[实用新型]一种基于IEC61850-9-2的谐波分析装置

说明书

一种基于IEC61850‑9‑2的谐波分析装置，涉及电力系统谐波分析技术领域，包括主CPU模块、FPGA谐波算法模块、通信模块、人机交互模块和为以上各模块供电的电源模块，通信模块通过FPGA谐波算法模块与主CPU模块连接，主CPU模块还与人机交互模块连接。本实用新型避免了二次电缆回路的安全隐患，数字化传输报文，精确计算各次谐波值为了解电力系统工况，对电网安全、稳定做出准确及时的评价，提高电网运行的安全性，精确计算各次谐波值，对电能质量实时监测为进一步电网污染治理提供了可信依据，也为后面更进一步的电能质量问题分析治理提供了可信的依据。

技术领域

本实用新型涉及电力系统谐波分析技术领域。

背景技术

传统电力系统通信标准存在二次设备之间互操作性差，信息共享度低，系统较难扩展，二次电缆回路安全隐患多等缺点，IEC61850标准通过面向对象建模，信息模型和通信协议相独立，数据自描述使得现场验证工作大大简化，同时也简化了数据库的管理和维护工作。智能电网要求实现信息的高度集成和共享，采用统一的平台和模型，以实现电网内设备和系统的互操作，这与IEC61850标准的设计思路一致。

随着科技不断发展，电网中接入了不少非线性负载以及新能源发电设备，这些设备的接入对弱电系统、低压设备的正常工作造成了影响，已经成为了电能质量的重要问题。其中谐波污染已经成为了电能质量指标中较热的研究课题之一。

实用新型内容

本实用新型目的是提出一种能克服现有技术上述缺陷的基于IEC61850标准9-2部分的谐波分析装置。

本实用新型包括主CPU模块、FPGA谐波算法模块、通信模块、人机交互模块和为以上各模块供电的电源模块，通信模块通过FPGA谐波算法模块与主CPU模块连接，主CPU模块还与人机交互模块连接。

本实用新型的主CPU模块负责程序管理和数据交互，通信模块用于接收智能站合并单元光纤信号，主CPU模块还利用通信模块实现MMS通信状态机对外进行通信；FPGA谐波算法模块进行谐波和间谐波算法，人机交互模块用于进行显示和接收人工指令的输入，电源模块为装置的以上各模块提供可靠的电源保障。

本实用新型采用IEC61850标准9-2部分作为谐波数据通信规约，数字化采集谐波数据，避免了二次电缆的冗余，大大增加了变电站运行的安全性，并精确计算出各次谐波值，保证了对电力系统基本运行工况的观察、记录和分析。

本实用新型采用嵌入式的软硬件平台，设计基于IEC61850-9-2标准MSV协议的通信接口。主CPU模块（ARM板）所完成的工作从功能上划分为：完成显示缓冲区的刷新、接收触摸屏指令，本装置对外的MMS通信管理，数据管理以及内部数据交互。人机交互模块能够根据用户配置的指令或参数与主CPU模块通信来决定显示的内容和功能执行所用的参数，并实时显示系统运行的工作状态，且内容可以在各个MSV输入端口间切换。FPGA算法模块则根据通信模块光电转换的电信号进行包解析，提取出数据的实时值计算出各次谐波和间谐波值，以提供人机交互模块显示以及主CPU模块的IEC61850标准的MMS通信使用。

主CPU模块通过ARM实现，搭载6路串行接口，可以通过配置选通输出实时的谐波数据指标，1路带隔离的CAN2.0,2个千兆网口，另外通过TF接口和USB接口扩展了24G外部存储用以对历史数据进行存储。ARM网口和通信模块的网口连接用来实现和外部站控层MMS通信。ARM搭载带触摸屏的液晶屏。

本实用新型具有以下有益效果：通过基于IEC61850-9-2协议接收MSV报文，避免了二次电缆回路的安全隐患，数字化传输报文，精确计算各次谐波值为了解电力系统工况，对电网安全、稳定做出准确及时的评价，提高电网运行的安全性，精确计算各次谐波值，对电能质量实时监测为进一步电网污染治理提供了可信依据，也为后面更进一步的电能质量问题分析治理提供了可信的依据。

附图说明