[发明专利]一种基于模块化多功能平台的测控综合一体化系统

权利要求书

1.一种基于模块化多功能平台的测控综合一体化系统，其特征在于，包括人机监控单元、数据采集单元：所述数据采集单元，用于实现电流量、电压量的高速同步采集，并经光纤上传给所述人机监控单元；所述人机监控单元，用于实现同步采样、数据处理、监测报警、故障录波、电能分析、保护控制、开入开出，并通过光纤接收所述数据采集单元采集的数据并进行相应的数据处理；其中：

所述人机监控单元包括核心控制模块、同步采样模块、数据处理模块、监测报警模块、电能分析模块、保护控制模块、故障录波模块、开入开出模块，其中：

所述同步采样模块，位于所述人机监控单元的前端，具有多个采样子模块，每个采样子模块的高速同步采样时钟都来自所述核心控制模块；同时，所述同步采样模块与所述数据采集单元以光纤通讯的方式进行通讯，实现跟多模拟量的高速同步采集；

所述数据处理模块，负责所述人机监控单元的基础数据处理，其所处理的数据来自所述同步采样模块，其所处理的数据类型包括：利用快速加窗傅里叶分析算法，计算电压及电流的相角、1～50次各次谐波含量；利用均分根算法，计算电压及电流的有效值、谐波的总畸变率；利用采样积分算法，计算电压及电流的不平衡度、有功功率、无功功率；数据处理完成后，经所述人机监控单元内部的共享内存，提供给所述核心控制模块；

所述核心控制模块，为同步采样模块提供高速同步采样所需的同步采样信号，并接收所述数据处理模块处理完成的数据，并将处理后的数据提供给所述监测报警模块、所述电能分析模块、所述保护控制模块；同时还用于接收所述故障录波模块完成的故障录波数据并进行存储和展示；

所述监测报警模块，负责所述人机监控单元的监测数据的展示及报警，展示的实时数据包括电压及电流的有效值、波形图、向量图、1～50次谐波图、不平衡度、有功功率、无功功率、功率因数；所述监测报警模块还负责将来自所述电能分析模块、所述保护控制模块上报的报警信息进行展示；

所述电能分析模块，实现所述人机监控单元的电能质量分析，所述电能分析模块能够进行电压的不平衡度分析、谐波分析、波动分析、闪变分析、频率分析，以及电流的不平衡度分析、谐波分析；当有任何电能质量异常时，所述电能分析模块同时向所述监测报警模块和所述故障录波模块发送信号，进行故障报警及故障录波；

所述保护控制模块，实现所述人机监控单元的保护控制，所述保护控制模块能够进行过电压、欠电压、接地选线、故障跳闸保护控制；当所述保护控制模块进行任何保护控制后，都同时向所述监测报警模块和所述故障录波模块发送信号，进行故障报警及故障录波；

所述故障录波模块，实现所述人机监控单元的故障数据记录，其录波启动信号来自所述电能分析模块及所述保护控制模块，所述故障录波模块接收到录波启动信号后，即从所述数据采样模块读取相应的电压及电流采样数据并进行数据记录，完成数据记录后，向所述核心控制模块上传录波数据，由核心控制模块完成录波数据的存储；

所述开入开出模块，实现所述人机监控单元的控制输入输出，其开入信号由所述核心控制模块直接采集，并通过所述人机监控单元内部的共享内存，将信号传输到所述监测报警模块、所述保护控制模块；当所述监测报警模块、所述保护控制模块有开出控制命令后，也经过所述人机监控单元内部的共享内存，输出到所述开入开出模块，完成最终控制。

2.根据权利要求1所述的基于模块化多功能平台的测控综合一体化系统，其特征在于，所述数据采集单元，包括多组采集模块，每组所述采集模块包括光纤通讯子模块、模拟量采样子模块，其中：

所述光纤通讯子模块包含采样同步信号接收光纤，用于接收来自所述人机监控单元的高速同步采样信号，以实现对电压电流信号的高速同步采集；

所述光纤通讯子模块也包含采样数据发送光纤，用于将采集到的电压电流数据上传到所述人机监控单元；

所述模拟量采样子模块，用于采集多路电压或电流信号；

所述数据采集单元，能根据需要采集的模拟量的数量，动态调整所需的采集模块的数量，实现采样数量与现场状况的匹配。

3.根据权利要求1所述的基于模块化多功能平台的测控综合一体化系统，其特征在于，所述核心控制模块，通过FPGA产生时序信号，此时序信号提供给所述人机监控单元的数据采样模块以及所述数据采集单元，作为采样的同步信号，以保证全部电压和电流信号采集的同步性。