[发明专利]一种柔性交流输电装置用板卡

说明书

技术领域

本发明属于电力电子装置控制保护技术领域，具体涉及一种柔性交流输电装置用板卡。

背景技术

电力电子装置是由各类电力电子电路组成的装置，用于大功率电能的变换和控制。电力电子装置包括整流器、逆变器、直流变流器、交流变流器、电机调速装置、直流输电装置和无功补偿装置等。柔性交流输电技术属于电力电子装置的核心技术。静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator，STATCOM)、静止同步串联补偿器(Static synchronous series compensator，SSSC)、统一潮流控制器(Unified power flow controller，UPFC)、动态电压恢复器(dynamic voltage restorers，DVR)等都是柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission System，FACTS)的核心装置，均采用新一代的电力电子器件，如：门极可关断晶闸管(GTO)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和集成门极换向晶闸管(IGCT)，并且采用现代控制技术。上述新型FACTS装置用来提高交流输电系统的可控性和传输容量。

柔性交流输电装置的控制系统需要在每个采样周期内采样与系统相关的电压电流模拟量，存储海量数据，提供复杂的计算来实现装置的控制策略和保护算法，采集柔性交流输电装置的开关量信号，控制一次回路的开关分合，对所有开关器件的动作行为进行同步控制、并相互交换信息，与监控界面交互数据实现参数下发、定值查询、电压电流模拟量显示、运行状态显示、开关操作、装置投切等等。单独数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)结构的控制保护板已经无法满足上述要求，需要采用多数字信号处理DSP的控制结构以实现多路信号的输入输出，采用工业总线技术实现大量数据的交换。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种柔性交流输电装置用板卡。该办卡层次合理、功能强大、结构紧凑、集成度高、易于实现且控制效果良好的控制、保护及录波。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种柔性交流输电装置用板卡，所述板卡包括数字信号处理DSP模块1、可编程门阵列FPGA模块3和数字信号处理DSP模块2；所述数字信号处理DSP模块1与可编程门阵列FPGA模块3之间双向连接，所述可编程门阵列FPGA模块3与所述数字信号处理DSP模块2之间双向连接。

所述数字信号处理DSP模块1外围设备包括：分别与所述数字信号处理DSP模块1双向连接的EtherCAT低压差分信号总线接口模块和NOR-FLASH存储模块。

所述数字信号处理DSP模块1采用型号为TMS320C6713的芯片。

所述EtherCAT低压差分信号总线接口模块包括低压差分信号接口。

所述EtherCAT低压差分信号总线接口模块直接连接到低压差分信号总线上。

所述数字信号处理DSP模块2外围设备包括：分别与所述数字信号处理DSP模块2双向连接的NAND-FLASH存储模块、SRAM存储模块、EEPROM存储模块、EtherCAT光信号总线接口模块、CAN总线接口模块、RS232通讯接口模块、以太网通讯接口模块以及开关量输入输出接口模块。

所述数字信号处理DSP模块2采用型号为TMS320F28335的芯片。

所述EtherCAT光信号总线接口模块包括光信号接口。

所述EtherCAT光信号总线接口模块的收发器采用型号为KS8721的芯片和光电转换器AFBR-5803。

所述EtherCAT低压差分信号总线接口模块和所述EtherCAT光信号总线接口模块的控制器均采用型号为ET1100的芯片。

所述NAND-FLASH存储模块采用型号为K9F1208U0M的FLASH芯片，用于存储录波数据。

所述SRAM存储模块采用型号为CY71041V33的静态缓存芯片，用于存储数据。

所述EEPROM存储模块采用型号为AT24LC16的芯片，用于存储定值参数。

所述以太网通讯接口模块采用以太网控制器芯片W3150A+、芯片KS8721、变压器和以太网接头。

所述CAN总线接口模块采用型号为HCPL-0600的光电耦合器以实现隔离，采用型号为PCA82C250的CAN收发器以实现数据接收和发送。