器向FPGA处理器发送命令，FPGA处理器回送测量的数据及运算结果，ARM处理器再按照事先设定的程序进行本地存储或通过GPRS传到上位机，并且通过·键盘模块的操作和显示模块的配合实现本地显示；所述的电压互感器采用SPT204V型号，电流互感器采用SCT254FK型号。所述A/D转换器采用ADS7864芯片。所述FPGA处理器采用EP2C35F484C8芯片。所述ARM处理器采用AT91RM9200芯片。所述GPRS模块采用MC35i型号。
权利要求1.一种基于FPGA处理器和ARM处理器的风电网无功补偿装置，其特征在于包括用于采集电网电流信号和电压信号的互感器单元、用于采集到的电压信号和电流信号中的滤去高频分量的抗混叠滤波单元、用于将采集到的电流信号和电压信号转换问数字信号的A/D转换器、对数字信号进行处理和输出驱动信号控制晶闸管驱动单元的FPGA处理器、对采集到的数据进行通信传输和存储的ARM处理器、由电容、电感和晶闸管开关器件组成的无功补偿单元，所述互感器单元包括电压互感器和和电流互感器，互感器单元、抗混叠滤波单元、A/D转换器和FPGA处理器顺序连接，所述FPGA处理器连接有晶闸管驱动单元和ARM处理器，所述晶闸管驱动单元连接无功补偿单元。
2.根据权利要求I所述的一种基于FPGA处理器和ARM处理器的风电网无功补偿装置，其特征在于所述ARM处理器还连接有用于显示工作信息的显示模块，用于设置工作状态的键盘模块、用于存储记录工作信息的SD存储器，用于将无功补偿信息和设备工作状态上传到上位机的GPRS模块和以太网接口。
3.根据权利要求I所述的一种基于FPGA处理器和ARM处理器的风电网无功补偿装置，其特征在于所述的电压互感器采用SPT204V型号，电流互感器采用SCT254FK型号。
4.根据权利要求I所述的一种基于FPGA处理器和ARM处理器的风电网无功补偿装置，其特征在于所述GPRS模块采用MC35i型号。
专利摘要本实用新型涉及电力电子技术领域，提供了一种基于FPGA处理器和ARM处理器的风电网无功补偿装置，互感器单元、抗混叠滤波单元、A/D转换器、FPGA处理器、ARM处理器、无功补偿单元，所述互感器单元包括电压互感器和和电流互感器，互感器单元、抗混叠滤波单元、A/D转换器和FPGA处理器顺序连接，所述FPGA处理器连接有晶闸管驱动单元和ARM处理器，所述晶闸管驱动单元连接无功补偿单元。本实用新型不仅能够对电网及时的作出无功补偿，而且能够实时检测电网各个点的电能质量情况，并通过GPRS无线网络将采集到的数据传送给上位机，如电网出现故障，以便工作人员根据上传的数据对电网故障点进行确定和故障排除。
文档编号H02J3/18GK202797997SQ20122047102
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者高巍, 李波 申请人:成都讯易达通信设备有限公司