[发明专利]一种光纤物联网智能终端

说明书

技术领域

本申请涉及电力技术领域，尤其涉及一种光纤物联网智能终端。

背景技术

伴随着智能电网“信息化、自动化、互动化”的发展趋势，国内外从政府到电力企业都在积极推进智能电网的研究和建设，以加快其电力能源供应与信息融合，实现电网和用户的双向互动。

2009年，电力光纤到户关键技术取得重大突破，世界上第一条用于商业运营的光纤复合低压电缆研制成功，它集光缆、电力输电缆于一体，支持多种传输技术。作为一个刚刚研制成功的新生事物，光纤复合低压电缆的稳定性、耐受性还有待检验。为此，业内有公司搭建了一种“智能电网电力光纤到户系统测试”平台，建成电力光纤到户技术实验室，开展光纤复合电缆的组网方式、基于以太网方式的无源光网络光传输设备性能和“三网融合”业务应用等实验室模拟测试。经过测试，采用光纤复合低压电缆和基于以太网方式的无源光网络技术的电力光纤到户系统，已实现基于光纤的远程用电信息采集功能及承载“三网融合”功能，呈现出良好的稳定性。

但是，目前还没有专门的设备能够实现快速、实时、高精度地对电网的运行状态进行在线监控。

发明内容

本申请提供一种光纤物联网智能终端，以解决现有技术无法实现快速、实时、高精度地对电网的运行状态进行在线监控的问题。

本申请实施例提供一种光纤物联网智能终端，包括：

中央控制单元、信号采集单元、通信传输单元以及动作控制单元；

所述中央控制单元包括计量微控制单元以及控制微控制单元，所述中央控制单元与所述控制微控制单元之间通过通用同步异步收发器进行通信，所述计量微控制单元与所述信号采集单元连接，所述控制微控制单元分别与所述通信传输单元以及所述动作控制单元连接。

可选的，所述信号采集单元包括电压电流传感器、调理放大电路以及AD采样芯片，所述电压电流传感器与所述调理放大电路连接，所述调理放大电路与所述AD采样芯片连接，所述AD采样芯片与所述计量微控制单元连接。

可选的，所述电压电流传感器的精度为1％。

可选的，所述AD采样芯片为16位AD采样芯片。

可选的，所述通信传输单元包括PHY芯片和光线接口，所述PHY芯片与所述控制微控制单元连接，所述光线接口与所述PHY芯片连接，工业以太网交换机与所述光线接口连接。

可选的，所述控制微控制单元通过移植轻量TCP/IP协议LWIP实现以太网数据高效快速收发。

可选的，所述动作控制单元由继电器及I/O接口构成。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供的一种光纤物联网智能终端，包括：中央控制单元、信号采集单元、通信传输单元以及动作控制单元；中央控制单元包括计量微控制单元以及控制微控制单元，中央控制单元与控制微控制单元之间通过通用同步异步收发器进行通信，计量微控制单元与信号采集单元连接，控制微控制单元分别与通信传输单元以及动作控制单元连接；本申请实施例的光纤物联网智能终端，能够实现快速、实时、高精度地对电网的运行状态进行在线监控，实现了对电网电气信号的精确采集，从采样数据中精确快速的获取监测点运行状态信息，通过光纤通信技术实现监测数据可靠实时地传输至中央决策单元，能够满足未来电网实时快速控制的要求，具备广阔的应用前景，同时也具备应用到其他类型包含分布式发电的主动配电网系统监测与数据采集的潜力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种光纤物联网智能终端的结构图。

图2为本申请实施例提供的一种光纤物联网智能终端的信号采集单元的结构图。

图3为本申请实施例提供的一种光纤物联网智能终端的通信传输单元的结构图。

图4为本申请实施例提供的dq旋转坐标系下三相电压矢量相位图。

图5为本申请实施例提供的三相锁相环实现原框图。

图6为本申请实施例提供的三相锁相环系统控制框图。

图7为本申请实施例提供的锁相环系统波特图。

图8为本申请实施例提供的优化后的锁相环在相位和频率突变时的相位跟踪性能。

图9为本申请实施例提供的优化后的锁相环在三相不平衡时的频率相位测量性能。

图10为本申请实施例提供的主动孤网时监测得到的联络线有功变化曲线。