[实用新型]基于嵌入式操作系统的轻型同步相量测量一体机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种与嵌入式操作系统结合的轻型同步相量测量一体机（PMU Light），与桌面应用程序无缝集成。

背景技术

电网承担着优化资源配置、保障国家能源安全、促进经济社会发展的任务，中国能源与负荷分布严重不平衡，决定着大电网互联是中国电网发展的必经之路。特高压电网的建成将使各大区域电网联系更加紧密，对电力系统广域测量提出了更高的要求。对电网进行广域测量，实时监测电网相量动态信息，是保障大电网稳定运行的必要手段。

目前电网中同步相量测量的主要设备是PMU（同步相量测量单元），它基于全球定位系统（Global Positioning System，GPS）提供的高精度同步时钟，实现了异地同步相量测量技术，PMU记录电网电压电流相量，提取这些相量信息，即可以确定系统的工作状态，在电力系统分析和控制诸多领域起着重要作用。

但是随着智能电网时代的到来，PMU的应用显现出了其局限性。

1、常规PMU成本造价昂贵，且需要装设在主要发电厂、变电站等重要节点，安装复杂；

2、常规PMU授时、定位单元为GPS（全球定位系统），属于美国控制的资源和技术，存在美国关停GPS后系统无法授时的风险；

3、常规PMU需设专线通信传输通道，铺设线路成本较高，且限制了装置安装测量地点；

4、常规PMU没有融入现在先进的3G（第三代无线通信技术）无线通信技术；

5、常规PMU组成的同步测量系统，在系统主站服务器进行分析、计算、显示，没有在测量端进行直观分析、曲线显示、在线辨识故障及报警等。

鉴于常规PMU的部分缺陷，220v用户侧电网相量测量及发送装置（专利号：201120251335.2，公开号CN202159086U）初步解决了PMU造价高、装设复杂、授时定位受国外资源限制、通信复杂等缺陷。实际用于中发现该实用新型也存在一些不足：

1、装置测量精度方面，在信号频率偏离基准频率较大时，精度受影响，测量范围受限；

2、装置测量各相量结果在计算分析方面，实时性有待提高；装置的硬件结构需要改进；

3、信号传输方面，因装置安装在220V用户侧，有线internet传输在部分地区受到上网方式的限制；

4、装置和PMU存在一个共同缺陷，能将同步测量数据传输到主站服务器进行在线分析计算、预警等，没有在测量端用户侧装置上进行在线分析、实时曲线显示、在线辨识、预警等。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种基于嵌入式操作系统的轻型同步相量测量一体机，它具有同步测量精度高、实时性好、测量频率范围宽；双模式授时定位；多模式信号传输，组网方式灵活；同时在装置测量端在线分析、实时曲线显示、在线辨识预警，与桌面应用程序无缝集成等优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种基于嵌入式操作系统的轻型同步相量测量一体机（PMU Light），包括双微处理器单元、工控主板单元、缓存器单元、电源单元、信号调理模数转换单元、双模式授时/定位单元，所述双微处理器单元包括第一微处理器和第二微处理器，第一微处理器通过信号调理模数转换单元从交流电网采集相量信号，进而通过缓存器单元，与第二微处理器连接，同时双微处理器单元通过电源单元与交流电网连接；双微处理器单元还分别与输入控制单元、双模式授时/定位单元连接；工控主板单元分别与双微处理器单元、鼠标键盘单元、显示器单元、报警单元连接，且通过三模式发送单元将计算结果传出。

所述第一微处理器通过控制信号调理模数转换单元，将电网电压经变压、滤波、AD转换后，获得瞬时电压数据；经缓存器单元，被第二微处理器接收，计算出电网侧电压的相角、幅值、频率等相量；同时与双模式授时/定位单元（GPS或者北斗导航系统）的精准时间等信息整合，得到实时相量信息；之后由第二微处理器将具有时间标签的电网相量采用双模式发送方式传送至工控主板单元，工控主板单元实时接收数据并在线绘制、分析实时相量曲线，出现异常情况时直接在线报警，与此同时工控主板单元通过三模式发送方式实时将数据发送到主站服务器，便于整个系统联网状态下分析控制。

所述双微处理器单元包括第一微处理器和第二微处理器，第一微处理器通过信号调理模数转换单元与交流电网连接，第一微处理器通过缓存器单元与第二微处理器连接，同时双微处理器单元通过电源单元与交流电网连接，双微处理器单元还与双模式授时/定位单元连接，工控主板单元分别与双微处理器单元、电源单元、三模式发送单元连接。