专利汇可以提供一种智能变电站合并单元特性的仿真装置及其仿真方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及电 力 系统各 电压 等级动态仿真装置及其仿真方法,具体涉及一种智能变电站合并单元特性的仿真装置及其仿真方法。该装置符合DL/T860通信规约,本装置的功能是接收多个传统电压、 电流 互感器的二次 信号 ,并转换为符合DL/T860.92和GB/T20840.8的光 数字信号 ,同时可仿真合并单元的各种特性,包括同步和失步特性, 采样 值报文的丢 帧 、延时、延时偏差、延时抖动,采样 频率 偏差及抖动,可实时 修改 采样值报文的同步标志、状态字、品质位,可模拟采样值偏差、 叠加 谐波分量。本发明解决了智能变电站动态模拟仿真过程中针对 电子 式互感器及合并单元异常情况仿真难于实现的问题,可广泛引用与智能变电站二次设备可靠性研究和测试中。,下面是一种智能变电站合并单元特性的仿真装置及其仿真方法专利的具体信息内容。
1.一种智能变电站合并单元特性的仿真装置,所述合并单元用于将互感器的二次信号转换为光数字信号,其特征在于,所述装置包括依次连接的传感器、模数转换器、CPLD、CPU和FPGA;所述FPGA分别与光串口驱动器和光纤以太网模块连接,恒温晶振分别与CPU和FPGA连接;所述装置设有存储器系统和电以太网模块,所述存储器系统分别与CPU和CPLD连接;所述电以太网模块与CPU连接;
所述仿真装置仿真合并单元的以下特性:采样频率偏差及抖动、同步及失步特性、采样值报文的丢帧、延时、延时偏差、延时抖动,实时修改采样值报文的同步标志、状态字、品质位,模拟采样值偏差和叠加谐波分量特性。
2.如权利要求1所述的仿真装置,其特征在于,所述装置包括光纤发送器、光纤收发器和光纤接收器,所述光纤发送器与光串口驱动器连接;所述光纤收发器与光纤以太网模块的光纤以太网PHY芯片连接;所述光纤接收器与FPGA连接,用于将时间同步信号传输给FPGA。
3.如权利要求1所述的仿真装置,其特征在于,所述传感器为24路传感器,用于将来自电力互感器的二次电压和电流转换为幅值为5V的小信号电压;所述模数转换器用于将幅值为5V的小信号电压转换为数字量采样值,所述模数转换器由4片组成16位的模数转换器,每片模数转换器具有6个独立的采样保持器。
4.如权利要求1所述的仿真装置,其特征在于,所述CPU为双核CPU,采用PowerPC内核的MPC8377E,所述CPU内建PCI-E控制器,通过PCI-E总线连接FPGA,用来向FPGA传输经编码、打包之后的采样值报文;所述CPU内建以太网MAC,通过标准的RGMII总线与外部电以太网MAC连接,所述电以太网MAC与RJ45接头连接。
5.如权利要求1所述的仿真装置,其特征在于,所述FPGA用于完成模数转换时间控制、采样值报文发送时间控制和恒温晶振调理任务;
其中,模数转换时间控制包括:实现与外部光纤以太网接口和光串口的通信,并且通过PCI-E总线从CPU获取采样值报文;所述FPGA根据采样值报文的类型选择相应的数据接口,将DL/T860.92格式的采样值报文发送给光纤以太网MAC,将GB/T20840.8格式的采样值报文发送给光串口驱动器;
所述采样值报文发送时间控制包括:采样值报文发送时间由CPU计算得出,FPGA在CPU指定时刻发送采样值报文;
所述恒温晶振调理包括:接收来自全球定位系统GPS的光PPS或者光IRIG-B码的对时信号,并对恒温晶振进行调理,实现系统的时间与全球定位系统GPS同步。
6.如权利要求1所述的仿真装置,其特征在于,所述存储器系统包括Flash存储器和DDR2存储器;所述FLASH存储器通过数据地址线与CPLD的片选信号引脚连接,所述FLASH存储器容量为256Mbit,所述DDR2存储器与CPU连接,DDR2存储器由4片X161G DDR2扩展为64位DDR2。
7.如权利要求1所述的仿真装置,其特征在于,所述光纤以太网模块包括光纤以太网PHY芯片,用于负责DL/T860.92格式采样值报文的发送,其链路层由FPGA实现,物理层由光纤以太网PHY芯片和光纤收发器实现。
8.如权利要求1所述的仿真装置,其特征在于,所述光串口驱动器用于负责GB/T20840.8格式的采样值报文的发送,采用光串口驱动器将来自FPGA的弱信号转换成强信号以驱动光纤发送器;所述电以太网模块作为实现上位机和下位机的通讯接口,由CPU内建的以太网控制器、外部的以太网物理层和RJ45接头组成。
9.如权利要求1所述的仿真装置,其特征在于,所述CPLD用于完成装置内器件的寻址工作以及逻辑功能,逻辑功能包括LED灯的控制和启动模数转换信号。
10.一种智能变电站合并单元特性的仿真方法,其特征在于,所述方法采用的装置为智能变电站合并单元的仿真装置,所述方法包括下述步骤:
步骤一:采样值获取:模数转换器完成转换之后触发CPU中断,进入中断处理程序,在中断处理程序中,CPU获取24路采样值;
步骤二:判断是否模拟丢帧处理:如果要模拟丢帧,则直接跳转至步骤七;否则进入步骤三;
步骤三:采样值处理:所述CPU对采样值进行进一步处理,包括以下方面:①根据采样值报文的通道设置,将采样值复制多份,包括模拟采样值双AD功能;②对要错值处理的通道进行比例放大、数据平移处理;③叠加谐波分量;
步骤四:采样值报文编码;将采样值作为通道数据编码DL/T860.92格式或者GB/T20840.8格式的采样值报文;
步骤五:FPGA计算采样值报文发送时间;
步骤六:将采样值报文、报文发送时间及控制信息发送给PFGA,FPGA根据以上控制信息在CPU的特定时刻通过光纤以太网接口或者光纤串口发送采样值报文;所述控制信息包括发送接口类型、接口号、波特率和编码格式;
步骤七:计算下一采样时刻;所述仿真装置模拟合并单元的同步和失步特性、采样频率的偏差和抖动特性,每一次采样时刻均根据设置计算得出;计算出采样时刻后,CPU将采样时刻信息写入CPLD,CPLD在CPU的指定时刻触发模数转换器的转换启动。
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