專利名稱：數(shù)字變電站的核相方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)字變電站的技術領域，具體是一種數(shù)字變電站的核相方法。
背景技術：
傳統(tǒng)變電站由于各種功能采用的通信標準和信息模型不盡相同，二次設備和一次 設備間用電纜傳輸模擬信號和電平信號，各種功能需建設各自的信息采集、傳輸和執(zhí)行系 統(tǒng)，增加廠變電站的復雜性和成本。數(shù)字化變電站是指信息采集、傳輸、處理、輸出過程完全數(shù)字化的變電站基本特征 為設備智能化、通信網(wǎng)絡化、運行管理自動化等。數(shù)字化變電站特點1)、一次設備智能化采用數(shù)字輸出的電子式互感器、智能開關 (或配智能終端的傳統(tǒng)開關)等智次設備。一次設備和二次設備間用光纖傳輸數(shù)字編碼信 息的方式交換采樣狀態(tài)量、控制命令等信息。2)、二次設備網(wǎng)絡化次設備間用通信網(wǎng)絡交換模擬量、開關量和控制命令等信息， 取消控制電纜。3)、統(tǒng)一信息模型和通信協(xié)議所有信息按統(tǒng)一標準建模，并按統(tǒng)一的通信協(xié)議標 準傳輸，實現(xiàn)不同設備和不同功能的信息共享。變電站的設備間信息交換均按照統(tǒng)一的IEC 61850標準通過通信網(wǎng)絡完成，變電站在擴充功能和擴展規(guī)模時，只需在通信網(wǎng)絡上接入新 增符合國際標準的設備，無需改造或更換原有設備，保護用戶投資，降低變電站全生命周期 成本。另外，變電站站內(nèi)信息數(shù)字化、標準化，在IEC 61850到主站的標準確立以后，調(diào) 度端將可完全訪問變電站的所有信息。除了傳統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)外，調(diào)度端還可以直接導入變 電站模型乃至主接線圖，并能獲得在線監(jiān)測、設備臺帳等運行管理信息。4)、運行管理自動化整合監(jiān)控、遠動、五防、在線監(jiān)測等功能，新增自動故障分析系 統(tǒng)和程序化控制系統(tǒng)等高級應用功能，提升自動化水平，減少運行維護的難度和工作量。5)、簡化二次接線數(shù)字化變電站的一次設備和二次設備間、二次設備之間均采用 計算機通信技術，一條信道可傳輸多個每相電壓的信息。同時采用網(wǎng)絡通信技術，通信線的 數(shù)量約等于設備數(shù)量。因此數(shù)字化變電站的二次接線將大幅度簡化。變電站通信體系IEC61850將變電站通信體系分為3層變電站層、間隔層、過程 層。在變電站層和間隔層之間的網(wǎng)絡采用抽象通信服務接口映射到制造報文規(guī)范(MMS)、傳 輸控制協(xié)議網(wǎng)際協(xié)議(TCPIP)以太網(wǎng)或光纖網(wǎng)。在間隔層和過程層之間的網(wǎng)絡采用單點向 多點的單向傳輸以太網(wǎng)。變電站內(nèi)的智能電子設備(IED，測控單元和繼電保護)均采用統(tǒng) 一的協(xié)議，通過網(wǎng)絡進行信息交換。采用傳統(tǒng)電壓電流互感器的變電站是用電壓表和相位表來完成二次核相和帶負 荷試驗的。數(shù)字化變電站中，由于多數(shù)采用數(shù)字式的電流電壓互感器，傳統(tǒng)的數(shù)字式核相設 備無法正常獲取相關的檢測信息，已不適應變電站發(fā)展的需求，伴隨著電子技術及通信技 術的發(fā)展，高速點對點串行通信及網(wǎng)絡通信成為數(shù)字化變電站的發(fā)展方向，因此支持以上各種通信規(guī)約的全新型數(shù)字化二次核相裝置顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種的數(shù)字變電站的核相方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的數(shù)字變電站的核相方法，其包括1)、在以點 對點方式實現(xiàn)的數(shù)字化變電站中，核相裝置接入來自不同間隔合并單元的高速串行通信數(shù) 據(jù)，核相裝置將接收的通信數(shù)據(jù)送至PC機，PC機將同一電壓等級和/或不同電壓等級的三 相電壓信號以圖形的形式顯示在屏幕上，并任選某一相電壓為基準，分別直觀檢查同一電 壓等級或不同一電壓等級的各相電壓的幅值和相位關系的正確性，從而完成數(shù)字變電站啟 動時的二次核相；2)、在以組網(wǎng)方式實現(xiàn)的數(shù)字化變電站中，核相裝置通過變電站通信體系 IEC61850中的交換網(wǎng)絡設備接入來自不同間隔合并單元的以太網(wǎng)通信數(shù)據(jù)，然后核相裝置 將該通信數(shù)據(jù)送至PC機，進行電壓核相時，任選某一相電壓為基準，通過PC機分別檢查同 一電壓等級或不同一電壓等級電壓的幅值、相位關系的正確性。應用上述數(shù)字變電站的核相方法的核相系統(tǒng)包括用于接收來自不同間隔合并單 元的高速串行通信數(shù)據(jù)或網(wǎng)絡交換設備的數(shù)字信號的核相裝置、通過以太網(wǎng)與核相裝置相 連的用于顯示同一電壓等級和/或不同電壓等級的三相電壓信號波形的PC機。所述核相 裝置包括用于數(shù)據(jù)和通信處理的主處理器、用于接收高速串行通信數(shù)據(jù)的輔處理器和用 于監(jiān)視主處理器的工作狀態(tài)的監(jiān)控處理器。所述主處理器連接有以太網(wǎng)通信接口、HDLC通 信接口、UART通信接口、SPI通信接口和I2C通信接口。應用上述數(shù)字變電站的核相方法的核相系統(tǒng)包括用于接收來自不同間隔合并單 元的高速串行通信數(shù)據(jù)或網(wǎng)絡交換設備的數(shù)字信號的核相裝置、通過以太網(wǎng)與核相裝置相 連的用于顯示同一電壓等級和/或不同電壓等級的三相電壓信號波形的PC機。所述核相 裝置包括用于數(shù)據(jù)和通信處理的主處理器、用于接收高速串行通信數(shù)據(jù)的輔處理器和用 于監(jiān)視主處理器的工作狀態(tài)的監(jiān)控處理器。所述主處理器連接有以太網(wǎng)通信接口、HDLC通 信接口、UART通信接口、SPI通信接口和I2C通信接口。本發(fā)明的積極效果(1)本發(fā)明的數(shù)字變電站核相裝置是數(shù)字化二次核相裝置， 可接入包括IEC60044-8、IEC61850-9-1和IEC61850-9-2等規(guī)約的多路光纖數(shù)字信號，適用 于智能化變電站和數(shù)字化發(fā)電廠。在以點對點方式或組網(wǎng)方式實現(xiàn)的智能變電站中，數(shù)字 化二次核相裝置接入來自不同間隔合并單元或網(wǎng)絡交換設備的高速串行或以太網(wǎng)通信數(shù) 據(jù)，進行電壓核相時，可以任意選取UA、UB、UC其中一路電壓為基準，分別檢查不同電壓等 級或同一電壓等級電壓UA、UB、UC各相電壓及相電壓幅值、相序正確性；數(shù)字化二次核相裝 置主要由核相裝置機箱和專用PC機組成，核相裝置機箱主要用于接收來自于合并單元或 網(wǎng)絡交換設備的數(shù)字信號，對這些信號合并、處理后將相關數(shù)據(jù)送至PC機，PC機通過上層 軟件以圖形化方式顯示各路數(shù)字信號對應模擬量的測量電壓、電流、相位、頻率、有功功率、 無功功率、視在功率、功率因數(shù)、相位角以及相位圖、向量圖等。最后，以指示燈顯示測試結 果及相關狀態(tài)。(3)本發(fā)明涉及數(shù)字化變電站PT 二次核相和帶負荷試驗方案，其中包括適 用于點對點不同間隔核相實現(xiàn)數(shù)據(jù)源直接來自不同間隔的合并單元的核相；適用于網(wǎng)絡 拓撲不同間隔核相實現(xiàn)數(shù)據(jù)源來自IEC61850交換網(wǎng)絡的核相。其中包括同一電壓等級之 間核相，不同電壓等級之間電壓的幅值與相位關系，同一電壓等級的電流幅值相位關系，不
5同電壓等級的電流幅值相位關系。由此完成整個變電所啟動時的核相和帶負荷試驗。本發(fā) 明滿足數(shù)字化變電站PT 二次核相和帶負荷試驗的相關技術要求，是具有智能化、信息化的 多功能檢測裝置。(4)數(shù)字化二次核相裝置特征1)、適用于點對點不同間隔的核相數(shù)據(jù)源來源于 不同間隔的合并單元，將來源于不同合并單元的數(shù)據(jù)引至核相裝置。選取某一相電壓為基 準，分別檢查不同電壓等級或同一電壓等級電壓和電流幅值、相位的正確性；2)、適用于網(wǎng) 絡拓撲不同間隔的核相數(shù)據(jù)源來源于IEC61850交換網(wǎng)絡設備，將來源于不同網(wǎng)絡設備的 數(shù)據(jù)引至核相裝置，選取某一相電壓為基準，分別檢查不同電壓等級或同一電壓等級電壓 和電流幅值、相位的正確性。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實施例并結合附圖， 對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中圖1為實施例1中的數(shù)字變電站核相系統(tǒng)的結構示意 圖。圖2為實施例1中的數(shù)字變電站核相系統(tǒng)的工作方法的程序流程。圖3為實施例1中的PC機的圖形化顯示的流程圖。
具體實施例方式見圖1-3，本實施例的數(shù)字變電站的核相方法包括1)、在以點對點方式實現(xiàn)的數(shù) 字化變電站中，核相裝置接入來自不同間隔合并單元的高速串行通信數(shù)據(jù)，核相裝置將接 收的通信數(shù)據(jù)送至PC機，PC機將同一電壓等級和/或不同電壓等級的三相電壓信號以圖 形的形式顯示在屏幕上，任選某一相電壓為基準，分別直觀檢查同一電壓等級或不同一電 壓等級的各相電壓的幅值和相位關系的正確性，從而完成數(shù)字變電站啟動時的二次核相； 2)、在以組網(wǎng)方式實現(xiàn)的數(shù)字化變電站中，核相裝置通過IEC61850交換網(wǎng)絡設備接入來自 不同間隔合并單元的以太網(wǎng)通信數(shù)據(jù)，然后核相裝置將該通信數(shù)據(jù)送至PC機，進行電壓核 相時，任選某一相電壓為基準，通過PC機分別檢查同一電壓等級或不同一電壓等級電壓的 幅值、相位關系的正確性。在圖形化顯示同一電壓等級和/或不同一電壓等級電壓的幅值和相位關系的正 確性之前，PC機對所述通信數(shù)據(jù)進行處理以得出的各相電壓的幅值和相位關系的步驟如 下a)、獲取采樣起始點每秒顯示的周波數(shù)可由用戶設置，每秒采樣點數(shù)由核相裝置確 定，因此待顯示采樣點需要計算待顯示采樣點=顯示周波數(shù)X采樣點數(shù)，數(shù)據(jù)存儲采用 堆棧方式，最新數(shù)據(jù)點位于棧尾。因此采樣起始點計算如下采樣起始點=最新數(shù)據(jù)點-待 顯示采樣點。b)、設置每相電壓的傅立葉級數(shù)核相裝置將接收的通信數(shù)據(jù)包括測得的正弦波 電壓信號通過A/D轉(zhuǎn)換后成為一組離散點組成的時間序列；對該時間序列進行η次采樣， 采樣率為fs，采樣信號的時域表示為x(n)，其中0≤η≤N-I, χ (η)代表電壓信號的瞬時 值；則相鄰采樣間隔為At = I/fs，對這N個采樣點進行離散傅立葉變換，極坐標形式表
其中k = 0，l，2，…，N-1，輸出的結果X(k)就是x(n)的頻域顯示，k為諧波次數(shù)；找出最 大的X(k)，即為基波50Hz的電壓有效值，從而可以得到各相電壓的幅值；傅立葉參數(shù)實部 =(cos((k+l) XPIXJX2/f)/sqrt(2)；傅立葉參數(shù)虛部=(-sin ((k+1) XPI X JX 2/f) / sqrt (2)；其中PI是圓周率，K指幾次諧波，J表示當前點數(shù)，f為采樣頻率，sqrt是開平方 函數(shù)。C)、每相電壓的實部、虛部值計算計算每相電壓實部、虛部值，用于每相電壓角 度、幅值、核相分析
N點釆樣值M相電壓實部=
(采樣值M相電壓實部)+傅立葉參數(shù)實部X (N點采樣
M相電壓原始數(shù)據(jù))；
N點采樣值M相電壓虛部=
(釆樣值M相電壓虛部)+傅立葉參數(shù)虛部X (N點采樣 M相電壓原始數(shù)據(jù))。d)、每相電壓的相角計算由于每相電壓實部值a和虛部值b已求出，因此根據(jù)公 式
即可獲得各相電壓的相角值；然后設定第一相電壓的相角為0，其他各相電
3
壓以與第一相電壓的相角差作為顯示的相角值。在三相電力系統(tǒng)中，用A，B, C標記區(qū)別三相的相序。當它們分別達到最大值的次 序為A、B、C時，稱為正相序，如次序是A、C、B,則稱為負相序。設第一路電壓Ua, Ub, Uc, H 二路電壓Ux，Uy，Uz，核相計算具體過程如下同一電壓等級的核相自檢判別兩路電壓是 否正序，校驗Uab的相角是否為120度，Ubc的相角是否為-240度，Uca的相角是否為120 度。校驗Uxy的相角是否為120度，Uyz的相角是否為_240度，Uzx的相角是否為120度?；za.判別兩路電壓相序是否一致，Uax、Uby、UCZ間的相角是否是0度。b.判 別兩路同相電壓幅值是否一致。不同電壓等級的核相歸算根據(jù)不同的電壓等級、變壓器的類型，對幅值和相角 進行歸算。幅值將兩路電壓歸算到高壓側，歸算公式U
歸算后=U歸算前某側電壓
X (電壓等級高壓
側/某側電壓等級)。相角根據(jù)變壓器的類型，計算中壓側與高壓側，高壓側與低壓側，中壓側與低壓 側電壓的相角。例如常見的Y/Y/-11接線方式，變壓器中壓側與高壓側的同相電壓相角相 差O度。中壓側與低壓側，高壓側與低壓側的同相電壓相角相差30度。 然后自檢兩路電壓是否正序、互檢歸算后的兩路電壓相序和幅值是否滿足核相要 求。同時顯示高壓側與中壓側、高壓側與低壓側之間的相角差與幅值差。在獲取通道角度 之后我們就可以根據(jù)周波數(shù)、周波點數(shù)、原始值畫出所需要的波形。
對于常規(guī)的圖形顯示，通常采用從視圖獲取顯示設備，繼而在上面畫圖顯示的方 式實現(xiàn)，但確定是如果數(shù)據(jù)刷新較快的話會出現(xiàn)不斷的閃屏，影響查看效果。這里我們采用 的是內(nèi)存畫圖的方式，將所要畫的圖首先畫在內(nèi)存當中，然后作為一張圖片顯示在顯示設 備上，這種方式可以有效的避免閃屏的發(fā)生。實現(xiàn)流程如圖3所示。其中，通過MoveTo、LineTo函數(shù)，循環(huán)繪制出N_1數(shù)據(jù)與N點數(shù)據(jù)的連線，從而函 數(shù)曲線的繪制。作為圖形化的顯示，以上已經(jīng)完成了一次繪畫，但對于不斷更新的數(shù)據(jù)而言，我們 需要看到一個波形不斷變化的過程。所以需要不斷的調(diào)用錄波顯示函數(shù)進行更新。這里我 們設定了一個時鐘，每隔一定范圍就調(diào)用顯示錄波一次，并且時鐘的間隔可調(diào)，這樣就可以 根據(jù)不同環(huán)境設置適合查看的時間間隔。對于核相結果的顯示，通過加載核相方案，如相同電壓等級，雙母線間核相或不同 電壓等級間核相等，指定核相通道，如雙側同相，根據(jù)每一種類型預期的核相結果，比較采 樣數(shù)據(jù)，分析出核相的結論，動態(tài)顯示到界面上。見圖1，應用上述數(shù)字變電站的核相方法的核相系統(tǒng)包括核相裝置和PC機。核 相裝置包括的數(shù)據(jù)處理模件有三個處理器主處理器、輔處理器和監(jiān)控處理器。主處理器核采用Freescale公司的PowerQuicc II系列的MPC8247，CPU頻率最高 達 400MHz，低功耗(0. 8ff at 266MHz)。MPC8247 采用雙核結構一個 PowerPC 603e 核和一 個單獨的通信處理機模塊(CPM)。內(nèi)核(1. 5V)和1/0(3. 3V)分開供電。64位數(shù)據(jù)線和32 位地址線的60x BUS支持64、32、16和8位的器件。有數(shù)據(jù)和指令高速緩存、內(nèi)存管理單元 (MMU)，可以提供 100M/10M 以太網(wǎng)、HDLC、UART、SPI、I2C 等通信接口。輔處理器為FPGA，輔處理器主要用于實現(xiàn)高速串行數(shù)據(jù)的接收處理，以替代CPU 的部分功能。監(jiān)控處理器用來監(jiān)視主處理器的工作狀態(tài)，當主處理器工作異常時，監(jiān)控處理器 可以通過電源模件發(fā)出告警信號。在以點對點方式或組網(wǎng)方式實現(xiàn)的智能變電站中，數(shù)字化二次核相裝置接入來自 不同間隔合并單元或網(wǎng)絡交換設備的高速串行或以太網(wǎng)通信數(shù)據(jù)，進行電壓核相時，可以 任意選取UA、UB、UC其中一路電壓為基準，分別檢查不同電壓等級或同一電壓等級電壓UA、 UB, UC各相電壓及相電壓幅值、相序正確性。如圖1，數(shù)字化二次核相裝置由核相裝置和PC機組成，核相裝置主要用于接收來 自于合并單元或網(wǎng)絡交換設備的數(shù)字信號，對這些信號合并、處理后將相關數(shù)據(jù)送至PC 機，數(shù)據(jù)流程如圖2所示，PC機通過上層軟件以圖形化方式顯示各路數(shù)字信號對應模擬量 的測量電壓、電流、相位、頻率、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、相位角以及相位 圖、向量圖等。主要提供以下功能接收并處理來自于合并單元或網(wǎng)絡交換設備的數(shù)字信 號；將需要圖形化顯示的信息發(fā)送至PC機，通過圖形界面顯示模擬量的電壓、電流、相位、 頻率、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、相位角以及相位圖、向量圖等；以指示燈顯 示測試結果及相關狀態(tài)。采用核相裝置處理采樣值，首先需要進行采樣值配置。配置采用XML格式的文件 形式，由PC機通過以太網(wǎng)口下載到裝置上并支持實時刷新配置。配置文件首先區(qū)分采樣值 接入采用點對點或者組網(wǎng)形式，之后配置文件還提供了本裝置所需要的采樣率。裝置在上
8電之后會讀取程序根目錄下的配置文件并采用公司開發(fā)的XML解析庫來分析配置文件，將 配置信息存儲在全局配置結構體中。程序還提供開放的接口可以在TELNET中檢查配置信 息，供使用人員檢查配置文件是否是正確的。程序會定時掃描配置文件的校驗信息，當發(fā)現(xiàn) 配置文件被在線修改，會重新解析配置文件。第一次解析配置文件之后，裝置初始化，首先 按配置文件載入FPGA程序。當裝置接收點對點IEC60044-8數(shù)據(jù)時，需要載入相應的FPGA 處理程序。裝置接收組網(wǎng)IEC61850-9-2數(shù)據(jù)不需要載入FPGA程序。之后裝置會按照配置 的接收每相電壓數(shù)分配合理的內(nèi)存緩沖區(qū)存放接收到的數(shù)據(jù)。分配完存儲空間后，裝置按 照配置文件建立以太網(wǎng)報文過濾表，發(fā)送給底層的以太網(wǎng)芯片，保證合理高效的收入以太 網(wǎng)報文。裝置隨后會確立采樣值接收和發(fā)送的節(jié)拍。對于點對點IEC60044-8數(shù)據(jù)，接收和 發(fā)送節(jié)拍都基于底層FPGA提供的中斷。點對點不同間隔的數(shù)據(jù)一般采用來自不同合并器 的IEC60044-8數(shù)據(jù)，分別接入到核相裝置PSHT600的CPU板的S1-S3 口。配置文件中體現(xiàn) 不同接口接入的數(shù)據(jù)每相電壓的含義，以便于發(fā)送時抽取每相電壓。PSHT600采用FPGA處 理IEC60044-8，F(xiàn)PGA將不同間隔的數(shù)據(jù)解析后插值同步并以中斷的式提供給PowerPC處理 器。PowerPC處理器在FPGA中斷內(nèi)獲取到多間隔的已經(jīng)同步過的數(shù)據(jù)后，按照內(nèi)部約定的 規(guī)約再將數(shù)據(jù)從以太網(wǎng)口發(fā)送出去。發(fā)送數(shù)據(jù)采用任務方式，數(shù)據(jù)接收完成之后采用帶有 一定緩沖機制的發(fā)送方式，在任務中發(fā)送出數(shù)據(jù)并完成統(tǒng)計信息工作。發(fā)送任務的節(jié)拍一 般低于接收中斷。核相裝置上送的采樣率低于原始的采樣率，既可以滿足核相精度又減少 裝置和PC機的計算負荷。PC機收到PSHT600發(fā)出的以太網(wǎng)報文后，解析出多間隔數(shù)據(jù)并進 行核相分析處理，分別檢查電壓UA、UB、UC各相電壓及相電壓幅值、相序正確性。組網(wǎng)數(shù)據(jù)報文來源于交換網(wǎng)絡設備，一般采用IEC61850-9-2報文格式。將交換網(wǎng) 絡設備數(shù)據(jù)接口接入到核相裝置PSHT600的CPU板的ERl 口。配置文件中體現(xiàn)了裝置需要 接收間隔的廣播地址，APPID等信息。ERl 口做為PowerPC的以太網(wǎng)接口，以查詢方式接收 組網(wǎng)的報文并按照IEC61850-9-2格式解碼。查詢的節(jié)拍由裝置開啟的定時中斷決定，定時 中斷的頻率略高于IEC6185-9-2規(guī)定的采樣率。依據(jù)乃奎斯特采樣定律可以真實還原原始 的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)。解析到各個間隔的數(shù)據(jù)中的采樣計數(shù)器位，各個間隔報文按照其采樣計數(shù) 器同步存儲。核相裝置支持接收多間隔組網(wǎng)數(shù)據(jù)，接收的過程中進行一系列狀態(tài)標和數(shù)據(jù) 的處理，當多間隔數(shù)據(jù)不同步或者出現(xiàn)每相電壓異?；蛲ㄐ胖袛嗟臅r候，需要按照一定的 邏輯將綜合的狀態(tài)標信息上傳給PC裝置，供上位機進行核相操作。PowerPC在接收組網(wǎng)數(shù) 據(jù)的同時，將同一采樣計數(shù)器的不同間隔數(shù)據(jù)發(fā)送出去。需要注意的是，當采用組網(wǎng)形式的 采樣值報文，合并器必須同步，保證站內(nèi)相同采樣計數(shù)器的數(shù)據(jù)對應著同一物理時刻。從 PSHT600發(fā)送給PC機的數(shù)據(jù)可以配置，通過配置抽取出PC核相所關心的每相電壓數(shù)據(jù)。點對點數(shù)據(jù)接入的時候，狀態(tài)標由底層接收IEC60044-8的FPGA提供，邏輯相對簡 單，穩(wěn)定性較好。當接入采樣值組網(wǎng)，裝置采用帶緩沖機制的收發(fā)方式，利用采樣計數(shù)器對 齊的方式可以抗以太網(wǎng)抖動。該處理方式同時也應用于保護裝置采樣值處理，經(jīng)過動模試 驗驗證取得良好的效果。上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方 式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同 形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。
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權利要求
一種數(shù)字變電站的核相方法，其特征在于包括1)、在以點對點方式實現(xiàn)的數(shù)字化變電站中，核相裝置接入來自不同間隔合并單元的高速串行通信數(shù)據(jù)，核相裝置將接收的通信數(shù)據(jù)送至PC機，PC機將同一電壓等級和/或不同電壓等級的三相電壓信號以圖形的形式顯示在屏幕上，并任選某一相電壓為基準，分別直觀檢查同一電壓等級或不同一電壓等級的各相電壓的幅值和相位關系的正確性，從而完成數(shù)字變電站啟動時的二次核相；2)、在以組網(wǎng)方式實現(xiàn)的數(shù)字化變電站中，核相裝置通過變電站通信體系IEC61850中的交換網(wǎng)絡設備接入來自不同間隔合并單元的以太網(wǎng)通信數(shù)據(jù)，然后核相裝置將該通信數(shù)據(jù)送至PC機，進行電壓核相時，任選某一相電壓為基準，通過PC機分別檢查同一電壓等級或不同一電壓等級電壓的幅值、相位關系的正確性。
2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字變電站的核相方法，其特征在于在圖形化顯示同一電 壓等級和/或不同電壓等級電壓的幅值和相位關系的正確性之前，PC機對所述通信數(shù)據(jù)進 行處理以得出的各相電壓的幅值和相位關系的步驟如下a)、獲取采樣起始點；b)、設置每相電壓的傅立葉級數(shù)核相裝置將接收的通信數(shù)據(jù)包括測得的正弦波電壓信號通過A/D轉(zhuǎn)換后成為一組離 散點組成的時間序列；對該時間序列進行η次采樣，采樣率為fs，采樣信號的時域表示為 χ (η)，其中0彡η彡N-I, χ (η)代表電壓信號的瞬時值；則相鄰采樣間隔為At = I/fs，對 這N個采樣點進行離散傅立葉變換，極坐標形式表達式為其中k = 0，l，2，…，N-1，輸出的結果X(k)就是x(n)的頻域顯示，k為諧波次數(shù)；找 出最大的X(k)，即為基波50Hz的電壓有效值，從而可以得到各相電壓的幅值； 傅立葉參數(shù)實部=(cos((k+l) XPIXJX2/f)/sqrt(2)； 傅立葉參數(shù)虛部=(-sin((k+l) XPIXJX2/f)/sqrt(2)；其中PI是圓周率，K指幾次諧波，J表示當前點數(shù)，f為采樣頻率，sqrt是開平方函數(shù)； C)、每相電壓的實部、虛部值計算計算每相電壓實部、虛部值，用于每相電壓角度、幅值、核相分析 N點釆樣值M相電壓實部=^ (釆樣值M相電壓實部)+傅立葉參數(shù)實部X (N點釆樣 M相電壓原始數(shù)據(jù))； N點采樣值M相電壓虛部=，(采樣值M相電壓虛部)+傅立葉參數(shù)虛部X (N點采樣M相電壓原始數(shù)據(jù))；d)、每相電壓的相角計算由于每相電壓實部值a和虛部值b已求出，因此根據(jù)公式， 即可獲得各相電壓的相角值；然后設定第一相電壓的相角為0，其他各相電壓以與第 一相電壓的相角差作為顯示的相角值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字變電站的核相方法，其包括1)在以點對點方式實現(xiàn)的數(shù)字化變電站中，核相裝置接入來自不同間隔合并單元的高速串行通信數(shù)據(jù)，核相裝置將接收的通信數(shù)據(jù)送至PC機，PC機任選某一相電壓為基準，分別直觀檢查同一電壓等級或不同一電壓等級的各相電壓的幅值和相位關系的正確性，從而完成數(shù)字變電站啟動時的二次核相；2)在以組網(wǎng)方式實現(xiàn)的數(shù)字化變電站中，核相裝置通過IEC61850交換網(wǎng)絡設備接入來自不同間隔合并單元的以太網(wǎng)通信數(shù)據(jù)，然后核相裝置將該通信數(shù)據(jù)送至PC機，進行電壓核相時，任選某一相電壓為基準，通過PC機分別檢查同一電壓等級或不同一電壓等級電壓的幅值、相位關系的正確性。
文檔編號H02B1/00GK101893662SQ20101023496
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權日2010年7月23日
發(fā)明者倪菁, 周維明, 汪佳新, 許箴 申請人:江蘇省電力公司常州供電公司