一种基于FPGA的配电网电流差动保护装置的制作方法

文档序号:22395411发布日期:2020-09-29 18:03阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于fpga的配电网电流差动保护装置,其特征在于:包括fpga模块、无线通信模块、模拟量采集模块、开关量采集模块、电流差动模块和开关量输出模块;无线通信模块、模拟量采集模块、开关量采集模块、电流差动模块均与fpga模块连接,开关量输出模块与电流差动模块连接;

其中,fpga模块:控制模拟量采集模块和开关量采集模块对电气量进行采样;将采样的电气量和电流差动模块输出的控制命令组成tcp/ip数据包,通过无线通信模块发送至对侧电流差动保护装置;解析无线通信模块接收的对侧电流差动保护装置tcp/ip数据包,将解析出的对侧电气量、对侧控制命令和本侧采样的电气量发送给电流差动模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于fpga的配电网电流差动保护装置,其特征在于:fpga模块和无线通信模块之间还设置有网络接口模块。

3.根据权利要求1所述的一种基于fpga的配电网电流差动保护装置,其特征在于:fpga模块还包括电气量采集模块、数据交互模块、tcp/ip发送模块和tcp/ip接收模块;

电气量采集模块:等时间间隔采样模拟量采集模块和开关量采集模块采集的电气量,将采样的电气量发送给tcp/ip发送模块和数据交互模块;

tcp/ip发送模块:将本侧采样的电气量和电流差动模块输出的控制命令、tcp/ip接收模块输出的协议数据组成tcp/ip数据包,将tcp/ip数据包发送给无线通信模块;

tcp/ip接收模块:向tcp/ip发送模块输出协议数据;解析无线通信模块接收的对侧电流差动保护装置tcp/ip数据包,将解析出的对侧电气量、对侧控制命令发送给数据交互模块;

数据交互模块:接收电气量采集模块采样的电气量,接收tcp/ip接收模块解析出的对侧电气量、对侧控制命令,通过dma方式将对侧电气量、对侧控制命令和本侧采样的电气量发送给电流差动模块;接收电流差动模块输出的控制命令,将控制命令发送给tcp/ip发送模块。

4.根据权利要求3所述的一种基于fpga的配电网电流差动保护装置,其特征在于:fpga模块还包括以太网mac模块,tcp/ip发送模块和tcp/ip接收模块均通过以太网mac模块连接无线通信模块。

5.根据权利要求3所述的一种基于fpga的配电网电流差动保护装置,其特征在于:电气量采集模块通过本侧数据接收模块连接数据交互模块,本侧数据接收模块用以缓存电气量采集模块输出的采样电气量。

6.根据权利要求3所述的一种基于fpga的配电网电流差动保护装置,其特征在于:tcp/ip发送模块通过控制数据发送模块连接数据交互模块,控制数据发送模块用以缓存电流差动模块输出的控制命令。

7.根据权利要求3所述的一种基于fpga的配电网电流差动保护装置,其特征在于:tcp/ip接收模块通过对侧数据接收模块连接数据交互模块,对侧数据接收模块用以缓存tcp/ip接收模块输出的对侧电气量、对侧控制命令。

8.根据权利要求3所述的一种基于fpga的配电网电流差动保护装置,其特征在于:fpga模块还包括配置及监视模块,配置及监视模块连接fpga模块其他各子模块,用以缓存电流差动模块对fpga模块内部电路的配置参数、缓存fpga模块其他各子模块的工作状态。

9.根据权利要求1所述的一种基于fpga的配电网电流差动保护装置,其特征在于:电流差动模块:分析本侧和对侧电气量,寻找各自的保护启动时刻,以本侧和对侧的保护启动时刻作为时间同步基准点,对原始数据进行同步对齐,再依据线路电流差动保护判别原理,进行差动保护运算。

10.根据权利要求1或9所述的一种基于fpga的配电网电流差动保护装置,其特征在于:电流差动模块还连接有人机交互模块。


技术总结
本发明公开了一种基于FPGA的配电网电流差动保护装置,本发明引入了FPGA模块,采用基于FPGA的硬件TCP/IP协议栈实现网络通信,利用FPGA实现电气量高速采样、组包发送及接收解包,实现电流差动保护装置之间的实时、高速数据交互,使装置内部从本侧电气量采集、组包到从网络接口模块发出之间响应时间小于1毫秒,并且在1毫秒内完成接收到的对侧数据解包并解析,避免了因基于软件TCP/IP协议栈的无线通信方式所带来的保护用数据传输延时长、抖动大而导致的电流差动保护不可靠、不及时动作的问题,提升了基于无线通信方式的电流差动保护的动作性能,提高了其可靠性及实用性。

技术研发人员:陈实;高磊;李娟;王晨清;朱道华;齐贝贝;孔祥平;宋爽;黄哲忱
受保护的技术使用者:国网江苏省电力有限公司电力科学研究院;国家电网有限公司;江苏省电力试验研究院有限公司
技术研发日:2020.04.27
技术公布日:2020.09.29
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