[发明专利]一种基于TDM的直流输电控制保护系统的同步装置和方法

权利要求书

1.一种基于TDM的直流输电控制保护系统的同步装置，该同步装置用以实现测量系统和控制系统之间的同步，其中控制系统之间冗余通信，每个测量系统包括至少两个采集板卡，每个控制系统包括至少1个控制单元，其特征在于所述的每个采集板卡上集成有TDM总线接口，采集板卡之间通过TDM连接，所述的控制系统还包括一块集成有PCI总线接口的TDM总线板卡，控制系统中至少有一块控制单元带有PCI总线接口并与TDM总线板卡上的PCI总线相连，测量系统和控制系统之间通过TDM总线相连。

2.根据权利要求1所述的基于TDM的直流输电控制保护系统的同步装置，其特征在于：所述的同步装置还包括一个频率跟踪器模块，所述的频率跟踪器模块用以实现测量系统在每一个工频周期采样的点数相同。

3.根据权利要求2所述的基于TDM的直流输电控制保护系统的同步装置，其特征在于：所述的频率跟踪模块包括4个功能模块，第一功能模块计算系统的ALF和BET分量，第二功能模块实现对ALF和BET分量的谐波滤波和正序滤波，第三功能模块求出滤波后的相位pha和幅值mag，第四功能模块根据相位pha和幅值mag来调整测量系统A/D采样模块的采样周期。

4.根据权利要求1、2或3所述的基于TDM的直流输电控制保护系统的同步装置，其特征在于：所述的测量系统的采集板卡之间的TDM连接是采用菊花链的方式，采集板卡的时隙号通过采集板卡上的拨码开关进行设置。

5.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于：所述的TDM发送帧是由：一个sync同步信号+一个时隙或多个时隙帧数据+两个时隙帧数据之间的“pause”信号构成。

6.一种基于TDM的直流输电控制保护系统的同步方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：

1).对测量系统中的各个采集板卡进行时隙分配，确定主工作模式的采集板卡；

2).对测量系统中的处于主工作模式的采集板卡进行频率跟踪，保证采集板卡在一个工频周期内采样的点数不变；

3).通过TDM实现采集系统中各个采集板卡之间的采样同步；

4).控制系统通过其上的TDM总线板卡接收来自测量系统的TDM信号，并送到控制系统的控制单元进行处理。

7.根据权利要求6所述的基于TDM的直流输电控制保护系统的同步方法，其特征在于：所述的步骤1）是通过对采集板卡上的拨码开关进行设置完成的。

8.根据权利要求6所述的基于TDM的直流输电控制保护系统的同步方法，其特征在于：所述的步骤2)是通过以下步骤完成的：

对系统中硬件电路的3相电压进行低通滤波；

根据采集板卡所采集到的电压，计算该系统的ALF和BET分量；

对所得到的ALF和BET分量进行谐波滤波和正序滤波；

根据滤波后的结果，计算出它们的相位和幅值；

根据线路的相位和幅值来动态调整该采集板卡的采样周期。

9.根据权利要求7所述的基于TDM的直流输电控制保护系统的同步方法，其特征在于：所述的步骤3)的具体包括的步骤如下：

设定TDM发送帧的帧格式为：一个sync同步信号+n个时隙帧数据+两两相邻时隙帧数据之间的pause信号，其中n代表采集系统中采集板卡的个数；

经过时隙分配采集板卡的时隙号从小到大排列为：0、1、…、n-1，分配为0时隙的采集板卡作为同步发起者，每个时隙收到同步信息后需要延时，相应的延时时间为n减去各个时隙的时隙号个sysclk，以保证每个时隙采样同步；

时隙号为0的采集板卡的工作模式为主模式，只打包自己本地数据并通过菊花链通道发送到下一个TDM节点，不接收任何数据；所述的其它时隙的采集卡的工作模式为从模式，接收上一个TDM节点发来的数据，同时将本地数据插入到数据帧中发送到下一个TDM节点。

10.根据权利要求6、7、8或9所述的基于TDM的直流输电控制保护系统的同步方法，其特征在于：所述的步骤4）具体包括以下步骤：

将测量系统通过TDM总线传送过来的TDM数据帧传送到控制系统中的TDM总线板卡上进行接收，控制系统的TDM总线板卡再将接收的TDM数据帧发送给带有PCI总线接口的CPU板卡上；

CPU板卡将收到的TDM数据帧进行解包，把解包后的数据作为本地直流输电各种控制功能逻辑运算的依据，传送给其它有需要的CPU板卡。