【正文】 相位精度 相位測量準確度：0. 02176。 預計在未來兩年我司會成為數(shù)字化變電站校驗領域的領頭羊和佼佼者，同時實現(xiàn)年銷售額不低于 2000 萬的目標。按照全國 2000 個市縣計算，平均一年配置一套，則年需求 2000410 萬= 8 億 ，電力研究所領域、 高校也需要這樣的產(chǎn)品 同時可以培養(yǎng)出很多數(shù)字化變電站的技術人才，按照每個市縣 4 個檢定人員約 8000 多人。主要客戶群有：供電局、電廠、電力局、研究所、高校等。以及減少維護成本 5）靈活的檢定方案 運行管理軟件設有檢定方案編輯器，用戶為用戶提供任何可能的檢定點和檢定要求。 3） 以太 網(wǎng)的 快速傳 送遠程 DMA 在 IEC61850 協(xié) 議中， 每個 周波的波 形采 樣點可 以高到 200點，而 一個I EC61850 的標準幀里面共有 111Byte 數(shù)字，這就要求 CPU 100uS 之內(nèi)必須要把111Byte 的協(xié)議幀通過遠程 DMA 傳送到以太網(wǎng)芯片上，會大大提高 CPU 的負荷能力，在本項目中由于 111Byte 中需要變化就是 6 個通道的模擬量 12Byte，以及采樣計數(shù) 2 個字節(jié)共 14Byte，所以本項目在初始化時候就 111Byte 協(xié)議中不變的數(shù)據(jù)通過遠程 DMA 傳送給網(wǎng)卡芯片，而后只是更改 14Byte 的變化數(shù)據(jù)，再使能芯片內(nèi)部當?shù)?DMA 自動發(fā)送協(xié)議幀，這樣 CPU 由原來要傳送 111Byte變?yōu)?14Byte 大大地減低了 CPU 的負荷。 我們通過這芯片可以實現(xiàn) 2^(7+9+1+8)的精確時間控制， 配合 DSP 算法，可以實現(xiàn)高精度的采樣。 由于窗函數(shù)有過零點，在過零點處不會由于頻譜泄漏產(chǎn)生干擾，在原信號頻率格點處計算得到的幅值與相位才能與原信號的頻譜對應，這種情況稱為柵欄效應直接影響測量精度。 m= M當，窗函數(shù)與 W（0）有偏差，同時由于選定頻率處不是窗函數(shù)旁w = w瓣的過零點，產(chǎn)生頻譜鄰近干擾。Am2W(w mw1 nws)ej (fm+jm)n=0w 185。229。 第 19 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司N1229。文件數(shù)據(jù)可靠性使用基于 YAFFS 日記式文件系統(tǒng)原理，同時用 NVRAM 備 份 FAT 區(qū)。采用大容量的 NVRAM，對于經(jīng)常需要更新的數(shù)據(jù)如電能脈沖用于 NVRAM 備份記錄，累計一段時間暫存到Flash。n 軟件 DEBUG 技術用于故障診斷，遠程下載用于程序更新。 參考電壓是 2pp m 的參考電壓，測量 AD 使用24Bit 100LK SPS 8 個通道 AD,同時使用換檔來降低噪音 2 ) 為了提高設備在現(xiàn)場使用的可靠性采用如下措施 n 對采集前端和電源前端采取多重抗干擾措施 采用功率電阻、壓敏電阻、TVS 以及電子保護器確保傳導性干擾信號(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 ，保護 CPU、AD、MEM、OP 等敏感器件n CPU 采用總線在運行中不出總線，使用內(nèi)部的 RAM CPU 采用總線不出芯片方案，提高 CPU 自身抗干擾能力，由于總線在芯片內(nèi)具有很強的抗干擾能力 n 多重 WatchDog 技術 n IO 保護 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， 3) 為提高設備無故障工作時間，要研究元件老化的規(guī)律，對設備的密封方式，溫度與濕度交互作用方式進行試驗研究，并進行如下的高可靠性設計： n 元器件選擇 對于 IC、插座等器件盡可能使用工業(yè)芯片，插座使用菲尼克斯插座。 軟硬件 硬件： 使用一個統(tǒng)一的硬件平臺。做比對得出誤差值，最后形成報表 第 14 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 數(shù)字繼電保護檢驗系統(tǒng)構成 以太網(wǎng)信號 RS232 O Ete串華北工控機 口t r640*480顯示 鍵盤 液 晶netDSP板串口/USB 接口 Etrnet（ （BF531） )IOAD 轉(zhuǎn)換 、 3U3I PoutM2圖 35 數(shù)字繼電保護測試儀原理圖 原理介紹 繼電保護 測試儀通過 以太網(wǎng)發(fā) 出數(shù)字 模擬的電 壓電流信 號給數(shù)字繼 電保護，測試儀通過 I O 口讀取繼電保護的跳閘信號，也可以通過以太網(wǎng) GOOSE信息讀取跳閘信號，進而判斷繼電保護的動作是否正確。 第 13 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 數(shù)字交流采樣檢驗系統(tǒng)構成 串口華北工控機 640*480顯示 鍵盤 液 晶以太網(wǎng)信號 RS232 O EteretDSP板串口/USB 接口 來自合并單元 （實負荷檢定） （ （BF531） i)Et AD 轉(zhuǎn)換 rne 3U3I tPoutM2RS232 XL803 標準功率源 圖 34 數(shù)字交流采樣電能表校驗儀原理圖 原理介紹 工控機( PC)控制 XL803 標準功率源輸出 3U3I 的模擬量，數(shù)字交流采樣校驗儀把模擬量通過 AD 轉(zhuǎn)成符 合 IEC 618509 1 的數(shù)字量 D[0,n1]，并直接 通過以太網(wǎng)轉(zhuǎn) 給被檢的網(wǎng)絡交 流采樣校驗儀， 被檢的數(shù)字交 流采樣和數(shù)字交流采樣校驗儀同時根據(jù) D[0,n1]計算 U、I、P、Q、COS，同時工控機通過交流采樣終端協(xié)議，讀取交流采樣終端的 U、I、P、Q、COS。數(shù)字電能表根據(jù)其算法計算產(chǎn)生電能脈沖 M1，數(shù)字電能表校驗儀也根據(jù)協(xié)議和算法產(chǎn)生脈沖 M2，對比 M2 和 M1 計算實際的電能誤差 。 I EC61850 是 一 套 非 常 復 雜 的 協(xié) 議 ， 目 前 我 們 已 經(jīng) 能 夠 實 現(xiàn)IEC6185091 協(xié)議，并和多個廠家聯(lián)調(diào)過，但對于 IEC6185092 協(xié)議目前尚未深入研究，IEC6185092 更復雜。擬解決的技術問題如下 n 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 %級，目前國內(nèi)只有深圳科陸、思達等廠家能夠做到 %的交流采樣，我司能夠做到 0. 05%級沒有問題，我們通過如下方法解決這個問題，使用 1ppm 的電子分壓器，%的零磁通互感器、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 100KSPS 24Bit 的 8 路高精度的 AD 采集芯片 ADS1278 ，采用準同步算法，來到達這個指標 n 光纖以太網(wǎng)遠程快速 DMA 傳輸光纖以太網(wǎng)的遠程 DMA 傳輸速度要等到 10u S 才比較理想，以最高一個周波要送 200 點，假如遠程 DMA 不做優(yōu)化 則大大浪費 CPU 的資源，因為采樣算法，光纖輸出是有一顆 CPU 通過 RTOS 來調(diào)度的，而一個 IEC61850的標準幀里面共有 111Byte 數(shù)字，這就要求 CPU 100uS 之內(nèi)必須要把 111Byte的協(xié)議幀通過遠程 DMA 傳送到以太網(wǎng)芯片上， 這會大大提高 CPU 的負荷第 9 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司n 能力，在本項目中由于 111Byte 中需要變化就是 6 個通道的模擬量 12Byte，以及采樣計數(shù) 2 個字節(jié)共 14Byte，在本項目在初始化時候就把 111Byte 協(xié)議中不變的數(shù)字先傳送到遠程 DMA，而后只是更 改 14Byte 的變化數(shù)據(jù)后，使能芯片內(nèi)部當?shù)?DMA 自動發(fā)送協(xié)議幀，這樣 CPU 有原來要傳送 111Byte變?yōu)?14Byte 大大地減低 了 CPU 的負荷。數(shù)字化變電站設備校驗裝置中的光電互感器校驗、數(shù)字交流采樣校驗儀、數(shù)字繼電保護檢驗儀等產(chǎn)品我司擁有獨立的自主知識產(chǎn)權。 數(shù)字化變電站的驗收、檢驗還需要新的配套標準，目前國內(nèi)外在這方面尚屬空白。深圳目前主要是深 南瑞從事這方面 的研究， 在數(shù) 字化變電站校驗 儀的方面我司是國內(nèi)研 究比較早的廠家之一，也是國內(nèi)起點最高的一個廠家了，目前有國內(nèi)有從事數(shù)字化變電站校驗研發(fā)的，一般只是考慮測試功能，沒有考慮到量值傳遞 ，而測試儀器最重要的功能之一就是能實現(xiàn)溯源，無法量傳的產(chǎn)品沒有意義?！耙郧暗膫鹘y(tǒng)開關柜設備，好比體積臃腫的‘大哥大’（磚頭機），如今的設備就像新式手機，不僅體積變小，而且功能更多”。尚需完成數(shù)字電能表的全面功能，數(shù)字光電互感器的校驗功能 、數(shù)字繼電保護的校驗功能. 深圳市相關行業(yè)技術與國內(nèi)外先進水平的差距； 深圳第一座數(shù)字化變電站——110 千伏五村數(shù)字化變電站于 2008 年中旬竣工。需要額外的一臺電腦. 南京新寧光電研發(fā) XT765 數(shù)字電能表校驗儀，他們的使用捏合的數(shù)字源，無法做量傳不能作為校驗工具，數(shù)字交流采樣校驗儀暫時無相關產(chǎn)品，數(shù)字繼電保護測試儀北京博電有相關報道，但未見產(chǎn)品. 我司目前狀況 我司從 2008 年 8 月開始對市場調(diào)研、項目可行性論證、對關鍵技術如高精度 8個通道的嚴格同步的交流采樣技術( %)，光纖以太網(wǎng)的刷新速度(10uS)，電能和功率以及有效值的等時間間隔的算法驗證、以及基于 軟件實現(xiàn)自動化校驗裝置的管理通信顯示功能的技術可行性驗證。 裝置由安捷倫的 3458A 萬用表，工控機組成 ，軟件使用 Labview，基本沒有屬于自己的核心部件，技術含量低，應用不靈活。 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 華中理工大學開發(fā)光電互感器校驗儀已在在武漢高壓研究所使用 ，這套裝置成本高，體積大。未來也會有更多的測試儀廠家加入這個領域。大大節(jié)約人工成本 n 有助于推動數(shù)字化變電站的發(fā)展 數(shù) 字化變 電站的 發(fā)展 除了一 次和二次 設備 廠家的 努力外 也離 不開檢驗 設備廠家的作用，假如沒有校驗廠家的產(chǎn)品的完 善，數(shù)字化變電站要大規(guī)模推廣也無從談起。 一般來講 ，一臺電能表要 是把全部的檢 定點和影響量全 人工檢定需要一 周時間，而使 用本測試設備只需要 15 分鐘的設置時間，大約 46 個小時的自動檢定時間就可以了，大大節(jié)約人工成本。 綜上所述，本項目產(chǎn)品未來 35 年的市場需求約為 30 億元左右，市場前景廣闊。在今后的 35 年內(nèi)每個市縣供電局均應該配置全套的變電站數(shù)字化測試儀多套。促進經(jīng)濟的發(fā)展第 5 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 預計經(jīng)濟效益 項目主要應用于供電領域。對提高電網(wǎng)安 全運行，保證用 電的可靠性，具 有重要的意義。而且市場空間是巨大的 。 項目預期實現(xiàn)的經(jīng)濟和社會效益。本系列校驗裝置的研發(fā)成功，將對數(shù)字化變電站的發(fā)展將產(chǎn)生深遠的影響，主要表現(xiàn)在以下幾方面： n 解決了目前變電站自動化設備的產(chǎn)品的驗收和型式試驗的難題。風險很小。 n 技術可行性 目前己解決了相關核心技術，并且己研制了部分核心產(chǎn)品，其中數(shù)字電能表的校驗已經(jīng)可以實現(xiàn)校驗功能了，因此我們認為技術上是可行的。在今后的 10 年內(nèi)每個市縣供電局均應該配置全套的數(shù)字測試儀多套。目前在數(shù)字化變電站校驗技術滯后于數(shù)字化變電站的建設，目前國內(nèi)電力工業(yè)研究院均面臨著現(xiàn)場如何驗收的問題，廣東電力工業(yè)研究所主動找到我司合作數(shù)字電能表校驗部分，其他光電互感器校驗、數(shù)字交流采樣校驗 、數(shù)字繼電保護校驗也將逐降和我司合作開展，所以目前基于 IEC61850 的數(shù)字化變電站校驗儀的開發(fā)非常迫切，非常有必要。目前盡管國內(nèi)外的電力設備廠家已經(jīng)大力投入到數(shù)字化變電站的研究開發(fā)中去，但是還沒有一個有效的測試工具，這必將阻礙數(shù)字化變電站設備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時也限制了數(shù)字化變電站的推廣使用，目前數(shù)字化變電站的驗收耗時耗力同時也無法做出權威的驗收結論。 d） 功能配置先進性 測試功能可以選擇相關的國標和行業(yè)標準，也可以根據(jù)用戶的自己的需求編輯測試點和測試要求。 技術先進性 a）校驗 過程全自動， 設置完畢后， 點擊啟動命令 ，自動完成各 種檢驗點和校驗功能的檢定并自動生成報表 b）檢定先進 使用模擬源的動態(tài)數(shù)據(jù)作為檢驗數(shù)字來源，能夠反映出數(shù)字二次設備的現(xiàn)場使用情況。 軟件平臺先進性 使用 Labview 作為工控機軟件平臺 Labview 具有非常豐富友好的界面和強大的數(shù)學工具。