[发明专利]一种用于智能变电站的信号采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于智能变电站的信号采集方法，属于电力系统自动化技术领域。

背景技术

随着智能变电站的发展，在变电站中的环境极其复杂，包括拉合刀闸、继电器动作、对讲机通话等均能产生电磁干扰，对变位的电平产生尖峰或者毛刺，影响产品内部信号的采集的准确性，可能导致产品信号的误报，而且，传统的信号采集方法是采集并传输所有的信号，并没有对采集的信号进行筛选，严重影响信号采集的可靠性。复杂的变电站环境对合并单元的抗干扰能力和数据的可靠性提出了更高的要求。

在合并单元的通常的检修状态、刀闸位置等信号采集过程中，软件就将实时捕获的信号状态进行上送，该信号没有经过算法处理，可能直接导致告警信号的误报，甚至导致装置内部误动作，对变电站的可靠性影响极大。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于智能变电站的信号采集方法，用以解决传统信号采集方法没有经过筛选，信号传输次数繁多并且可能导致告警信号的误报，甚至导致装置内部误动作的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：一种用于智能变电站的信号采集方法，在设定的时间周期NT内，以设定的采集周期NT/M采集信号，比较采集到的所有信号M个，若信号中未出现突变信号，则上送对应的信号值；若信号中出现突变信号，则不予上送。

设置与采集到的所有信号对应个数M个的寄存器，用于分别存储所有采集周期的信号的标志位；信号为数字电平信号；将所有寄存器值进行逻辑运算，以确定信号是否发生突变。

逻辑运算为逻辑与运算。

上述信号采集方法用于FPGA信号采集系统，FPGA信号采集系统包括用于将开关量信号转换为电平信号的阻容匹配模块、用于将电平信号转换为TTL电平信号的光电耦合器、FPGA芯片；阻容匹配模块、光电耦合器、FPGA芯片依次连接。

从一个时间周期来看，本发明提供的信号采集方法实现了对信号的中间处理，降低了信号误报和装置误动作的概率；从长期采集来看，合理设置时间周期NT，必然能够采集到设备处于稳定状态的状态量。另外，在信号上送时，剔除突变的信号，将没有突变的信号值上送，即，不但不必将所有的信号上送，而且只是将没有突变的信号值上送，极大地降低了变位信号的上传次数，保证了信号采集和上传的可靠性，适用于信号比较繁多的智能变电站中智能设备的状态采集。

附图说明

图1是本发明实施方式硬件结构采用直连方式连接示意图；

图2是本发明实施方式硬件结构采用总线方式连接示意图；

图3是FPGA芯片结构示意图；

图4为逻辑判断示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本发明提供一种用于智能变电站的信号采集方法，基本方案是：在设定的时间周期内，以设定的采集周期采集信号，比较采集到的所有信号，若信号中未出现突变信号，则上送对应的信号值；若信号中出现突变信号，则不予上送。

具体的，下面提供一种基体实施方式，以本发明应用于基于FPGA信号采集系统为例。

首先介绍基于的硬件部分。

FPGA信号采集系统包括用于将开关量信号转换为电平信号的阻容匹配模块、用于将电平信号转换为TTL电平信号的光电耦合器、FPGA芯片；阻容匹配模块、光电耦合器、FPGA芯片依次连接。

采用阻容匹配模块实现将开关量DC220V/DC110V转换成合适的电平信号，利用光电耦合器将上述电平信号转换成TTL电平信号，然后以直连方式连接到FPGA芯片(如图1所示)，或者以总线的方式连接到FPGA芯片(如图2所示)。然后在板卡晶振的驱动下，FPGA芯片以差分或者单端的硬件模式连到CPU。

本发明选用赛灵思(xilinx)的FPGA芯片，利用芯片的丰富的I/O资源、数据处理的实时性和稳定性，进行FPGA的硬件布线实现开关量信号的高可靠性采集并上送。

信号采集方法主要在FPGA芯片上完成，开关量的采集、处理、发送等工作也都是由FPGA芯片来完成的。

如图3所示，FPGA芯片包括采集处理模块、时间间隔控制模块、时钟分频模块、串口发送模块、CRC校验模块。时钟分频模块、时间间隔控制模块、采集处理模块、串口发送模块依次连接，采集处理模块控制连接CRC校验模块。