專利名稱：一種數(shù)字功率源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電能表的功率源，具體地說是一種適用于全數(shù)字電能表的數(shù)字功率 源。
背景技術：
現(xiàn)有的功率源只能輸出實際的電壓、電流等計量數(shù)據，是一種實際的功率源，無法 與具備IEC61850-9-1和IEC61850-9-2以太網光纖接口的全數(shù)字電能表無縫連接，目前還 沒有一種能與全數(shù)字電能表無縫連接的功率源。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種數(shù)字功率 源，以實現(xiàn)與全數(shù)字電能表無縫連接的目的。為此，本發(fā)明采用如下的技術方案一種數(shù)字功率源，其特征在于它包括 IEC61850數(shù)字源發(fā)生單元、系統(tǒng)管理控制單元、電源管理單元、顯示單元和鍵盤控制單元， 電源管理單元通過電纜線與上述的其它各單元連接；系統(tǒng)管理控制單元與IEC61850數(shù)字 源發(fā)生單元進行雙向通訊，通過排線與鍵盤控制單元連接，通過排線與顯示單元連接。電源 管理單元負責提供其它各單元的工作電源。IEC61850數(shù)字源發(fā)生單元負責接收系統(tǒng)管理 控制單元的控制命令，產生相應的數(shù)據幀，通過網絡接口輸出。系統(tǒng)管理控制單元負責控制 IEC61850數(shù)字源發(fā)生單元，顯示單元負責顯示系統(tǒng)管理控制單元的顯示信息，給用戶提供 人機交互的顯示窗口。鍵盤控制單元給用戶提供了控制系統(tǒng)管理控制單元的鍵盤功能。本發(fā)明工作時，通過串口控制單元(PC計算機或其他控制設備)或鍵盤控制 單元來控制系統(tǒng)管理控制單元，并按照內部協(xié)議使IEC61850數(shù)字源發(fā)生單元輸出符合 IEC61850-9-1/IEC61850-9-2的電壓、電流、功率因數(shù)等計量數(shù)據，通過網絡接口輸出。在數(shù)字化變電站中，電子式互感器將采樣值傳輸給合并單元，合并單元將一次側 傳過來的12路信號，經過一定的預處理后按照IEC61850規(guī)約中9-1，9-2所規(guī)定的編碼格 式和協(xié)議發(fā)送給二次保護、控制設備、數(shù)字電能表等。數(shù)字源發(fā)生單元就是基于合并單元的 這個功能特點，根據電壓、電流、功率因數(shù)等實際值計算出一個理論的電壓電流數(shù)據流，按 照IEC61850-9-l，IEC61850-9-2的幀格式，通過以太網光纖口，發(fā)送到數(shù)字電能表上。目前 在合并單元中使用比較廣泛的是FPGA+DSP的結構，因為FPGA具有獨特的FIFO (先進先出) 結構，方便于多路采樣數(shù)據的排序和預處理。數(shù)據流經基于FPGA的數(shù)據還原模塊完成高速 數(shù)據的接收還原后，送入DSP中完成一系列復雜協(xié)議的處理和濾波。隨著目前嵌入式技術 的發(fā)展，基于ARM架構的處理器應用更加廣泛，技術也日趨成熟，ARM處理器的多流水線設 計、更高的主頻和更多的功能所帶來的優(yōu)勢也越來越明顯。上述IEC61850數(shù)字源發(fā)生單元的硬件結構采用一塊ARM2440嵌入式工控板，其由 核心板和控制板組成，核心板負責IEC61850的功率運算和協(xié)議的組成，控制板負責協(xié)議命 令的控制和協(xié)議的網絡發(fā)送，協(xié)議命令通過控制板控制，協(xié)議的網絡發(fā)送是通過控制板上的RJ45網絡接口來實現(xiàn)。上述的數(shù)字功率源，系統(tǒng)管理控制單元采用一 ARM9315嵌入式工控板，負責圖形 界面的設置，并且與IEC61850數(shù)字源發(fā)生單元雙向通訊，負責控制IEC61850數(shù)字源發(fā)生單元。上述的數(shù)字功率源，電源管理單元是由一個5V開關電源和一個12V開關電源組 成，5V開關電源負責給IEC61850數(shù)字源發(fā)生單元供電，12V開關電源負責給系統(tǒng)管理控制 單元、顯示單元和鍵盤控制單元供電。上述的數(shù)字功率源，顯示單元為彩色液晶顯示器；鍵盤控制單元由36個按鍵組 成。本發(fā)明具有以下有益效果1)具備100M以太網光纖輸出接口，輸出符合 IEC61850-9-1, IEC61850-9-2標準格式的電流、電壓數(shù)據，可與具備IEC61850-9-1和 IEC61850-9-2以太網光纖接口的全數(shù)字電能表無縫連接；2)由于采用了 DSP和雙ARM系統(tǒng) 數(shù)據處理結構，使得用于電能計算的數(shù)字信號處理器有足夠的時間來更加精確的處理電能 數(shù)據和更強的網絡數(shù)據吞吐能力，從而使數(shù)據源的數(shù)字輸出精度更高，網絡輸出能力更強。下面結合說明書附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的說明。


圖1為本發(fā)明的原理示意圖。
具體實施例方式如圖1所示的數(shù)字功率源，它由IEC61850數(shù)字源發(fā)生單元、系統(tǒng)管理控制單元、 電源管理單元、顯示單元和鍵盤控制單元組成，電源管理單元通過電纜線與上述的其它各 單元連接，電源管理單元由一個5V開關電源和一個12V開關電源組成，5V開關電源負責給 IEC61850數(shù)字源發(fā)生單元供電，12V開關電源負責給系統(tǒng)管理控制單元、顯示單元和鍵盤 控制單元供電。系統(tǒng)管理控制單元通過RS232接口與IEC61850數(shù)字源發(fā)生單元進行雙向 通訊，通過排線與鍵盤控制單元連接，通過排線與顯示單元連接。鍵盤控制控制單元由36 個按鍵組成。顯示單元為彩色液晶顯示器。所述的IEC61850數(shù)字源發(fā)生單元為一 ARM2440嵌入式工控板，其由核心板和控制 板組成，核心板負責IEC61850的功率運算和協(xié)議的組成，控制板負責協(xié)議命令的控制和協(xié) 議的網絡發(fā)送，協(xié)議命令通過控制板來控制，協(xié)議的網絡發(fā)送是通過控制板上的RJ45網絡 接口來實現(xiàn)，輸出電壓、電流、功率因數(shù)等計量數(shù)據。所述的系統(tǒng)管理控制單元為一 ARM9315 嵌入式工控板。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的結構作任何形式上的 限制。凡是依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均 落入本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
一種數(shù)字功率源，其特征在于它包括IEC61850數(shù)字源發(fā)生單元、系統(tǒng)管理控制單元、電源管理單元、顯示單元和鍵盤控制單元，電源管理單元通過電纜線與上述的其它各單元連接；系統(tǒng)管理控制單元與IEC61850數(shù)字源發(fā)生單元連接，通過排線與鍵盤控制單元連接，通過排線與顯示單元連接。
2.根據權利要求1所述的數(shù)字功率源，其特征在于所述的IEC61850數(shù)字源發(fā)生單元為 一 ARM2440嵌入式工控板，其由核心板和控制板組成，核心板負責IEC61850的功率運算和 協(xié)議的組成，控制板負責協(xié)議命令的控制和協(xié)議的網絡發(fā)送，協(xié)議命令通過控制板控制，協(xié) 議的網絡發(fā)送是通過控制板上的RJ45網絡接口來實現(xiàn)。
3.根據權利要求1或2所述的數(shù)字功率源，其特征在于所述的系統(tǒng)管理控制單元為一 ARM9315嵌入式工控板。
4.根據權利要求3所述的數(shù)字功率源，其特征在于所述的顯示單元為彩色液晶顯示o
5.根據權利要求3所述的數(shù)字功率源，其特征在于所述的鍵盤控制控制單元由36個按 鍵組成。
6.根據權利要求3所述的數(shù)字功率源，其特征在于所述的電源管理單元由一個5V開關 電源和一個12V開關電源組成，5V開關電源負責給IEC61850數(shù)字源發(fā)生單元供電，12V開 關電源負責給系統(tǒng)管理控制單元、顯示單元和鍵盤控制單元供電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于全數(shù)字電能表的數(shù)字功率源。目前還沒有一種能與全數(shù)字電能表無縫連接的功率源。本發(fā)明采用的技術方案為一種數(shù)字功率源，其特征在于它包括IEC61850數(shù)字源發(fā)生單元、系統(tǒng)管理控制單元、電源管理單元、顯示單元和鍵盤控制單元，電源管理單元通過電纜線與上述的其它各單元連接；系統(tǒng)管理控制單元與IEC61850數(shù)字源發(fā)生單元進行雙向通訊，通過排線與鍵盤控制單元連接，通過排線與顯示單元連接。本發(fā)明可與具備IEC61850-9-1和IEC61850-9-2以太網光纖接口的全數(shù)字電能表無縫連接。
文檔編號G01R22/10GK101865950SQ20101004002
公開日2010年10月20日 申請日期2010年1月18日 優(yōu)先權日2010年1月18日
發(fā)明者姚力, 李少騰, 陸春光 申請人:浙江省電力試驗研究院;浙江省電力試驗研究院技術服務中心