[发明专利]一种数字化智能终端

说明书

技术领域

本发明涉及一种变电站微机综合自动化系统用终端设备，具体是一种变电站用数字化智能终端。

背景技术

变电站自动化技术经过十多年的发展已经达到一定的水平，大大提高了电网建设的现代化水平，降低了变电站建设的总造价。然而，随着社会的发展和科学技术的进步，电力系统向大机组、大系统、高电压方向发展，在带来更好社会效益的同时，也给电力系统的安全稳定运行带来了新的问题，同时随着智能化开关、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，自适应技术在继电保护方面的应用日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响，全数字化的变电站自动化系统即将出现。

常规变电站自动化系统为分布式变电站自动化系统，其应用特点是变电站二次系统采用单元间隔的布置形式，装置之间相对独立，装置间缺乏整体的协调和功能优化，输入信息不能共享、接线比较复杂、系统扩展复杂。随着非常规互感器的应用，变电站信息采集、处理、传输及应用框架的改变，网络通信技术，尤其是以太网技术在电力系统中应用的普及，一次设备操作智能化技术的发展等，为变电站自动化技术的应用和发展注入了新的推动力。数字化技术在变电站工程化应用中得到了进一步的拓展，“数字化变电站”乃至“数字化电网”的概念已被逐步提出，在“十一五”期间作为数字化电网基础的数字化变电站工程化试点应用将成为电网建设和变电站控制技术发展的新热点。

数字化变电站的概念在应用方面直接表现为变电站二次系统的信息应用模式发生巨大的变化，因此，从某种意义上讲“数字化变电站”主要指变电站二次系统的“数字化”，其内涵体现为以下几个方面：

1）反映电网运行情况的电气量信息实现数字化输出；

2）智能电子装置IED对于电力系统的信息实现统一建模；

3）智能电子装置IED之间信息交互以网络通信方式实现；

4）运行控制操作过程经网络通信方式以信息报文方式实现。

在总结市场需求的前提下及本公司长期在变电站自动化领域的经验基础，自主研发了新一代变电站微机综合自动化系统---HG700数字化智能终端。

发明内容

本发明的目的，是提供一种数字化智能终端。该数字化智能终端是基于IEC61850架构，能实现变电站内智能电子装置IED间信息互享和互操作的现代化变电站。系统对变电站系统模型、二次功能模型进行描述，对应用与通信技术进行分层处理。

采用的技术方案是：

一种数字化智能终端，包括电源板、灯板、CPU板、操作板、光纤板、开入开出板和互感器板。CPU板分别与电源板、光纤板、操作板、开入开出板和互感器板及灯板的对应接口连接。并装设在外壳体内。

操作板提供跳闸出口，合闸出口，手跳手合等各种操作接口，实现一次侧开关的跳、合闸。同时提供8个开入接口和4个开出空接点。

开入开出板提供14个开入接口和8个开出空接点。

光纤板提供两对ST标准或者SC标准的多模/单模光纤收发端口，单端口工作通讯速率为6M，完成与DMP5180交换服务器的数据交换。

互感器板采集8路模拟量信号、1路温度采集通道。

本发明的工作原理：

智能测控终端基于Altera 65nm Cyclone III FPGA设计，由多个具有自主知识产权IP Core和NIOS-II 32-bit RSIC软核处理器构成片上系统(SOPC),两通道光纤链路编码解码器负责数据收发和同步信号DSYN检出，ADC同步选择组件根据特定的策略选择其中的一个作为ADC启动信号，ADC控制器在此信号的控制下启动A/D转换并负责将ADC采样结果同步写入两个光纤通道，NIOS MCU则负责处理来自间隔层设备控制命令和设备描述信息传输以及提供系统调试诊断、RTD温度采集以及主板温度监视等功能。

本发明的技术特点：

采用ALTERA公司的高性能FPGA，系统内核为32-bit RISC NIOS-II处理器；

16位高精度A/D转换器，外置精密基准源，长期漂移小；

高速采样，采样速率为12800次/S；

独有的同步信号检出技术，从下行控制命令中检出同步信号；

内部同步仲裁技术，可选ADC同步采样源；

多达12个模拟通道同步采样；

独有的数据传输和硬件加速技术，保证采样数据在两个光纤通道无延时同步传输；

提供两对ST标准或者SC标准的多模/单模光纤收发端口，可同时接入双重化系统；