[发明专利]一种电网电气量宽带多频测量装置及其实现方法

权利要求书

1.一种电网电气量宽带多频测量装置，其特征在于，包括总线背板，以及插在总线背板的宽频采样板、数据存储板、数据传输板、数据计算分析板和电源板；所述宽频采样板用于模拟量采样数据；所述数据传输板可用于数字量采样、模拟量和数字量采样数据的分频传输；所述数据计算分析板用于数据的计算和结果的分析，并将计算和分析结果对外传输；所述数据存储板用于存储采样数据、计算分析数据以及录波文件；

所述数据计算分析板用于实时处理采样数据，包括依次进行的采样数据的频率分类，采样数据的数字化滤波，以及信号的频域、时域和时频结合的分类处理与计算；并将计算分析结果对外传输；

所述采样数据的频率分类包括：低频信号分量模块、工频信号分量模块及谐波和间谐波高频信号分量模块；

所述低频信号分量模块用于经过数字低通滤波器后滤除其中的高频干扰分量后，基于曲线拟合的信号提取以及基于测量相量的信号还原算法，将时域与频域算法相互配合补充，实现频率、幅值、衰减系数的参数计算；

所述工频信号分量模块用于则经过带通滤波后，采用基于自适应时间窗的动态相量测量方法，实现高精度、高密度的电气参量计算；

所述谐波和间谐波分量模块用于先经带通滤波器滤除信号的低频成分和高频噪声分量后，再经过改进加窗插值FFT算法分析出各分量的电气参数；对于不能分辨的谐波和间谐波频率分量，再经过基于复调制的ZoomFFT频率细化算法，实现相近谐波、间谐波分量的参数计算；

所述计算分析板所计算的数据和分析结果可以通过IEC61580MMS、IEEE C37.138和私有协议三种方式分别向变电站站控层设备、广域测量设备及其它分析子站及设备传输。

2.如权利要求1所述的电网电气量宽带多频测量装置，其特征在于，所述宽频采样板包括FPGA芯片、A/D转换芯片和采样频率设定模块；

所述采样频率设定模块用于设定所述宽频采样板最高采样频率和在所述最高采样频率范围内设定的实际的采样频率；

所述FPGA芯片用于读取模拟量采样数据；

所述A/D转换芯片用于保证采样数据精度。

3.如权利要求1所述的电网电气量宽带多频测量装置，其特征在于，所述数据传输板包括用于数字量采样数据的接入模块，接收外部传输的IEC61850-9-2格式或者IEC60044-8格式的采样报文，获取数字量采样数据；对从宽频采样板获取的采样数据或者自身接收的采样数据按照外部定制的需求进行分频传输。

4.如权利要求3所述的电网电气量宽带多频测量装置，其特征在于，所述数据存储板对数据传输板外部接收的报文中的数据进行存储时会进行数据转化：

所述外部报文包括：IEC61850-9-2报文和IEC60044-8报文，当接收IEC61850-9-2报文时，将IEC61850-9-2报文中32位的采样数据换算成16位采样数据进行存储；当接收IEC60044-8报文时，直接存储IEC60044-8报文数据。

5.如权利要求1-4中任一项所述的电网电气量宽带多频测量装置，其特征在于，当宽频采样板和数据传输板同时进行模拟量采样和数字量采样报文接收时，装置内部的采样时钟以宽频采样板为基准。