專利名稱：基于sopc電能質量監控系統的制作方法
技術領域：
本實用新型一種基于SOPC電能質量監控系統，用于電網監測。
背景技術：
智能電網是電網的發展方向，我國擬于2020年建成堅強智能電網。在智能電網時代，電能質量監測能讓電力部門及時獲取電網狀態，能為管理及改善電網提供服務。目前，市場上有很多種電能質量分析儀，質量較好的能分析頻率、2 50次諧波、三相電壓不平衡度、電壓偏差、電壓基波有效值和真有效值、電流基波有效值和真有效值、基波有功功率、無功功率、基波視在功率、真功率因數等電能質量國標規定的參數，采用DSP或ARM或CPLD等內核及長度為2的整數次冪點FFT算法，采用RS232轉RS485通訊，能存儲、顯示電能質量參數。現有電能質量分析儀在以下幾個方面有待改進:1)如何更快速、精確獲取更多高次諧波，2)增加在線監測、遠距離傳送參數功能，3)在顯示電能質量參數的同時同步顯示電網電壓、電流波形、頻譜，3)其他更有價值的功能。
發明內容本實用新型提供一種基于SOPC電能質量監控系統，在穩態情況下能獲得更精確的電能質量參數信息；能本地存儲及通過網絡、GPRS無線模塊傳送電能質量參數；能同時顯示電能質量參數及電網的電壓、電流波形及頻譜。本實用新型的上述目的是通過這樣的技術方案來實現的:基于SOPC電能質量監控系統，包括SOPC，SOPC分別通過A/D數據采集接收模塊連接霍爾電壓傳感器、霍爾電流傳感器，所述SOPC連接顯示模塊、網絡模塊、GPRS無線模塊、SD卡信息記錄模塊。所述SOPC連接報警模塊，所述報警模塊用于電能質量預警。所述SOPC設有頻譜分析模塊。所述顯示模塊包括小尺寸IXD,大尺寸IXD,所述小尺寸IXD用于顯示電能質量參數；所述大尺寸LCD用于顯示電能質量參數及電網電壓、電流波形和頻譜。所述監控系統設有實時時鐘電路。本實用新型一種基于SOPC電能質量監控系統，針對電網頻率的特點，采用了一種新的FFT算法，在穩態情況下能獲得更精確的電能質量參數信息；能本地存儲及通過網絡、GPRS傳送電能質量參數；能同時顯示電能質量參數及電網的電壓、電流波形及頻譜。能在大尺寸LCD上同時顯示電能質量參數及電網的電壓、電流波形及頻譜。
圖1為本實用新型監控系統結構框圖。圖2為本實用新型中所述SOPC電能參數計算模塊示意圖。圖3為本實用新型中所 述電壓、電流參數獲取電路圖。圖4為本實用新型中所述實時時鐘電路圖。
具體實施方式
如圖1所示，基于SOPC電能質量監控系統，包括SOPC，SOPC分別通過A/D數據采集接收模塊連接霍爾電壓傳感器、霍爾電流傳感器，所述SOPC連接顯示模塊、網絡模塊、GPRS無線模塊、SD卡信息記錄模塊。所述SOPC連接報警模塊，所述報警模塊用于電能質量預警。所述SOPC設有頻譜分析模塊。所述顯示模塊包括小尺寸IXD,大尺寸IXD,所述小尺寸IXD用于顯示電能質量參數；所述大尺寸LCD用于顯示電能質量參數及電網電壓、電流波形和頻譜。本實用新型的電能質量分析原理:電網一霍爾電壓傳感器、霍爾電流傳感器一A/D數據采集接收模塊一SOPC —參數存儲與顯示、電壓電流波形顯示、網絡及遠距離傳輸電能質量參數、預警。在SOPC中，利用C、Verilog語言構建內核并計算電能質量參數，利用小尺寸IXD顯示電能質量相關參數，利用大尺寸LCD可顯示電能質量相關參數及電網電壓、電流波形和頻譜，通過網絡能及時向上位機傳輸電能質量參數，利用GPRS無線模塊遠程傳輸電能質量參數，利用SD卡存儲電能質量參數，具備電能質量預警功能。如圖2所示，SOPC中設計的用來計算相關電能質量參數的模塊。在SOPC中接收電壓、電流A/D采樣之后的結果，按照公式計算電壓、電流有效值，并分別對電壓、電流A/D值進行FFT計算，再根據FFT結果計算其他相關參數，然后輸出。如圖4 所示，實時時鐘電路可滿足系統時間的準確性，裝置中用這個時間來給文件系統中的文件命名，便于用戶查看某個確定時刻的電能質量。本實用新型的軟件部分在SOPC中實現，有4個主要的任務調度:(I)數字信號處理及數據記錄的任務。(2) IXD顯示時間的任務，同時支持按鍵調時。(3) TCP/IP協議棧。
(4)將相關數據送VGA顯示。響應用戶請求時，首先采集信息，然后把信息值送給TCP/IP協議棧，最后從TCP/IP協議棧送到Internet用戶界面顯示。任務調度形式如下:任務①:FFT計算一任務②:實時時鐘獲取一任務③:SD卡存儲一任務④:INTERNET —任務⑤:參數及波形顯示一任務①:FFT計算。頻譜分析模塊:FFT的點數400，采樣頻率為20KHz，頻率間隔可選25Hz或50Hz，能分析到100次諧波。這里的400點FFT采用的是一種基于LX IOM點DFT的算法。SD卡信息記錄模塊:該模塊每分鐘記錄一次電能質量參數。GPRS無線模塊:為了方便遠距離監控電網信息，加入了 GPRS模塊用于發送電能質量參數到PC終端,與SD卡本地記錄信息互補。
權利要求1.基于SOPC電能質量監控系統，包括S0PC，其特征在于，SOPC分別通過A/D數據采集接收模塊連接霍爾電壓傳感器、霍爾電流傳感器，所述SOPC連接顯示模塊、網絡模塊、GPRS無線模塊、SD卡信息記錄模塊。
2.根據權利要求1所述基于SOPC電能質量監控系統，其特征在于，所述SOPC連接報警模塊，所述報警模塊用于電能質量預警。
3.根據權利要求1所述基于SOPC電能質量監控系統，其特征在于，所述顯示模塊包括小尺寸LCD，大尺寸LCD，所述小尺寸LCD用于顯示電能質量參數；所述大尺寸LCD用于顯示電能質量參數及電網電壓、電流波形和頻譜。
4.根據權利要求1所述基于SOPC電能質量監控系統，其特征在于，所述監控系統設有實時時 鐘電路。
專利摘要基于SOPC電能質量監控系統，包括SOPC，SOPC分別通過A/D數據采集接收模塊連接霍爾電壓傳感器、霍爾電流傳感器，所述SOPC連接顯示模塊、網絡模塊、GPRS無線模塊、SD卡信息記錄模塊。本實用新型一種基于SOPC電能質量監控系統，在穩態情況下能獲得更精確的電能質量參數信息；能本地存儲及通過網絡、GPRS無線模塊傳送電能質量參數；能同時顯示電能質量參數及電網的電壓、電流波形及頻譜。
文檔編號G01R31/00GK203149053SQ20132011045
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月12日 優先權日2013年3月12日
發明者李道霖, 王德強, 劉遠明, 李海軍, 劉昶 申請人:三峽電力職業學院