【文章內(nèi)容簡介】 32位 DSP 運算處理， ARM9 加 linux 操作系統(tǒng)滿足復(fù)雜的通訊要求及數(shù)據(jù)加密等，我司都做了大量的前期工作，事實上，我司在無功補償控制，電力負(fù)荷監(jiān)測，諧波治理等多個領(lǐng)域， 擁有了六個系列 二十幾個規(guī)格品種的產(chǎn)品，全部都是自主研發(fā)的，涉及的技術(shù)包括 AVR 高性能單片機(jī)， TMS320F2806 的 32 位 DSP， LPC2214 的ARM7， linux 操作系統(tǒng)在 ARM7 上的應(yīng)用。基于 BS 和 CS 構(gòu)架的電 壓監(jiān)測數(shù)據(jù) 管理后臺軟件等，因此，我們認(rèn)為，研發(fā)出新一代的電壓監(jiān)測系統(tǒng)包括 電壓監(jiān)測儀和電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)管理軟件，是有良好的技術(shù)基礎(chǔ)的。 DT2 電壓質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng) 可行性分析報告 深圳市賽源電氣技術(shù)有限公司 第 9 頁 深圳市相關(guān)行業(yè)技術(shù)與國內(nèi)外先進(jìn)水平的差距； 深圳 的電壓監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家中，我司是深圳這個行業(yè)中的排頭兵，目前未發(fā)現(xiàn)有新一代電壓監(jiān)測儀的相關(guān)產(chǎn)品上市，但在相關(guān)的電能質(zhì)量分析儀廠家中，深圳有領(lǐng)步科技，奇輝電器等廠家，作為電能質(zhì)量分析儀國外的主流廠家主要有 fluke 福祿克、美國電力士， 以色列 Elspec 等廠家。目前國 內(nèi)的電能質(zhì)量分析儀與國外的同類產(chǎn)品相比，技術(shù)上仍存在一定的差距。 國外沒有電壓監(jiān)測 儀產(chǎn)品 進(jìn)入中國 。 相關(guān)技術(shù)在知識產(chǎn)權(quán)、市場需求方面的情況。 目前，國內(nèi)的電壓監(jiān)測儀仍然是采用 《 DL/T50092 電壓監(jiān)測儀訂貨技術(shù)條件》，這個標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能滿足供電公司對電壓瞬態(tài)進(jìn)行監(jiān)測的要求，也不具備諧波監(jiān)測功能，因此，業(yè)內(nèi)都新標(biāo)準(zhǔn)的出臺呼聲很高，相信在未來不遠(yuǎn)的時間國家電網(wǎng)公司將制定新的標(biāo)準(zhǔn)。 我司擬開發(fā)的新一代電壓監(jiān)測儀，在沒有新的標(biāo)準(zhǔn)出臺之前，我們將參照其它 標(biāo)準(zhǔn)： GB 1232620xx 電能質(zhì)量 電壓波動和閃變 ； GB/T 1848120xx 電 能 質(zhì)量 暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓 等 ； 在產(chǎn)品驗收方面，仍然可以按 照其它標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行的電壓監(jiān)測儀的標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，達(dá)到用戶的要求。 由于同類產(chǎn)品中， 目前國內(nèi) 在這方面尚屬空白。 新一代電壓監(jiān)測儀， 我司擁有獨立的自主知識產(chǎn)權(quán)。 3 項目 主要研究內(nèi)容 項目涉及的技術(shù)領(lǐng)域， 擬解決的 關(guān)鍵 技術(shù)問題 ； 本項目涉及到一個 電壓質(zhì)量監(jiān)測 領(lǐng)域，但是很多技術(shù)原理和 實現(xiàn) 方法可以參照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn) 。擬解決的技術(shù)問題如下 DT2 電壓質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng) 可行性分析報告 深圳市賽源電氣技術(shù)有限公司 第 10 頁 ? 高精度的模擬量采集 我們產(chǎn)品的整體精度為 %,這要求我們 的交流 AD 采集模塊精度要到達(dá) %級，我們通過如下方法解決這個問題，使用 2ppm的電子分壓器，%的 高精度電壓 互感器、以及 OPA1632 帶差分輸入輸出的高性能運算放大器作為信號調(diào)理和高達(dá) 100KSPS 16Bit 的 6 路高精度的 AD 采集芯片 ADS7805 ， 采用 準(zhǔn)同步算法，來到達(dá)這個指標(biāo) ? DSP 采樣與運算 采用每周期 256 點的采樣率， 進(jìn)行 FFT 分析，采用 閃變計算數(shù)學(xué)模型，獲得諧波、 電壓 閃變，電壓驟升與驟降等 瞬態(tài)的 數(shù)據(jù) 。 ? ARM9 嵌入 linux 操作系統(tǒng) 解決多任務(wù)處理，網(wǎng)絡(luò)通訊， 3G 通訊鏈路 的穩(wěn) 定 ，數(shù)據(jù)存儲，顯示與鍵盤 ，圖像傳輸 ，解決復(fù)雜的數(shù)據(jù)加密算法，以保證數(shù)據(jù)在 3G 網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)陌踩浴? 擬采用的 技術(shù)原理 、 技術(shù)方法 、 技術(shù)路線以工藝流程； 技術(shù)原理及關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容 電壓質(zhì)量監(jiān)測 系統(tǒng)構(gòu)成 1) 電壓質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)示意圖 DT2 電壓質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng) 可行性分析報告 深圳市賽源電氣技術(shù)有限公司 第 11 頁 2) 硬件結(jié)構(gòu) 原理 框圖 原理介紹 DT2 電壓質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng) 可行性分析報告 深圳市賽源電氣技術(shù)有限公司 第 12 頁 輸入被測的電壓信號 ，經(jīng)過 2ppm的電子分壓器，由 %的 高精度 互感器 ，將信號輸入給 OPA1632 帶差分輸入輸出的高性能運算放大器作為信號調(diào)理 ， 之后 將信號送至 100KSPS 16Bit的 6 路高精度的 AD采 集芯片 ADS7805，經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)字量由 TMS320F2806 進(jìn)行運算處理。運算結(jié)果送AT91SAM9260 進(jìn)行存儲，顯示，傳輸。 3) 后臺軟件 界面示意圖 后臺軟件構(gòu)架介紹： 后臺軟件的開發(fā)工具采用 Visal Studio 20xx 開發(fā)環(huán)境，主要程序用 C. 和C++. 編寫，數(shù)據(jù)庫采用 SQL，同時支持 Oracle，程序構(gòu)成包括： （ 1） 前置機(jī)程序：負(fù)責(zé) 3G 鏈路連接，接收與發(fā)送數(shù)據(jù)，心跳維持，協(xié)議解析等 （ 2） 主服務(wù)器程序：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理，入庫，數(shù)據(jù)查詢 （ 3） 操作員工作站程序：負(fù)責(zé)對各個環(huán)節(jié)的參數(shù)設(shè)置 ，客戶端的權(quán)限分配，數(shù)據(jù)庫維護(hù)。 （ 4） WEB 服務(wù)器程序：提供客戶端瀏覽數(shù)據(jù)，與主服務(wù)器數(shù)據(jù)庫交換數(shù)據(jù)。 DT2 電壓質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng) 可行性分析報告 深圳市賽源電氣技術(shù)有限公司 第 13 頁 技術(shù)路線 1） 為 提高產(chǎn)品的測量長期穩(wěn)定性 ，電壓分壓器采用 2ppm的金屬氧化膜電阻分壓， 使用 高精度 互感器 ，測量 AD 使用 16Bit 100LK SPS 6 個通道 AD 2 ) 為了提高設(shè)備在現(xiàn)場使用的可靠性采用如下措施 ? 對采集前端和電源前端采取多重抗干擾措施 采用壓敏電阻、 TVS 確保傳導(dǎo)性干擾信號 (脈沖群和浪涌 )不會通過電源或者采集前端侵入敏感脆弱器件 ? ARM 采用 多層布板 方案，提高 CPU 自身抗干擾能 力， ? 多重 WatchDog 技術(shù) ? IO 保護(hù) 對于容易損壞的 IO 口全部用高集成化的貼片 TVS 統(tǒng)一保護(hù)， 3) 為提高設(shè)備無故障工作時間 MTBF，要研究元件老化的規(guī)律，對設(shè)備的密封方式，溫度與濕度交互作用方式進(jìn)行試驗研究，并進(jìn)行如下的高可靠性設(shè)計： ? 元器件選擇 對于 IC、插座等器件盡可能使用工業(yè)芯片軟件 DEBUG 技術(shù)用于故障診斷，遠(yuǎn)程下載用于程序更新。 ? 防塵防潮 PCB 最后均要防塵防潮處理 ? 冗余設(shè)計 無論對于 PCB 布線還是間距，以及熱設(shè)計，耐壓設(shè)計，要留于充分的余量，對于一些關(guān)鍵 地方使用雙重硬件作為冗余 ? 數(shù)據(jù)可靠性 塊數(shù)據(jù)存儲全部使用 CRC16 校驗。采用大容量的 鐵電存儲器 與 flash雙重存儲器，保證數(shù)據(jù)的安全存儲 。 4) 算法驗證 大部分的算法我們通過 Matlab 來驗證后，再在 DSP 和 ARM 平臺上運行，可以節(jié)約反復(fù)調(diào)試的時間 5) 測試驗證 通過 中國電科院的 相關(guān) 試驗。 DT2 電壓質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng) 可行性分析報告 深圳市賽源電氣技術(shù)有限公司 第 14 頁 主要創(chuàng)新點 3G 通訊中的圖像壓縮技術(shù)，數(shù)據(jù)加密算法。 閃變測量 方法的 數(shù)學(xué)模型 間諧波和次諧波 測量 算法 項目相關(guān)技術(shù)參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)： GB/T 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第 2部分 : 試驗方法 試驗 A: 低溫 （ IDT IEC 68211990 ） GB/T 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第 2 部分 : 試驗方法 試驗 B: 高溫 （ IEC 60068221974,IDT ） GB 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第 2 部分：試驗方法 試驗 Cab：恒定濕熱試驗 （ IEC 6006827820xx,IDT） GB 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第 2部分 : 試驗方法 試驗 Fc: 振動 (正弦 ) GB/T 420820xx 外殼防護(hù)等級 (IP 代碼 ) GB/T 電工電子產(chǎn)品著火危險試驗 第 11 部分：灼熱絲 /熱絲基本試驗方法 成品的灼熱絲可燃性試驗方法 （ IEC 606951120xx,IDT ） GB/T 低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的絕緣配合 第 1 部分：原理、要求和試驗 GB/T 電磁 兼容 試驗和測量技術(shù) 靜電放電抗擾度試驗 （ IEC 610004220xx,IDT ） GB/T 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 射頻電磁場輻射抗擾度試驗 （ IEC 610004320xx,IDT ） GB/T 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗（ IEC 610004495,IDT ） GB/T 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 浪涌 (沖擊 )抗擾度試驗 （ IEC 610004595,IDT ） GB/T 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度試驗 （ IEC 6100041194,IDT ） GB/T 電磁 兼容 試驗和測量技術(shù) 振蕩波抗擾度試驗 （ IEC 6100041295,IDT ） DT2 電壓質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng) 可行性分析報告 深圳市賽源電氣技術(shù)有限公司 第 15 頁 DL 50092 電壓監(jiān)測儀訂貨技術(shù)條件 DL/T 61420xx 多功能電能表（ 610381990） DL/T 64520xx 多功能電能表通信協(xié)議 DL/T 電能信息采集與管理系統(tǒng) 第 3－ 1 部分 電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范－通用要求 DL/T 電能信息采集與管理系統(tǒng) 第 3－ 5部分 電能信息采集 終端技術(shù)規(guī)范 － 低壓集 中 抄 表 監(jiān)測儀特殊要求 DL/T 電能信息采集與管理系統(tǒng) 第 4－ 1部分 通信協(xié)議 － 主站與電能信息采集終端 通信 DL/T 采用配電線載波的配電自動化 第 3 部分：配電線載波信號傳輸要求 第 1 篇： 頻帶和輸出電平 （ IEC 61334311998,IDT ） JB/T 62141992 儀器儀表 ： 可靠性驗證試驗及測定試驗 (指數(shù)分布 )導(dǎo)則 YD/T 1028 800MHzCDMA 數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)設(shè)備總技術(shù)規(guī)范 :移動臺部分 YD/T 1050 800MHz CDMA 數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)設(shè) 備總測試規(guī)范：移動臺部分 YD/T 1214 900/1800MHz TDMA 數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)通用分組無線業(yè)務(wù) (GPRS)設(shè)備技術(shù)要求：移動臺 YD/T 1215 900/1800MHz TDMA 數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)通用分組無線業(yè)務(wù)（ GPRS）設(shè)備測試方法：移動臺 《國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無功電力管理規(guī)定》（國家電網(wǎng)生 [20xx]203 號文） 《江蘇省電力公司城市電網(wǎng)電壓質(zhì)量監(jiān)測管理規(guī)定》（蘇電生 [20xx]108 號文） 《江蘇電網(wǎng)配變監(jiān)測計量終端數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約》（蘇電生 [20xx]1184 號 GB 123251990 電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差 GB/T 145491993 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波 GB/T 155431995 電能質(zhì)量 三電壓允許不平衡度 GB/T 159451995 電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率允許偏差 GB 1232620xx 電能質(zhì)量 電壓波動和閃變 GB/T 1848120xx 電 能 質(zhì)量 暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓 DT2 電壓質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng) 可行性分析報告 深圳市賽源電氣技術(shù)有限公司 第 16 頁 4 項目預(yù)期目標(biāo) 項目在技術(shù)進(jìn)步、工藝創(chuàng)新方面可實現(xiàn) 的預(yù)期成果 本項目在國內(nèi) 屬于開拓性、先進(jìn)性 的項目 、 暫時國內(nèi)外均無相關(guān)的 產(chǎn)品和 總體解決方案， 本項目 提出新方法，建立新標(biāo)準(zhǔn) 。 項目形成的產(chǎn)業(yè)前景，培養(yǎng)的 技術(shù)人才 新一代電壓監(jiān)測系統(tǒng)， 主要應(yīng)用于 各 供電局、電廠等領(lǐng)域。在今后的 5 年內(nèi)每個市縣供電局均應(yīng)該配置 完善的電壓監(jiān)測系統(tǒng) 。按照全國 2861 個市縣計算， 每個縣平均配置 250 臺， 5 年內(nèi)的總需求量將超過 70 萬，每年的需求量也將達(dá) 12 萬臺，我司按市場占有率 8%計算，年訂單量可達(dá) 1 萬臺左右，單價按20xx 元 /臺計算，銷售額可預(yù)期達(dá)到 20xx 萬元 /年，實現(xiàn)利稅 480 萬元 /年 。 因此 ，本項目產(chǎn)品未來 5 年的市場前景廣闊。具有良好的經(jīng)濟(jì)效益 項目對解決產(chǎn) 業(yè)發(fā)展問題的預(yù)期貢獻(xiàn) 本公司的產(chǎn)品出來后對推進(jìn) 高性能電壓監(jiān)測系統(tǒng) 的建設(shè)具有重要意義， 全面提升產(chǎn)品的功能，擴(kuò)大測量的范圍，對原有的電壓監(jiān)測儀進(jìn)行更新?lián)Q代，以滿足用戶的需求。 二年期內(nèi)的 可考核技術(shù)指標(biāo)和社會經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)。 預(yù)計在未來幾 年我司會成為 新一代電壓監(jiān)測系統(tǒng)的業(yè)內(nèi) 領(lǐng)頭羊和佼佼者，同時實現(xiàn)年銷售額不低于 20xx 萬的目標(biāo) 。 在未來 有機(jī)會參與國家電網(wǎng)公司制定新的電壓監(jiān)測儀的訂貨條件等標(biāo)準(zhǔn)。 預(yù)計兩年內(nèi)公司需新增員工 30 人左右，投入到本項目的開發(fā) 、銷售 和服務(wù)