风力发电测量保护模块的制作方法

风力发电测量保护模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种风力发电测量保护模块，其包括电参数采集处理电路、DSP控制电路、CPLD电路、参数存储电路、继电器输出电路和通信电路。所述电参数采集处理电路与所述DSP控制电路连接，所述DSP控制电路与所述CPLD电路、所述参数存储电路、所述通信电路分别连接，所述CPLD电路与所述继电器输出电路连接。所述模块还包括电源电路，所述电源电路为所述模块供电。本实用新型可实现对风力发电机组的电压、电流、频率、电能等传统电参量进行测量，并针对所测量的电压、频率、负载等故障进行输出报警，同时可将运行数据与外部设备进行数据交换的功能。
【专利说明】风力发电测量保护模块

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电气设备领域，特别涉及一种风力发电测量保护模块。

【背景技术】
[0002]风力发电是当今世界新能源开发技术最成熟、最具规模开发和商业化发展前景的发电方式之一。
[0003]风具有随机变化的特性，而风力发电机组的输出功率与风速的立方成正比，因此风力发电机组的输出功率通常随着风速大幅快速变化，若将大量风电接入电网将会对电网的电能质量和电网稳定性产生影响。所以在控制风电容量在系统中所占比例的前提下，分析风力发电对电网电压的影响因素并对其进行控制至关重要。
实用新型内容
[0004]因此需要一款设备，能够针对风力发电系统的特性，在电网频率变化过大、电压偏差过大、发电机输出功率过大、有功和无功潮流发生反向等故障时，设备能发出告警信号，并可将运行数据与外部设备进行实时通信的测量保护模块，满足现场风电机组的运行要求。
[0005]本实用新型的目的在于提供一种能解决上述问题和/或其它问题中的至少一个问果的风力发电测量保护模块。
[0006]本实用新型包括但不限于如下方案。
[0007]—种风力发电测量保护模块，其中，所述模块包括电参数采集处理电路、DSP控制电路、CPLD电路、参数存储电路、继电器输出电路和通信电路，
[0008]其中，所述电参数采集处理电路与所述DSP控制电路连接，所述DSP控制电路与所述CPLD电路、所述参数存储电路、所述通信电路分别连接，所述CPLD电路与所述继电器输出电路连接。
[0009]优选地，所述模块还包括电源电路，所述电源电路为所述模块供电。
[0010]优选地，所述电参数采集处理电路与所述DSP控制电路的I2C及SPI接口连接。
[0011]优选地，所述通信电路包括一组RS485通信电路和一组CAN通信电路。
[0012]优选地，所述DSP控制电路与所述参数存储电路通过I2C连接。
[0013]优选地，所述电参数采集处理电路采用AD公司的ADE7880芯片。
[0014]优选地，所述DSP控制电路采用TI的TMS320F28035芯片。
[0015]优选地，所述CPLD电路采用Altera公司的EPM3032A芯片。
[0016]优选地，所述参数存储电路采用RAMTR0N公司的FM24CL16芯片。
[0017]优选地，所述RS485通信电路采用SIPEX公司的SP485EEN芯片，所述CAN通信电路采用NXP公司的TJA1040芯片。
[0018]本实用新型可实现对风力发电机组的电压、电流、频率、电能等传统电参量进行测量，并针对所测量的电压、频率、负载等故障进行输出报警，同时可将运行数据与外部设备进行数据交换的功能。

【专利附图】

【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的一个实施方式的原理框图；
[0020]图2是本实用新型的一个实施方式的电参数采集处理电路的电路图；
[0021]图3是本实用新型的一个实施方式的DSP控制电路的电路图；
[0022]图4是本实用新型的一个实施方式的CPLD电路的电路图；
[0023]图5是本实用新型的一个实施方式的继电器输出电路的电路图；
[0024]图6是本实用新型的一个实施方式的参数存储电路的电路图；
[0025]图7是本实用新型的一个实施方式的RS485通信电路的电路图；
[0026]图8是本实用新型的一个实施方式的CAN通信电路的电路图；
[0027]图9是本实用新型的一个实施方式的电源电路的电路图。

【具体实施方式】
[0028]下面参照图1至图9说明本实用新型的原理及示例性实施方式。
[0029]如图1所示，风力发电测量保护模块的电参数采集处理电路I例如可以采用AD公司的ADE7880芯片，当然不限于此。DSP控制电路2例如可以采用TI的TMS320F28035芯片，当然不限于此。CPLD电路3例如可以采用Altcra公司的EPM3032A芯片，当然不限于此。参数存储电路5例如可以采用RAMTR0N公司的FM24CL16芯片，当然不限于此。通信电路6例如可以包括一组RS485通信电路和一组CAN通信电路，RS485通信电路可以采用SIPEX公司的SP485EEN芯片，CAN通信电路可以采用NXP公司的TJA1040芯片，当然不限于此。电参数采集处理电路I与DSP控制电路2的I2C及SPI接口连接，DSP控制电路2分别与CPLD电路3、参数存储电路5、通信电路6连接，CPLD电路3与继电器输出电路4连接。优选地，还包括电源电路7，为本模块供电。
[0030]根据图2至图9说明工作情况。
[0031]风力发电机组出口电压、电流信号接入图2的电参数采集处理电路1，该电路的ADE7880芯片通过采样、计算完成对输入信号的电压、电流、功率、频率等电气量的计算后，通过I2C和SPI接口把数据传输到图3的DSP控制电路2，DSPTMS320F28035完成对ADE7880的采样计算生成的各种电气量数据的读取、存储、及相关各种报警阈值的判别，对与超过相关报警阈值的故障信息通过图4的CPLD电路3，控制图5的继电器电路4动作输出报警信肩、O
[0032]同时，图3的DSP控制电路2还与图6的参数存储电路5采用I2C连接，参数存储器可以采用FM24CL16，作为相关参数及报警阈值的数据存储。图3的DSP TMS320F28035的两个UART分别与RS485通信电路SP485EEN芯片及CAN通信电路的TJA1040芯片连接，完成对运行数据的实时传输。图9为电源电路7的一个示例，外部供给+24V直流电源，经过DC/DC转换芯片(例如LM22676)，生成+5V直流电源给整个模块供电。
[0033]上面参照【专利附图】

【附图说明】了本实用新型的优选实施方式，但是，应当理解，上述说明仅是示例性的。本领域的技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，对本实用新型作出各种修改和变型。本实用新型的保护范围由所附的权利要求书限定。
【权利要求】
1.一种风力发电测量保护模块，其特征在于，所述模块包括电参数采集处理电路、DSP控制电路、CPLD电路、参数存储电路、继电器输出电路和通信电路， 其中，所述电参数采集处理电路与所述DSP控制电路连接，所述DSP控制电路与所述CPLD电路、所述参数存储电路、所述通信电路分别连接，所述CPLD电路与所述继电器输出电路连接。
2.根据权利要求1所述的风力发电测量保护模块，其特征在于，所述模块还包括电源电路，所述电源电路为所述模块供电。
3.根据权利要求2所述的风力发电测量保护模块，其特征在于，所述电参数采集处理电路与所述DSP控制电路的I2C及SPI接口连接。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的风力发电测量保护模块，其特征在于，所述通信电路包括一组RS485通信电路和一组CAN通信电路。
5.根据权利要求1-3中的任一项所述的风力发电测量保护模块，其特征在于，所述DSP控制电路与所述参数存储电路通过I2C连接。
6.根据权利要求1-3中的任一项所述的风力发电测量保护模块，其特征在于，所述电参数采集处理电路采用AD公司的ADE7880芯片。
7.根据权利要求1-3中的任一项所述的风力发电测量保护模块，其特征在于，所述DSP控制电路采用TI的TMS320F28035芯片。
8.根据权利要求1-3中的任一项所述的风力发电测量保护模块，其特征在于，所述CPLD电路采用Altera公司的EPM3032A芯片。
9.根据权利要求1-3中的任一项所述的风力发电测量保护模块，其特征在于，所述参数存储电路采用RAMTRON公司的FM24CL16芯片。
10.根据权利要求4所述的风力发电测量保护模块，其特征在于，所述RS485通信电路采用SIPEX公司的SP485EEN芯片，所述CAN通信电路采用NXP公司的TJA1040芯片。
【文档编号】G01D21/02GK204085561SQ201420365462
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年7月3日 优先权日:2014年7月3日
【发明者】丁国峰, 蒙淑艳, 梁金秀, 宋宝周 申请人:国电龙源电气有限公司