电压质量监测系统-可行性分析报告v10版(编辑修改稿)

电压质量监测系统-可行性分析报告v10版(编辑修改稿)内容摘要：

32位 DSP 运算处理， ARM9 加 linux 操作系统满足复杂的通讯要求及数据加密等，我司都做了大量的前期工作，事实上，我司在无功补偿控制，电力负荷监测，谐波治理等多个领域， 拥有了六个系列 二十几个规格品种的产品，全部都是自主研发的，涉及的技术包括 AVR 高性能单片机， TMS320F2806 的 32 位 DSP， LPC2214 的ARM7， linux 操作系统在 ARM7 上的应用。 基于 BS 和 CS 构架的电 压监测数据 管理后台软件等，因此，我们认为，研发出新一代的电压监测系统包括 电压监测仪和电压监测数据管理软件，是有良好的技术基础的。 DT2 电压质量监测系统 可行性分析报告 深圳市赛源电气技术有限公司 第 9 页 深圳市相关行业技术与国内外先进水平的差距； 深圳 的电压监测系统产品的生产厂家中，我司是深圳这个行业中的排头兵，目前未发现有新一代电压监测仪的相关产品上市，但在相关的电能质量分析仪厂家中，深圳有领步科技，奇辉电器等厂家，作为电能质量分析仪国外的主流厂家主要有 fluke 福禄克、美国电力士， 以色列 Elspec 等厂家。 目前国 内的电能质量分析仪与国外的同类产品相比，技术上仍存在一定的差距。 国外没有电压监测 仪产品 进入中国。 相关技术在知识产权、市场需求方面的情况。 目前，国内的电压监测仪仍然是采用 《 DL/T50092 电压监测仪订货技术条件》，这个标准已经不能满足供电公司对电压瞬态进行监测的要求，也不具备谐波监测功能，因此，业内都新标准的出台呼声很高，相信在未来不远的时间国家电网公司将制定新的标准。 我司拟开发的新一代电压监测仪，在没有新的标准出台之前，我们将参照其它 标准： GB 1232620xx 电能质量 电压波动和闪变 ； GB/T 1848120xx 电 能 质量 暂时过电压和瞬态过电压 等 ； 在产品验收方面，仍然可以按 照其它标准与现行的电压监测仪的标准相结合，达到用户的要求。 由于同类产品中， 目前国内 在这方面尚属空白。 新一代电压监测仪， 我司拥有独立的自主知识产权。 3 项目 主要研究内容 项目涉及的技术领域， 拟解决的 关键 技术问题 ； 本项目涉及到一个 电压质量监测 领域，但是很多技术原理和 实现 方法可以参照相关的标准。 拟解决的技术问题如下 DT2 电压质量监测系统 可行性分析报告 深圳市赛源电气技术有限公司 第 10 页  高精度的模拟量采集 我们产品的整体精度为 %,这要求我们 的交流 AD 采集模块精度要到达 %级，我们通过如下方法解决这个问题，使用 2ppm的电子分压器，%的 高精度电压 互感器、以及 OPA1632 带差分输入输出的高性能运算放大器作为信号调理和高达 100KSPS 16Bit 的 6 路高精度的 AD 采集芯片 ADS7805 ， 采用 准同步算法，来到达这个指标  DSP 采样与运算 采用每周期 256 点的采样率， 进行 FFT 分析，采用 闪变计算数学模型，获得谐波、 电压 闪变，电压骤升与骤降等 瞬态的 数据。  ARM9 嵌入 linux 操作系统 解决多任务处理，网络通讯， 3G 通讯链路 的稳 定 ，数据存储，显示与键盘 ，图像传输 ，解决复杂的数据加密算法，以保证数据在 3G 网络中传输的安全性。 拟采用的 技术原理 、 技术方法 、 技术路线以工艺流程； 技术原理及关键技术内容 电压质量监测 系统构成 1) 电压质量监测系统示意图 DT2 电压质量监测系统 可行性分析报告 深圳市赛源电气技术有限公司 第 11 页 2) 硬件结构 原理 框图 原理介绍 DT2 电压质量监测系统 可行性分析报告 深圳市赛源电气技术有限公司 第 12 页 输入被测的电压信号 ，经过 2ppm的电子分压器，由 %的 高精度 互感器 ，将信号输入给 OPA1632 带差分输入输出的高性能运算放大器作为信号调理 ， 之后 将信号送至 100KSPS 16Bit的 6 路高精度的 AD采 集芯片 ADS7805，经过 A/D 转换的数字量由 TMS320F2806 进行运算处理。 运算结果送AT91SAM9260 进行存储，显示，传输。 3) 后台软件 界面示意图 后台软件构架介绍： 后台软件的开发工具采用 Visal Studio 20xx 开发环境，主要程序用 C. 和C++. 编写，数据库采用 SQL，同时支持 Oracle，程序构成包括： （ 1） 前置机程序：负责 3G 链路连接，接收与发送数据，心跳维持，协议解析等 （ 2） 主服务器程序：负责数据处理，入库，数据查询 （ 3） 操作员工作站程序：负责对各个环节的参数设置 ，客户端的权限分配，数据库维护。 （ 4） WEB 服务器程序：提供客户端浏览数据，与主服务器数据库交换数据。 DT2 电压质量监测系统 可行性分析报告 深圳市赛源电气技术有限公司 第 13 页 技术路线 1） 为 提高产品的测量长期稳定性 ，电压分压器采用 2ppm的金属氧化膜电阻分压， 使用 高精度 互感器 ，测量 AD 使用 16Bit 100LK SPS 6 个通道 AD 2 ) 为了提高设备在现场使用的可靠性采用如下措施  对采集前端和电源前端采取多重抗干扰措施 采用压敏电阻、 TVS 确保传导性干扰信号 (脉冲群和浪涌 )不会通过电源或者采集前端侵入敏感脆弱器件  ARM 采用 多层布板 方案，提高 CPU 自身抗干扰能 力，  多重 WatchDog 技术  IO 保护 对于容易损坏的 IO 口全部用高集成化的贴片 TVS 统一保护， 3) 为提高设备无故障工作时间 MTBF，要研究元件老化的规律，对设备的密封方式，温度与湿度交互作用方式进行试验研究，并进行如下的高可靠性设计：  元器件选择 对于 IC、插座等器件尽可能使用工业芯片软件 DEBUG 技术用于故障诊断，远程下载用于程序更新。  防尘防潮 PCB 最后均要防尘防潮处理  冗余设计 无论对于 PCB 布线还是间距，以及热设计，耐压设计，要留于充分的余量，对于一些关键 地方使用双重硬件作为冗余  数据可靠性 块数据存储全部使用 CRC16 校验。 采用大容量的 铁电存储器 与 flash双重存储器，保证数据的安全存储。 4) 算法验证 大部分的算法我们通过 Matlab 来验证后，再在 DSP 和 ARM 平台上运行，可以节约反复调试的时间 5) 测试验证 通过 中国电科院的 相关 试验。 DT2 电压质量监测系统 可行性分析报告 深圳市赛源电气技术有限公司 第 14 页 主要创新点 3G 通讯中的图像压缩技术，数据加密算法。 闪变测量 方法的 数学模型 间谐波和次谐波 测量 算法 项目相关技术参照行业标准： GB/T 电工电子产品环境试验 第 2部分 : 试验方法 试验 A: 低温 （ IDT IEC 68211990 ） GB/T 电工电子产品环境试验 第 2 部分 : 试验方法 试验 B: 高温 （ IEC 60068221974,IDT ） GB 电工电子产品环境试验 第 2 部分：试验方法 试验 Cab：恒定湿热试验 （ IEC 6006827820xx,IDT） GB 电工电子产品环境试验 第 2部分 : 试验方法 试验 Fc: 振动 (正弦 ) GB/T 420820xx 外壳防护等级 (IP 代码 ) GB/T 电工电子产品着火危险试验 第 11 部分：灼热丝 /热丝基本试验方法 成品的灼热丝可燃性试验方法 （ IEC 606951120xx,IDT ） GB/T 低压系统内设备的绝缘配合 第 1 部分：原理、要求和试验 GB/T 电磁 兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 （ IEC 610004220xx,IDT ） GB/T 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验 （ IEC 610004320xx,IDT ） GB/T 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（ IEC 610004495,IDT ） GB/T 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌 (冲击 )抗扰度试验 （ IEC 610004595,IDT ） GB/T 电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验 （ IEC 6100041194,IDT ） GB/T 电磁 兼容 试验和测量技术 振荡波抗扰度试验 （ IEC 6100041295,IDT ） DT2 电压质量监测系统 可行性分析报告 深圳市赛源电气技术有限公司 第 15 页 DL 50092 电压监测仪订货技术条件 DL/T 61420xx 多功能电能表（ 610381990） DL/T 64520xx 多功能电能表通信协议 DL/T 电能信息采集与管理系统 第 3－ 1 部分 电能信息采集终端技术规范－通用要求 DL/T 电能信息采集与管理系统 第 3－ 5部分 电能信息采集 终端技术规范 － 低压集 中 抄 表 监测仪特殊要求 DL/T 电能信息采集与管理系统 第 4－ 1部分 通信协议 － 主站与电能信息采集终端 通信 DL/T 采用配电线载波的配电自动化 第 3 部分：配电线载波信号传输要求 第 1 篇： 频带和输出电平 （ IEC 61334311998,IDT ） JB/T 62141992 仪器仪表 ： 可靠性验证试验及测定试验 (指数分布 )导则 YD/T 1028 800MHzCDMA 数字蜂窝移动通信系统设备总技术规范 :移动台部分 YD/T 1050 800MHz CDMA 数字蜂窝移动通信网设 备总测试规范：移动台部分 YD/T 1214 900/1800MHz TDMA 数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务 (GPRS)设备技术要求：移动台 YD/T 1215 900/1800MHz TDMA 数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务（ GPRS）设备测试方法：移动台 《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》（国家电网生 [20xx]203 号文） 《江苏省电力公司城市电网电压质量监测管理规定》（苏电生 [20xx]108 号文） 《江苏电网配变监测计量终端数据传输规约》（苏电生 [20xx]1184 号 GB 123251990 电能质量 供电电压允许偏差 GB/T 145491993 电能质量 公用电网谐波 GB/T 155431995 电能质量 三电压允许不平衡度 GB/T 159451995 电能质量 电力系统频率允许偏差 GB 1232620xx 电能质量 电压波动和闪变 GB/T 1848120xx 电 能 质量 暂时过电压和瞬态过电压 DT2 电压质量监测系统 可行性分析报告 深圳市赛源电气技术有限公司 第 16 页 4 项目预期目标 项目在技术进步、工艺创新方面可实现 的预期成果 本项目在国内 属于开拓性、先进性 的项目 、 暂时国内外均无相关的 产品和 总体解决方案， 本项目 提出新方法，建立新标准。 项目形成的产业前景，培养的 技术人才 新一代电压监测系统， 主要应用于 各 供电局、电厂等领域。 在今后的 5 年内每个市县供电局均应该配置 完善的电压监测系统。 按照全国 2861 个市县计算， 每个县平均配置 250 台， 5 年内的总需求量将超过 70 万，每年的需求量也将达 12 万台，我司按市场占有率 8%计算，年订单量可达 1 万台左右，单价按20xx 元 /台计算，销售额可预期达到 20xx 万元 /年，实现利税 480 万元 /年。 因此 ，本项目产品未来 5 年的市场前景广阔。 具有良好的经济效益 项目对解决产 业发展问题的预期贡献 本公司的产品出来后对推进 高性能电压监测系统 的建设具有重要意义， 全面提升产品的功能，扩大测量的范围，对原有的电压监测仪进行更新换代，以满足用户的需求。 二年期内的 可考核技术指标和社会经济效益指标。 预计在未来几 年我司会成为 新一代电压监测系统的业内 领头羊和佼佼者，同时实现年销售额不低于 20xx 万的目标。 在未来 有机会参与国家电网公司制定新的电压监测仪的订货条件等标准。 预计两年内公司需新增员工 30 人左右，投入到本项目的开发 、销售 和服务。