CN111668939A - 基于异步通信方式的分布式站所终端 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于异步通信方式的分布式站所终端，包括异步通信模块、CPU控制电路、模拟量采集电路、状态量采集电路；所述CPU控制电路通过与模拟量采集电路和状态量采集电路分别连接，获取模拟量信号和状态信息，用于故障检测；所述CPU控制电路通过串行通信端口与异步通信模块连接，并通过异步通信模块与故障信息交互网络连接。本发明采用异步通信技术作为各间隔故障检测结果数字量交互的传输方式，实现快速可靠的馈线自动化功能。
Description
技术领域
本发明涉及到电力***的二次保护领域，涉及一种基于异步通信方式的分布式站所终端。
背景技术
配电网是电力***最后面向用户的环节，对供电质量、运行效率影响重大。配电自动化是提高供电可靠性和供电质量、扩大供电能力、实现配电网高效经济运行的重要手段，也是实现智能电网的重要基础之一。
配网分布式站所终端安装于10kV配电自动化***中,控制配电***断路器或负荷开关等一次开关设备。确切的说，分布式站所终端主要安装在间隔式环网柜的环进环出单元、馈线单元以及母联单元内。传统的分布式站所终端的馈线自动化功能，主要是基于同步通信方式的光纤差动保护原理来实现快速的故障定位、隔离和非故障区域恢复供电。这种实现原理对通信的同步性要求比较苛刻，同时对通信介质的要求也很高除了光纤通信其他介质很难满足实时同步的要求；另外，此种原理对同步数据的连续要求很高，同时在信道中实时交互的数据量也非常大，对数据的容错率非常低。因为这种通信存在的问题，对分布式站所终端所实现的分布式馈线自动化功能的动作正确率产生了很大影响。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于异步通信方式的分布式站所终端，解决既有分布式站所终端在实现分布式馈线自动化功能上因通信问题而导致动作正确率低的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于异步通信方式的分布式站所终端，包括异步通信模块、CPU控制电路、模拟量采集电路、状态量采集电路；所述CPU控制电路通过与模拟量采集电路和状态量采集电路分别连接，获取模拟量信号和状态信息，用于故障检测；所述CPU控制电路通过串行通信端口与异步通信模块连接，并通过异步通信模块与故障信息交互网络连接。
进一步的，所述终端还设置有接口电路，用于将CPU控制电路发出的控制信号发送给外部执行器件。
进一步的，所述终端还设置有电源电路，所述电源电路用于将外部的交流电源信号转换成低压直流电源信号为状态量采集电路、模拟量采集电路、CPU控制电路和异步通信模块提供工作电源。
进一步的，所述电源电路包括依次连接的整流单元、稳压单元和滤波单元。
进一步的，所述终端还设置有信号指示电路，用于在CPU控制电路的控制下显示分布式站所终端的工作状态。
进一步的，所述模拟量采集电路为多路电流、电压模拟量采集电路。
进一步的，所述状态量采集电路为多路状态量采集电路。
一种基于异步通信方式的分布式站所终端的控制方法，包括以下步骤：
步骤S1:通过模拟量采集电路和状态量采集电路，采集状态信息和模拟量信号，并传送至CPU控制电路；
步骤S2:CPU控制电路根据采集的状态信息和模拟量信号，进行故障检测;
步骤S3:将检测结果以数字量形式进行存储，并将故障检测的数字量形式结果通过CPU控制电路串行通信端口传递给异步通信模块；
步骤S4:异步通信模块将数据传送至故障信息交互网络，进行广播发送。
进一步的，所述异步通信模块还用于接收故障信息交互网络的数据；将从异步通信模块接收到的相邻终端的故障检测结果通过串行通信端口发送给CPU控制电路，并由CPU控制电路进行馈线自动化逻辑检测。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明采用异步通信技术作为各间隔故障检测结果数字量交互的传输方式，实现快速可靠的馈线自动化功能。
2、本发明采用简单可靠的信息触发时刻快速、短间隔重传机制配合仿以太网协议的保活机制，很好的解决了因同步通信要求苛刻、容错率低等问题影响馈线自动化动作正确率的问题。
附图说明
图1是本发明一实施例中电气原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
请参照图1，本发明提供一种基于异步通信方式的分布式站所终端，包括异步通信模块、CPU控制电路、模拟量采集电路、状态量采集电路；所述CPU控制电路通过与模拟量采集电路和状态量采集电路分别连接，获取模拟量信号和状态信息，用于故障检测；所述CPU控制电路通过串行通信端口与异步通信模块连接，并通过异步通信模块与故障信息交互网络连接。
在本实施例中，所述终端还设置有接口电路，用于将CPU控制电路发出的控制信号发送给外部执行器件。进而实现相应的操作，例如：开关跳闸及其它维护操作等。
在本实施例中，所述终端还设置有电源电路，所述电源电路用于将外部的交流电源信号转换成低压直流电源信号为状态量采集电路、模拟量采集电路、CPU控制电路和异步通信模块提供工作电源。例如：+5V、±12V及+24V等。优选的，所述电源电路包括依次连接的整流单元、稳压单元和滤波单元。
在本实施例中，所述终端还设置有信号指示电路，用于在CPU控制电路的控制下显示分布式站所终端的工作状态。优选的，信号指示电路采用LED作为发光元件，实现信号指示，信号指示电路用于在CPU控制电路的控制下发出光信号，进而实现指示所述一种基于异步通信方式的分布式站所终端的工作状态，即：实现了设备状态就地显示的功能，便于工作人员直观的了解分布式站所终端是否处于正常工作状态。
在本实施例中，所述CPU控制电路采用32位处理器实现。该种处理器具有大容量存储器、硬件时钟，且具有多种串行通信端口。可以实现数据处理功能，能够将采集到的模拟量和状态量进行故障判断及状态指示处理。本实施方式中的CPU控制电路2与异步模块7之间可以采用UART（串行通信）的方式进行连接。
在本实施例中，所述模拟量采集电路为多路电流、电压模拟量采集电路。实现同时采集多路信号的功能。优选的，采用14路电流、电压模拟量采集的电路。这种多路模拟量采集电路在CPU控制电路的控制下采集相应模拟量信号并发送给CPU控制电路。
在本实施例中，所述状态量采集电路为多路状态量采集电路。采集线路、开关以及其它相关联设备的状态量信息，并将采集的信息发送给CPU控制电路，CPU控制电路根据这些状态量数据来判断配电网的工作状态。优选的，采用14路状态量采集电路。
一种基于异步通信方式的分布式站所终端的控制方法，包括以下步骤，：
步骤S1:通过模拟量采集电路和状态量采集电路，采集状态信息和模拟量信号，并传送至CPU控制电路；
步骤S2:CPU控制电路根据采集的状态信息和模拟量信号，进行故障检测;
步骤S3:将检测结果以数字量形式进行存储，并将故障检测的数字量形式结果通过CPU控制电路串行通信端口传递给异步通信模块；
步骤S4:异步通信模块将数据传送至故障信息交互网络，进行广播发送。
进一步的，所述异步通信模块还用于接收故障信息交互网络的数据；将从异步通信模块接收到的相邻终端的故障检测结果通过串行通信端口发送给CPU控制电路，并由CPU控制电路进行馈线自动化逻辑检测。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种基于异步通信方式的分布式站所终端，其特征在于：包括异步通信模块、CPU控制电路、模拟量采集电路、状态量采集电路；所述CPU控制电路通过与模拟量采集电路和状态量采集电路分别连接，获取模拟量信号和状态信息，用于故障检测；所述CPU控制电路通过串行通信端口与异步通信模块连接，并通过异步通信模块与故障信息交互网络连接。
2.根据权利要求1所述的基于异步通信方式的分布式站所终端，其特征在于：所述终端还设置有接口电路，用于将CPU控制电路发出的控制信号发送给外部执行器件。
3.根据权利要求1所述的基于异步通信方式的分布式站所终端，其特征在于：所述终端还设置有电源电路，所述电源电路用于将外部的交流电源信号转换成低压直流电源信号为状态量采集电路、模拟量采集电路、CPU控制电路和异步通信模块提供工作电源。
4.根据权利要求1所述的基于异步通信方式的分布式站所终端，其特征在于：所述电源电路包括依次连接的整流单元、稳压单元和滤波单元。
5.根据权利要求1所述的基于异步通信方式的分布式站所终端，其特征在于：所述终端还设置有信号指示电路，用于在CPU控制电路的控制下显示分布式站所终端的工作状态。
6.根据权利要求1所述的基于异步通信方式的分布式站所终端，其特征在于：所述模拟量采集电路为多路电流、电压模拟量采集电路。
7.根据权利要求1所述的基于异步通信方式的分布式站所终端，其特征在于：所述状态量采集电路为多路状态量采集电路。
8.一种基于异步通信方式的分布式站所终端的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1:通过模拟量采集电路和状态量采集电路，采集状态信息和模拟量信号，并传送至CPU控制电路；
步骤S2:CPU控制电路根据采集的状态信息和模拟量信号，进行故障检测;
步骤S3:将检测结果以数字量形式进行存储，并将故障检测的数字量形式结果通过CPU控制电路串行通信端口传递给异步通信模块；
步骤S4:异步通信模块将数据传送至故障信息交互网络，进行广播发送。
9.根据权利要求8所述的一种基于异步通信方式的分布式站所终端的控制方法，其特征在于：所述异步通信模块还用于接收故障信息交互网络的数据；将从异步通信模块接收到的相邻终端的故障检测结果通过串行通信端口发送给CPU控制电路，并由CPU控制电路进行馈线自动化逻辑检测。
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