专利名称：一种数字功率源的制作方法
技术领域：
本发明涉及电能表的功率源，具体地说是一种适用于全数字电能表的数字功率 源。
背景技术：
现有的功率源只能输出实际的电压、电流等计量数据，是一种实际的功率源，无法 与具备IEC61850-9-1和IEC61850-9-2以太网光纤接口的全数字电能表无缝连接，目前还 没有一种能与全数字电能表无缝连接的功率源。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种数字功率 源，以实现与全数字电能表无缝连接的目的。为此，本发明采用如下的技术方案一种数字功率源，其特征在于它包括 IEC61850数字源发生单元、系统管理控制单元、电源管理单元、显示单元和键盘控制单元， 电源管理单元通过电缆线与上述的其它各单元连接；系统管理控制单元与IEC61850数字 源发生单元进行双向通讯，通过排线与键盘控制单元连接，通过排线与显示单元连接。电源 管理单元负责提供其它各单元的工作电源。IEC61850数字源发生单元负责接收系统管理 控制单元的控制命令，产生相应的数据帧，通过网络接口输出。系统管理控制单元负责控制 IEC61850数字源发生单元，显示单元负责显示系统管理控制单元的显示信息，给用户提供 人机交互的显示窗口。键盘控制单元给用户提供了控制系统管理控制单元的键盘功能。本发明工作时，通过串口控制单元(PC计算机或其他控制设备)或键盘控制 单元来控制系统管理控制单元，并按照内部协议使IEC61850数字源发生单元输出符合 IEC61850-9-1/IEC61850-9-2的电压、电流、功率因数等计量数据，通过网络接口输出。在数字化变电站中，电子式互感器将采样值传输给合并单元，合并单元将一次侧 传过来的12路信号，经过一定的预处理后按照IEC61850规约中9-1，9-2所规定的编码格 式和协议发送给二次保护、控制设备、数字电能表等。数字源发生单元就是基于合并单元的 这个功能特点，根据电压、电流、功率因数等实际值计算出一个理论的电压电流数据流，按 照IEC61850-9-l，IEC61850-9-2的帧格式，通过以太网光纤口，发送到数字电能表上。目前 在合并单元中使用比较广泛的是FPGA+DSP的结构，因为FPGA具有独特的FIFO (先进先出) 结构，方便于多路采样数据的排序和预处理。数据流经基于FPGA的数据还原模块完成高速 数据的接收还原后，送入DSP中完成一系列复杂协议的处理和滤波。随着目前嵌入式技术 的发展，基于ARM架构的处理器应用更加广泛，技术也日趋成熟，ARM处理器的多流水线设 计、更高的主频和更多的功能所带来的优势也越来越明显。上述IEC61850数字源发生单元的硬件结构采用一块ARM2440嵌入式工控板，其由 核心板和控制板组成，核心板负责IEC61850的功率运算和协议的组成，控制板负责协议命 令的控制和协议的网络发送，协议命令通过控制板控制，协议的网络发送是通过控制板上的RJ45网络接口来实现。上述的数字功率源，系统管理控制单元采用一 ARM9315嵌入式工控板，负责图形 界面的设置，并且与IEC61850数字源发生单元双向通讯，负责控制IEC61850数字源发生单元。上述的数字功率源，电源管理单元是由一个5V开关电源和一个12V开关电源组 成，5V开关电源负责给IEC61850数字源发生单元供电，12V开关电源负责给系统管理控制 单元、显示单元和键盘控制单元供电。上述的数字功率源，显示单元为彩色液晶显示器；键盘控制单元由36个按键组 成。本发明具有以下有益效果1)具备100M以太网光纤输出接口，输出符合 IEC61850-9-1, IEC61850-9-2标准格式的电流、电压数据，可与具备IEC61850-9-1和 IEC61850-9-2以太网光纤接口的全数字电能表无缝连接；2)由于采用了 DSP和双ARM系统 数据处理结构，使得用于电能计算的数字信号处理器有足够的时间来更加精确的处理电能 数据和更强的网络数据吞吐能力，从而使数据源的数字输出精度更高，网络输出能力更强。下面结合说明书附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。


图1为本发明的原理示意图。
具体实施例方式如图1所示的数字功率源，它由IEC61850数字源发生单元、系统管理控制单元、 电源管理单元、显示单元和键盘控制单元组成，电源管理单元通过电缆线与上述的其它各 单元连接，电源管理单元由一个5V开关电源和一个12V开关电源组成，5V开关电源负责给 IEC61850数字源发生单元供电，12V开关电源负责给系统管理控制单元、显示单元和键盘 控制单元供电。系统管理控制单元通过RS232接口与IEC61850数字源发生单元进行双向 通讯，通过排线与键盘控制单元连接，通过排线与显示单元连接。键盘控制控制单元由36 个按键组成。显示单元为彩色液晶显示器。所述的IEC61850数字源发生单元为一 ARM2440嵌入式工控板，其由核心板和控制 板组成，核心板负责IEC61850的功率运算和协议的组成，控制板负责协议命令的控制和协 议的网络发送，协议命令通过控制板来控制，协议的网络发送是通过控制板上的RJ45网络 接口来实现，输出电压、电流、功率因数等计量数据。所述的系统管理控制单元为一 ARM9315 嵌入式工控板。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的 限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均 落入本发明的保护范围内。
权利要求
一种数字功率源，其特征在于它包括IEC61850数字源发生单元、系统管理控制单元、电源管理单元、显示单元和键盘控制单元，电源管理单元通过电缆线与上述的其它各单元连接；系统管理控制单元与IEC61850数字源发生单元连接，通过排线与键盘控制单元连接，通过排线与显示单元连接。
2.根据权利要求1所述的数字功率源，其特征在于所述的IEC61850数字源发生单元为 一 ARM2440嵌入式工控板，其由核心板和控制板组成，核心板负责IEC61850的功率运算和 协议的组成，控制板负责协议命令的控制和协议的网络发送，协议命令通过控制板控制，协 议的网络发送是通过控制板上的RJ45网络接口来实现。
3.根据权利要求1或2所述的数字功率源，其特征在于所述的系统管理控制单元为一 ARM9315嵌入式工控板。
4.根据权利要求3所述的数字功率源，其特征在于所述的显示单元为彩色液晶显示o
5.根据权利要求3所述的数字功率源，其特征在于所述的键盘控制控制单元由36个按 键组成。
6.根据权利要求3所述的数字功率源，其特征在于所述的电源管理单元由一个5V开关 电源和一个12V开关电源组成，5V开关电源负责给IEC61850数字源发生单元供电，12V开 关电源负责给系统管理控制单元、显示单元和键盘控制单元供电。
全文摘要
本发明公开了一种适用于全数字电能表的数字功率源。目前还没有一种能与全数字电能表无缝连接的功率源。本发明采用的技术方案为一种数字功率源，其特征在于它包括IEC61850数字源发生单元、系统管理控制单元、电源管理单元、显示单元和键盘控制单元，电源管理单元通过电缆线与上述的其它各单元连接；系统管理控制单元与IEC61850数字源发生单元进行双向通讯，通过排线与键盘控制单元连接，通过排线与显示单元连接。本发明可与具备IEC61850-9-1和IEC61850-9-2以太网光纤接口的全数字电能表无缝连接。
文档编号G01R22/10GK101865950SQ20101004002
公开日2010年10月20日 申请日期2010年1月18日 优先权日2010年1月18日
发明者姚力, 李少腾, 陆春光 申请人:浙江省电力试验研究院;浙江省电力试验研究院技术服务中心