一种具备稳态录波功能的高速录波装置的制作方法

本发明属于柔性直流输电，具体涉及一种具备稳态录波功能的高速录波装置。

背景技术：

1、随着柔性直流输电技术的不断发展，对换流阀数据的稳态录波提出了迫切需求。传统的ddr芯片缓存机制虽然能够满足一定的存储需求，但在高速录波数据的处理方面存在局限性，同时存在装置掉电数据丢失问题。因此，设计一种新型的存储与传输装置，以满足对高速录波数据的高效处理、存储和稳态录波的需求，成为了当前继续解决的技术问题。

2、在现有设计中，fpga作为高速数据接收与处理的核心部件，负责接收来自外部的高速录波数据，并将其缓存至板卡上的ddr芯片中，再由arm读取数据通过以太网转存至外部工控机硬盘。此设计虽然一定程度上满足了录波数据的处理与存储需求，然而ddr芯片的容量有限，当数据量较大时，arm需要频繁地从ddr中读取数据，并通过以太网接口将其转存至外部的工控机硬盘中。这一过程耗时较长，导致arm无法及时响应新的录波请求，从而影响了稳态录波功能的实现。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提供一种具备稳态录波功能的高速存储录波装置。此装置，可以实现对高速录波数据的高效存储和传输，提高了数据处理的效率和准确性，同时降低了存储成本。

2、为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

3、一种具备稳态录波功能的高速录波装置，包括：

4、处理器模块，包括fpga处理器和arm处理器；

5、sdram同步动态随机存取内存；

6、ssd固态硬盘；

7、sdram同步动态随机存取内存和ssd固态硬盘通过不同接口与fpga处理器连接；

8、fpga处理器用于对阀控设备录波数据进行接收和预处理，并将预处理后的阀控设备录波数据存储至sdram中；

9、还用于将sdram中的阀控设备录波数据转存至ssd中；

10、还用于根据arm处理器的数据读取请求，从ssd的对应区域中读取相应数据。

11、进一步的，fpga处理器被配置为通过光纤高速serdes接口与阀控设备进行数据通信，以接收阀控设备录波数据，其中，数据通信周期与阀控设备的控制周期一致。

12、进一步的，阀控设备录波数据，包括：

13、阀控设备自身的时标信息和换流阀的关键监测内容。

14、进一步的，在对阀控设备录波数据预处理之前，fpga处理器将接收到的阀控设备录波数据缓存到内部寄存器中。

15、进一步的，fpga处理器将预处理后的阀控设备录波数据存储至sdram中，包括：

16、fpga处理器从内部寄存器中提取时标信息，得到对应录波数据的时间戳；

17、提取关键监测内容并进行压缩打包处理；

18、将时间戳和压缩打包后的关键监测内容以二进制形式写入到sdram中。

19、进一步的，将sdram中的阀控设备录波数据转存至ssd中，包括：

20、当sdram中的阀控设备录波数据达到设定数量阈值后，从sdram中读取压缩打包后的关键监测内容，以二进制形式写入ssd的第二区域中，并记录起始、末尾地址；

21、从sdram中读取时间戳，将时间戳和起始、末尾地址写入到ssd的第一区域中。

22、进一步的，根据arm处理器的数据读取请求，从ssd的对应区域中读取相应数据，具体包括：

23、获取arm处理器对第一区域的数据读取请求，并向arm处理器返回相应数据在第一区域中的信息；

24、若第一区域中的信息满足数据读取要求，则获取arm处理器对第二区域的数据读取请求，并向arm处理器返回第二区域中的相应数据。

25、进一步的，fpga处理器还用于根据第一区域中的信息统计ssd的剩余空间容量，并在剩余空间容量不足设定值时将新的录波数据覆盖到最早保存的录波数据空间地址。

26、进一步的，arm处理器与录波分析后台连接，录波分析后台通过故障演化表格获取换流阀每个子模块的故障演化过程。

27、进一步的，故障演化表格的内容包括：故障时刻、本次故障与上次故障发生时刻的时间差、子模块的控制指令、电流方向、子模块电容电压、文字信息描述的子模块故障信息。

28、综上，本发明提供了一种具备稳态录波功能的高速录波装置，包括处理器模块，包括fpga处理器和arm处理器；sdram同步动态随机存取内存；ssd固态硬盘；sdram同步动态随机存取内存和ssd固态硬盘通过不同接口与fpga处理器连接；fpga处理器用于对阀控设备录波数据进行接收和预处理，并将预处理后的阀控设备录波数据存储至sdram中；还用于将sdram中的阀控设备录波数据转存至ssd中；还用于根据arm处理器的数据读取请求，从ssd的对应区域中读取相应数据。本发明通过采用ssd固态硬盘，能够实现对柔直换流阀数据的大容量、高速率数据的不间断连续实时存储，同时避免了在装置异常断电后未及时转存数据丢失等问题，满足工程对稳态录波功能的需求，为系统的可靠运行打下基础。

技术特征：

1.一种具备稳态录波功能的高速录波装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的具备稳态录波功能的高速录波装置，其特征在于，所述fpga处理器被配置为通过光纤高速serdes接口与阀控设备进行数据通信，以接收所述阀控设备录波数据，其中，数据通信周期与阀控设备的控制周期一致。

3.根据权利要求1所述的具备稳态录波功能的高速录波装置，其特征在于，所述阀控设备录波数据，包括：

4.根据权利要求3所述的具备稳态录波功能的高速录波装置，其特征在于，在对所述阀控设备录波数据预处理之前，所述fpga处理器将接收到的所述阀控设备录波数据缓存到内部寄存器中。

5.根据权利要求4所述的具备稳态录波功能的高速录波装置，其特征在于，所述fpga处理器将预处理后的所述阀控设备录波数据存储至sdram中，包括：

6.根据权利要求5所述的具备稳态录波功能的高速录波装置，其特征在于，将所述sdram中的所述阀控设备录波数据转存至ssd中，包括：

7.根据权利要求6所述的具备稳态录波功能的高速录波装置，其特征在于，根据所述arm处理器的数据读取请求，从所述ssd的对应区域中读取相应数据，具体包括：

8.根据权利要求6所述的具备稳态录波功能的高速录波装置，其特征在于，所述fpga处理器还用于根据所述第一区域中的信息统计ssd的剩余空间容量，并在所述剩余空间容量不足设定值时将新的录波数据覆盖到最早保存的录波数据空间地址。

9.根据权利要求1所述的具备稳态录波功能的高速录波装置，其特征在于，所述arm处理器与录波分析后台连接，所述录波分析后台通过故障演化表格获取换流阀每个子模块的故障演化过程。

10.根据权利要求9所述的具备稳态录波功能的高速录波装置，其特征在于，所述故障演化表格的内容包括：故障时刻、本次故障与上次故障发生时刻的时间差、子模块的控制指令、电流方向、子模块电容电压、文字信息描述的子模块故障信息。

技术总结本发明提供了一种具备稳态录波功能的高速录波装置，包括处理器模块，包括FPGA处理器和ARM处理器；SDRAM和SSD；SDRAM和SSD通过不同接口与FPGA处理器连接；FPGA处理器用于对阀控设备录波数据进行接收和预处理，并将阀控设备录波数据存储至SDRAM中；还用于将SDRAM中的阀控设备录波数据转存至SSD中；还用于根据ARM处理器的数据读取请求，从SSD的对应区域中读取相应数据。本发明通过采用SSD固态硬盘，能够实现对柔直换流阀数据的大容量、高速率数据的不间断连续实时存储，同时避免了在装置异常断电后未及时转存数据丢失等问题，满足工程对稳态录波功能的需求，为系统的可靠运行打下基础。技术研发人员：李盈,熊岩,马凯,袁智勇,周月宾,谭令其,江链涛,滕林阳,鲁静,姚成,刘刚受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司电力科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/9/29