一种基于宽带载波的电力数据采集系统的制作方法

本发明涉及电力数据采集技术领域，具体涉及一种基于宽带载波的电力数据采集系统。

背景技术：

电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的整体，称为电力网，简称电网。它包含变电、输电、配电三个单元。电力网的任务是输送与分配电能，改变电压；电力系统运行、分析人员对电网特性的准确把握依赖于基于电网模型的实时监测分析。准确的电网参数是形成准确的电网模型进行电力系统计算的基础。因此，提高电网参数的准确性和可靠性，对特大电网的安全稳定运行具有重大意义。

电表是用来测量电能的仪表，又称电度表，常见于居民用电量数据采集时使用。现有的家用电表，在采集电量数据后需要人工读取，造成人工成本较大。随后又发展为具有有线数据传输功能的智能电表，但是该智能电表多基于rs485、rs232等有线数据传输，传输距离近、易受干扰，限制了本地与终端服务器的传输通信，数据传输的可靠性和稳定性无法得到保障。另外，现有电表在采集时只采集了电量，其他电力参数并未采集，不能满足技术人员对整个电力系统的分析，同时电力公司的工作人员无法实时掌握电表的工作情况。

技术实现要素：

本发明克服了上述电力应急抢修的通信系统的缺陷，提供了一种新的基于宽带载波的电力数据采集系统。本发明的电力数据采集方法简单，通过ofdm技术和电力线载波技术发送参数信号能够提高数据传输的抗干扰能力，并降低通信误码率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于宽带载波的电力数据采集系统，其特征在于，所述的电力数据采集系统包括数据采集模块、程序模块、微处理芯片和数据传输模块，其中，

所述的数据采集模块与微处理芯片电连接；

所述的微处理芯片与数据传输模块电连接；

所述的程序模块存储在所述微处理器芯片上，且所述程序模块能被所述微处理器执行时实现以下步骤：

s1：通过数据采集模块采集电力运行设备的参数，得到参数信号；

s2：参数信号通过传输线路发送至微处理芯片；

s3：微处理芯片对参数信号进行分析计算；

s4：微处理芯片通过数据传输模块将计算结果发送至终端服务器。

在一种优选的方案中，所述的数据采集模块包括时钟信号采集器、电压互感器、电流互感器、模数转换器和fpga，其中，

所述的时钟信号采集器的输入端作为数据采集模块的输入端，数据采集模块的输出端与fpga的输入端电连接；

所述的电压互感器的输入端作为数据采集模块的输入端，电压互感器的输出端与模数转换器的输入端电连接；

所述的电流互感器的输入端作为数据采集模块的输入端，电流互感器的输出端与模数转换器的输入端电连接；

所述的模数转换器的输出端与fpga的输入端电连接。

本优选方案能够达到对电力运行设备数据统一采集的目的，从而实现了获取电力运行设备同一时间截面的数据信息的技术效果。

在一种优选的方案中，所述的数据传输模块包括通信接口、通信控制处理器、数字信号处理器、信号放大器和信号连接器，其中，

所述的通信接口的输入端作为数据传输模块的输入端，通信接口的输入端与微处理芯片的输出端通过电连接或无线连接的方式进行信号传输；

所述的通信接口的输出端与通信控制处理器的输入端电连接；

所述的通信控制处理器的输出端与数字信号处理器的输入端电连接；

所述的数字信号处理器的输出端与信号放大器的输入端电连接；

所述的信号放大器的输出端与信号连接器的输入端电连接，信号连接器的输出端作为数据传输模块的输出端。

本优选方案提供了高速、安全和稳定的数据通道，保障了电量信息、应用和数据的实时高速采集和传输。

在一种优选的方案中，所述的通信接口是rs485接口或rs232接口或zigbee接口。本优选方案提供了多种通信接口，增强适用性。

在一种优选的方案中，所述的通信控制处理器是嵌入式低压电力载波通信控制处理器。本优选方案中的嵌入式低压电力载波通信控制处理器具有性能稳定，抗干扰能力强，信息传输精确的特点，同时还具有将信号通过电力线通信技术加载到电力线的功能。

在一种优选的方案中，所述的数字信号处理器是bsp-15宽带信号处理器，所述的bsp-15宽带信号处理器对通信控制处理器传送的信号进行ofdm调制，得到ofdm调制信号。本优选方案中，bsp-15宽带信号处理器具有高性能、低功耗的特点，能够提高信号处理效率。ofdm调制能够降低通信误码率，提高通信速率。

在一种优选的方案中，所述的信号连接器是信号耦合器，所述的信号耦合器用于信号的分离、混合，使信号具有较好的耦合度。

在一种优选的方案中，所述的数据传输模块还包括存储器，所述的存储器与通信控制处理器电连接，存储器与通信控制处理器进行双向通信。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

（1）电力数据采集方法简单，通过ofdm技术和电力线载波技术发送电力数据信号能够提高数据传输的抗干扰能力，并降低通信误码，实现数据的高速采集和传输。

（2）采用的数据采集模块能够达到对电力运行设备数据统一采集的目的，从而实现了获取电力运行设备同一时间截面的数据信息的技术效果。

附图说明

图1为实施例结构图。

图2为实施例数据采集模块结构图。

图3为实施例数据传输模块结构图。

图4为实施例工作流程图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，一种基于宽带载波的电力数据采集系统，包括数据采集模块、程序模块、微处理芯片和数据传输模块，数据采集模块与微处理芯片电连接；微处理芯片与数据传输模块电连接。

其中，如图2所示，数据采集模块包括时钟信号采集器、电压互感器、电流互感器、模数转换器和fpga，

时钟信号采集器的输入端作为数据采集模块的输入端，数据采集模块的输出端与fpga的输入端电连接；

电压互感器的输入端作为数据采集模块的输入端，电压互感器的输出端与模数转换器的输入端电连接；

电流互感器的输入端作为数据采集模块的输入端，电流互感器的输出端与模数转换器的输入端电连接；

模数转换器的输出端与fpga的输入端电连接。

其中，如图3所示，数据传输模块包括rs485接口、嵌入式低压电力载波通信控制处理器、bsp-15宽带信号处理器、信号放大器、信号耦合器和存储器，

存储器与嵌入式低压电力载波通信控制处理器电连接，存储器与嵌入式低压电力载波通信控制处理器电连接进行双向通信；

rs485接口的输入端作为数据传输模块的输入端，通信接口的输入端与微处理芯片的输出端通过电连接的方式进行信号传输；

rs485接口的输出端与嵌入式低压电力载波通信控制处理器的输入端电连接；

嵌入式低压电力载波通信控制处理器的输出端与bsp-15宽带信号处理器的输入端电连接；

bsp-15宽带信号处理器的输出端与信号放大器的输入端电连接；

信号放大器的输出端与信号耦合器的输入端电连接，信号耦合器的输出端作为数据传输模块的输出端。

如图4所示，本实施例工作流程如下：

s1：通过数据采集模块采集电力运行设备的参数，得到参数信号；所得的参数信号包括时钟信号、基波相角、基波幅值、谐波相角及幅值，其中，由于电压互感器和电流互感器得到的是模拟信号，因此需要通过模数转换器转化为数字信号。

s2：参数信号通过传输线路发送至微处理芯片；

s3：微处理芯片对参数信号进行分析计算；

s4：存储器对信号进行存储；

s5：嵌入式低压电力载波通信控制处理器将原始信号转变为可以加载到电力线的信号；

s6：bsp-15对信号进行ofdm调制，得到ofdm调制信号；

s7：信号放大器对ofdm调制信号进行放大，得到放大信号；

s8：信号耦合器将放大信号通过加载到电力线上。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。