專利名稱：一種基于dsp、cpld、arm的風(fēng)電電網(wǎng)電能質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種基于DSP、CPLD、ARM的風(fēng)電電網(wǎng)電能質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)裝技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種基于DSP、CPLD、ARM的風(fēng)電電網(wǎng)電能質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)裝置。
技術(shù)背景[0002]隨著能源危機(jī)日益突出，開發(fā)利用新能源已成為全世界研究的熱點(diǎn)，風(fēng)力發(fā)電作為一種重要的可再生能源形式，越來越受到人們的關(guān)注。隨著制造技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)以超過30 %的速度迅速發(fā)展，風(fēng)能成為世界范圍內(nèi)發(fā)展最快的一種清潔、可再生能源。但是，風(fēng)資源的不確定性和風(fēng)電機(jī)組本 身的運(yùn)行特性使風(fēng)電機(jī)組的輸出功率是波動(dòng)的，可能影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量，如電壓偏差、電壓波動(dòng)和閃變、諧波等，嚴(yán)重時(shí)會(huì)對(duì)弱電電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性造成危害，因此，風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)對(duì)接入電網(wǎng)的影響不容忽視。對(duì)風(fēng)電接入端的電能質(zhì)量進(jìn)行長(zhǎng)期、連續(xù)地監(jiān)測(cè)，從而全面掌握風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量的狀況，為進(jìn)一步研究和改善風(fēng)電電能質(zhì)量提供依據(jù)有著十分重要的意義。[0003]目前我過風(fēng)電電網(wǎng)電能質(zhì)量問題主要有電壓波形畸變、電壓波動(dòng)、閃變、三相不平衡等等，它們最終將導(dǎo)致諸多危害性事故的發(fā)生。例如，高次諧波和三相不平衡問題會(huì)引起中小型發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子受到損害，對(duì)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，導(dǎo)致其誤操作事件的發(fā)生。高次諧波更可能通過在電網(wǎng)中產(chǎn)生諧振而產(chǎn)生諧波放大，進(jìn)一步對(duì)電網(wǎng)中的其他電力設(shè)備造成危害。在我國(guó)，已經(jīng)發(fā)生了多起由于電網(wǎng)電能質(zhì)量狀況的惡化而產(chǎn)生的危害性事故。例如，某電網(wǎng)220KV線路曾因電網(wǎng)諧波問題而發(fā)生跳閘，導(dǎo)致該地區(qū)大面積的停電事故。又如，某電廠向電氣鐵道和電弧爐供電的IOMW氣輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子因諧波，三相不平衡和閃變等問題導(dǎo)致部件嵌裝面過熱受損事故。為了解決這些普遍存在的因電能質(zhì)量問題而引發(fā)的事故，必須對(duì)電能質(zhì)量加以重視和規(guī)范，制定相關(guān)的規(guī)章制度，予以嚴(yán)格的監(jiān)控和落實(shí)。要改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量，首要任務(wù)就是大力開發(fā)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)的各類設(shè)備和儀器。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的一種基于DSP、CPLD, ARM 的風(fēng)電電網(wǎng)電能質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)裝置。[0005]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的采用以下技術(shù)方案[0006]一種基于DSP、CPLD、ARM的風(fēng)電電網(wǎng)電能質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)裝置，其特征在于包括[0007]互感器完成強(qiáng)電信號(hào)到弱電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，包括電壓互感器和電流互感器；[0008]A / D模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；[0009]DSP處理器對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，控制整個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀的運(yùn)行；[0010]ARM處理器對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行通信傳輸和存儲(chǔ)、負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面以及系統(tǒng)的一些擴(kuò)展接口控制；[0011]CPLD :主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)于AD采樣電路和外擴(kuò)串口的一些邏輯和時(shí)序的控制；[0012]外擴(kuò)展接口 用于連接DSP處理器和ARM處理器；[0013]存儲(chǔ)器包括用于DSP處理器程序的存儲(chǔ)的FLASH和解決DSP處理器在計(jì)算過程中內(nèi)部RAM不夠問題的SDRAM ；[0014]人機(jī)界面包括用于顯示工作信息的顯示模塊，用于設(shè)置工作狀態(tài)的鍵盤模塊；[0015]SD存儲(chǔ)器存儲(chǔ)采集到的信號(hào)以及相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果；[0016]GPRS模塊用于通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；[0017]所述互感器將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換成弱電模擬信號(hào)后送給A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器在 CPLD的時(shí)序控制下進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)送給DSP處理器，DSP 處理器讀取A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換的結(jié)果，并以電能質(zhì)量性能指標(biāo)為基礎(chǔ)，完成對(duì)電壓、電流、 功率等相應(yīng)的數(shù)據(jù)運(yùn)算，ARM處理器向DSP處理器發(fā)送命令，DSP處理器回送測(cè)量的數(shù)據(jù)及運(yùn)算結(jié)果，ARM處理器再按照事先設(shè)定的程序進(jìn)行本地存儲(chǔ)或通過GPRS傳到上位機(jī)，并且通過鍵盤模塊的操作和顯示模塊的配合實(shí)現(xiàn)本地顯示；[0018]所述互感器器和A/D轉(zhuǎn)換器連接，DSP處理器與A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、CPLD和外擴(kuò)串口連接，ARM處理器與人機(jī)界面、SD存儲(chǔ)器和GPRS模塊連接。[0019]所述的電壓互感器采用SPT204V型號(hào)，電流互感器采用SCT254FK型號(hào)。[0020]所述A/D轉(zhuǎn)換器采用ADS7864芯片。 所述DSP處理器采用TL16C752芯片。[0022]所述ARM處理器采用AT91RM9200芯片。[0023]所述GPRS模塊采用MC35i型號(hào)。[0024]本實(shí)用新型具有以下有益效果[0025]本實(shí)用新型具有GPRS無線通信功能，可以隨時(shí)隨地得知各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)， 并能通過遠(yuǎn)程控制技術(shù)做到隨時(shí)對(duì)任意監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行修改設(shè)置和特殊的檢測(cè)，可以在任何地方時(shí)間查看電能質(zhì)量檢測(cè)裝置所記錄的數(shù)據(jù)并在上位機(jī)上進(jìn)行細(xì)致深入的分析，如果有任何地方的異常電力事件發(fā)生電能質(zhì)量檢測(cè)裝置能夠以最快的速度進(jìn)行報(bào)警提示，并且通過原始資料可以在電腦上檢查出出現(xiàn)問題的設(shè)備號(hào)和設(shè)備所在地，以便工作人員及時(shí)的進(jìn)行故障處理，提高整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定性。


[0026]圖I為本實(shí)用新型的系統(tǒng)方框圖。
具體實(shí)施方式
[0027]一種基于DSP、CPLD、ARM的風(fēng)電電網(wǎng)電能質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)裝置，其特征在于包括[0028]互感器完成強(qiáng)電信號(hào)到弱電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，包括電壓互感器和電流互感器；[0029]A / D模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；[0030]DSP處理器對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，控制整個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀的運(yùn)行；[0031]ARM處理器對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行通信傳輸和存儲(chǔ)、負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面以及系統(tǒng)的一些擴(kuò)展接口控制；[0032]CPLD :主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)于AD采樣電路和外擴(kuò)串口的一些邏輯和時(shí)序的控制；[0033]外擴(kuò)展接口 用于連接DSP處理器和ARM處理器；[0034]存儲(chǔ)器包括用于DSP處理器程序的存儲(chǔ)的FLASH和解決DSP處理器在計(jì)算過程中內(nèi)部RAM不夠問題的SDRAM ；[0035]人機(jī)界面包括用于顯示工作信息的顯示模塊，用于設(shè)置工作狀態(tài)的鍵盤模塊；[0036]SD存儲(chǔ)器存儲(chǔ)采集到的信號(hào)以及相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果；[0037]GPRS模塊用于通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；[0038]所述互感器將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換成弱電模擬信號(hào)后送給A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器在 CPLD的時(shí)序控制下進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)送給DSP處理器，DSP 處理器讀取A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換的結(jié)果，并以電能質(zhì)量性能指標(biāo)為基礎(chǔ)，完成對(duì)電壓、電流、 功率等相應(yīng)的數(shù)據(jù)運(yùn)算，ARM處理器向DSP處理器發(fā)送命令，DSP處理器回送測(cè)量的數(shù)據(jù)及運(yùn)算結(jié)果，ARM處理器再按照事先設(shè)定的程序進(jìn)行本地存儲(chǔ)或通過GPRS傳到上位機(jī)，并且通過鍵盤模塊的操作和顯示模塊的配合實(shí)現(xiàn)本地顯示；[0039]所述互感器器和A/D轉(zhuǎn)換器連接，DSP處理器與A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、CPLD和外擴(kuò)串口連接，ARM處理器與人機(jī)界面、SD存儲(chǔ)器和GPRS模塊連接。[0040]所述的電壓互感器采用SPT204V型號(hào)，電流互感器采用SCT254FK型號(hào)。[0041 ] 所述A/D轉(zhuǎn)換器采用ADS7864芯片。[0042]所述DSP處理器采用TL16C752芯片。[0043]所述ARM處理器采用AT91RM9200芯片。所述GPRS模塊采用MC35i型號(hào)。[0045]本實(shí)用新型具有GPRS無線通信功能，可以隨時(shí)隨地得知各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)， 并能通過遠(yuǎn)程控制技術(shù)做到隨時(shí)對(duì)任意監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行修改設(shè)置和特殊的檢測(cè)，可以在任何地方時(shí)間查看電能質(zhì)量檢測(cè)裝置所記錄的數(shù)據(jù)并在上位機(jī)上進(jìn)行細(xì)致深入的分析，如果有任何地方的異常電力事件發(fā)生電能質(zhì)量檢測(cè)裝置能夠以最快的速度進(jìn)行報(bào)警提示，并且通過原始資料可以在電腦上檢查出現(xiàn)問題的設(shè)備號(hào)和設(shè)備所在地，以便工作人員及時(shí)的進(jìn)行故障處理，提高整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求1.一種基于DSP、CPLD、ARM的風(fēng)電電網(wǎng)電能質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)裝置，其特征在于包括 互感器完成強(qiáng)電信號(hào)到弱電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，包括電壓互感器和電流互感器；A / D模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；DSP處理器對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，控制整個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀的運(yùn)行；ARM處理器對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行通信傳輸和存儲(chǔ)、負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面以及系統(tǒng)的一些擴(kuò)展接口控制；CPLD :主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)于AD采樣電路和外擴(kuò)串口的一些邏輯和時(shí)序的控制；外擴(kuò)展接口 用于連接DSP處理器和ARM處理器；存儲(chǔ)器FLASH和SDRAM ；人機(jī)界面包括用于顯示工作信息的顯示模塊，用于設(shè)置工作狀態(tài)的鍵盤模塊；SD存儲(chǔ)器存儲(chǔ)采集到的信號(hào)以及相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果；GPRS模塊用于通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；所述互感器將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換成弱電模擬信號(hào)后送給A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器在CPLD的時(shí)序控制下進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)送給DSP處理器，DSP處理器讀取A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換的結(jié)果，并以電能質(zhì)量性能指標(biāo)為基礎(chǔ)，完成對(duì)電壓、電流、功率數(shù)據(jù)運(yùn)算，ARM處理器向DSP處理器發(fā)送命令，DSP處理器回送測(cè)量的數(shù)據(jù)及運(yùn)算結(jié)果，ARM處理器進(jìn)行本地存儲(chǔ)或通過GPRS傳到上位機(jī)，并且通過鍵盤模塊的操作和顯示模塊的配合實(shí)現(xiàn)本地顯示；所述互感器器和A/D轉(zhuǎn)換器連接，DSP處理器與A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、CPLD和外擴(kuò)串口連接，ARM處理器與人機(jī)界面、SD存儲(chǔ)器和GPRS模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于DSP、CPLD、ARM的風(fēng)電電網(wǎng)電能質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)裝置， 其特征在于所述的電壓互感器采用SPT204V型號(hào)，電流互感器采用SCT254FK型號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于DSP、CPLD、ARM的風(fēng)電電網(wǎng)電能質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)裝置， 其特征在于所述A/D轉(zhuǎn)換器采用ADS7864芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于DSP、CPLD、ARM的風(fēng)電電網(wǎng)電能質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)裝置， 其特征在于所述DSP處理器采用TL16C752芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于DSP、CPLD、ARM的風(fēng)電電網(wǎng)電能質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)裝置， 其特征在于所述ARM處理器采用AT91RM9200芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于DSP、CPLD、ARM的風(fēng)電電網(wǎng)電能質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)裝置， 其特征在于所述GPRS模塊采用MC35i型號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種基于DSP、CPLD、ARM的風(fēng)電電網(wǎng)電能質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)裝置，包括互感器器和A/D轉(zhuǎn)換器連接，DSP處理器與A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、CPLD和外擴(kuò)串口連接，ARM處理器與人機(jī)界面、SD存儲(chǔ)器和GPRS模塊。本實(shí)用新型能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)電網(wǎng)各個(gè)點(diǎn)的電能質(zhì)量情況，并通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)將采集到的數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)，如電網(wǎng)出現(xiàn)故障，以便工作人員根據(jù)上傳的數(shù)據(jù)對(duì)電網(wǎng)故障點(diǎn)進(jìn)行確定和故障排除。
文檔編號(hào)G01R31/00GK202794383SQ20122040948
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者高巍, 李波 申請(qǐng)人:成都訊易達(dá)通信設(shè)備有限公司