专利名称：基于嵌入式数字化电能质量在线监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电能质量监测装置，具体为一种基于嵌入式数字化电能质量在线监测装置。
背景技术：
国内以安徽某公司为代表开发的基于工控机结构的变电站多回路电能质量在线监测装置。该装置由于采用工控机作为系统的核心处理部分，存在机械转动部分，长期运行实际效果不理想，故障率较高，以及设计方面的缺陷，其并不能真正实现变电站多条回路的同步监测。以深圳某公司为代表开发的基于嵌入式的变电站单回路电能质量在线监测装置，对于变电站来说，一般需要对进线和出线多条回路进行监测，单回路显然无法满足要求，这就需要采用多台设备进行监测，这无形中增加了用户的成本。同时多台设备的同步问题也是需要解决的。由于采用flash作为存储设备，受到容量限制，在网络通讯中断的情况下，只能保存一个星期的历史数据。国外以加拿大Power Measurement公司、瑞典联合电力和美国电力士为代表,主要是基于嵌入式的变电站单回路电能质量在线监测装置，其不足之处同上。过去电能质量的研究主要集中在与谐波相关的稳态电能质量上，由于受到监测技术的限制，对供电系统中普片存在的诸如电压骤降、电压骤升、暂态扰动等各种动态电能质量问题的研究较少。随着配电系统中电能质量水平与用户对其要求之间的差距日益加大，所带来的各种问题已引起各国电力工作者的高度重视，动态电能质量也已成为供电部门和广大用户共同关注的问题。
实用新型内容本实用新型所解决的技术问题在于提供一种基于嵌入式数字化电能质量在线监测装置，以解决上述背景技术中的问题。本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现基于嵌入式数字化电能质量在线监测装置，包括第一 ARM9芯片、DSP芯片和第二ARM9芯片，数字信号输入端连接第一 ARM9芯片，所述第一 ARM9芯片和DSP芯片连接第一双口 RAM芯片，所述DSP芯片和第二 ARM9芯片连接第二双口 RAM芯片，所述第二 ARM9芯片分别连接通讯模块、键盘及液晶显示器。所述DSP芯片为浮点DSP芯片。与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在随着统一平台的大量建设，意味着未来只有符合国际标准IEEE PQDIF/IEC 61850的装置才能更有发展的空间，而本实用新型可以顺利与各类监控中心集成，方便实现装置互通，解决了过去装置的局限性，满足了供电部门对各种动态电能质量监测的需求；随着该标准被确立为国内采用行业标准，则该实用新型可以节约其他国内产品需要的2-3年左右的改型时间。
图I为本实用新型基于嵌入式数字化电能质量在线监测装置的较佳实施例的框图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。如图I所示，基于嵌入式数字化电能质量在线监测装置，包括第一 ARM9芯片、DSP芯片和第二 ARM9芯片，数字信号输入端连接第一 ARM9芯片，所述第一 ARM9芯片和DSP芯片连接第一双口 RAM芯片，所述DSP芯片和第二 ARM9芯片连接第二双口 RAM芯片，所述第二 ARM9芯片分别连接通讯模块、键盘及液晶显示器。所述DSP芯片为浮点DSP芯片。本实用新型采用三个CPU并行工作。所述三个CPU分别为第一 ARM9芯片、DSP芯片和第二ARM9芯片，所述第一 ARM9芯片解析数字信号，解析出来的数字信号存储到第一双口 RAM芯片中，所述两片双口 RAM芯片构成乒乓结构，通过中断方式，由浮点DSP芯片读取第一双口 RAM芯片中的原始数据，并进行计算得到与电能质量相关的计算结果。所述浮点DSP芯片计算完成后，把相关的计算结果和原始采样数据存储到第二双口 RAM芯片中，存储完成后，通过中断方式通知第二 ARM9芯片，所述第二 ARM9芯片读取计算结果并完成存储、显示、通讯工作。本实用新型将极大的简化接线，具有很大的灵活性。为了技术的实现，本实用新型在设计中采用了浮点DSP芯片。计算速度快，处理能力强，因浮点DSP芯片的强大的对浮点数据分析处理能力，可以真正实现变电站多回路电能质量的同步。本实用新型装置采用了嵌入式装置，通过ARM9处理器的MMU内存管理单元，从硬件上采用LINUX嵌入式操作系统。由于电能质量数据属于海量数据，LINUX操作系统为电能质量数据管理和传输提供非常完善的、强大的文件管理和网络功能，同时可方便快速导入导出数据、同时支持远程维护和升级。本实用新型有别于传统技术的创新之处在于装置通信单元与后台服务器采用基于61850通讯规约和兼容PQDIF文件的传输格式。由于核心处理板采用多CPU和双口 RAM的并发通讯模式，保证了数据采集、数据计算、数据传输的同步进行。监测系统可以实现的算法很多，在电压不平衡度和负序电流的分析中，最准确的方法是应用对称分量法，分别求出正序分量和负序分量，再求出不平衡度。其它的方法都是近似计算。在进行闪变分析时，按照GB 12326-2000中8. I的规定“各种类型的电压波动均可以用符合IEC 61000-4-15的闪变仪直接测量来评估，这是闪变量值判定的基准方法。”除基准方法外，还有其它各种近似的方法，但都不如基准方法精确。 本实用新型通过配置可以满足不同规模的电能质量监测需要。在发电机组和电网正常运行时分析稳态的电能质量数据；在电力系统故障、发生大扰动时，启动录波功能，记录暂态数据。装置中配备例如是电子盘、CF卡等的存储卡(未图示)其中存储卡存储以暂态数据记录方式记录的数据和电能质量稳态数据，这些数据在网络通讯正常和不正常时都在存储卡存储，循环存储，可保存半年。这样的多重化冗余存储保证了数据记录的可靠性。本实用新型采用了嵌入式硬件系统，取消风扇等机械旋转部件，提高了硬件系统的可靠性，确保可靠测量和记录。整体采用模块化部件和一体化结构的设计。本发明通过基于GPS技术的变电站同步授时综合方案实现了数据采集和传输的同步。装置采用网络化分布式数据采集，使用嵌入式通信模块和嵌入式实时多任务软件架构设计。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.基于嵌入式数字化电能质量在线监测装置，其特征在于，包括第一ARM9芯片、DSP芯片和第二 ARM9芯片，数字信号输入端连接第一 ARM9芯片，所述第一 ARM9芯片和DSP芯片连接第一双口 RAM芯片，所述DSP芯片和第二 ARM9芯片连接第二双口 RAM芯片，所述第二ARM9芯片分别连接通讯模块、键盘及液晶显示器。
2.根据权利要求I所述的基于嵌入式数字化电能质量在线监测装置，其特征在于，所述DSP芯片为浮点DSP芯片。
专利摘要基于嵌入式数字化电能质量在线监测装置，包括第一ARM9芯片、DSP芯片和第二ARM9芯片，数字信号输入端连接第一ARM9芯片，所述第一ARM9芯片和DSP芯片连接第一双口RAM芯片，所述DSP芯片和第二ARM9芯片连接第二双口RAM芯片，所述第二ARM9芯片分别连接通讯模块、键盘及液晶显示器。本实用新型可以顺利与各类监控中心集成，方便实现装置互通，解决了过去装置的局限性，满足了供电部门对各种动态电能质量监测的需求。
文档编号G01R31/00GK202486247SQ201220138208
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日
发明者张波 申请人:合肥易通电力科技有限公司