一種電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)專用的監(jiān)測系統(tǒng)及其工作方法，尤其涉及一種電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大量各類不平衡、非線性用電設(shè)備導(dǎo)致的電能質(zhì)量問題引起人們的廣泛關(guān)注，配網(wǎng)的電能質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著千家萬戶的電力的安全可靠地供應(yīng)。通過實(shí)現(xiàn)對配網(wǎng)的電能質(zhì)量的監(jiān)測，對其電能質(zhì)量問題進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和掌控，對于全網(wǎng)電能質(zhì)量的監(jiān)管和改善均具有重要的實(shí)用價(jià)值。
[0003]配網(wǎng)中主要存在以下幾個(gè)方面的電能質(zhì)量問題:頻率偏差、電壓偏差、三相電壓不平衡、諧波、電壓波動(dòng)和閃變等等。目前配電網(wǎng)并無實(shí)時(shí)的在線監(jiān)測系統(tǒng)，對配電網(wǎng)電能質(zhì)量的監(jiān)測，主要是發(fā)現(xiàn)問題了，出現(xiàn)投訴了，再去測試解決，在電能質(zhì)量管理上始終處于被動(dòng)地位，已無法適應(yīng)一流智能配電網(wǎng)的發(fā)展要求。
[0004]國家知識產(chǎn)權(quán)局2014-06-11公開了一種電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)(申請?zhí)?2012105126115，申請日2012-11-30)包括監(jiān)控中心和多個(gè)監(jiān)測站點(diǎn)；所述每個(gè)監(jiān)測站點(diǎn)包括電能質(zhì)量參數(shù)采集單元，用于儲(chǔ)存電能質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的存儲(chǔ)單元；信號處理單元，A/D轉(zhuǎn)換單元，連接A/D轉(zhuǎn)換單元，用于根據(jù)傳輸過來的電能質(zhì)量參數(shù)數(shù)字信號和存儲(chǔ)的電能質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)判斷電能質(zhì)量是否存在問題并同時(shí)將電能質(zhì)量參數(shù)和判定結(jié)果實(shí)時(shí)反饋給監(jiān)控中心的控制單元；所述監(jiān)控中心和多個(gè)監(jiān)測站點(diǎn)通過無線通信連接；所述監(jiān)控中心通過Internet連接用戶，用戶利用Internet能夠遠(yuǎn)程獲得某一時(shí)刻的電能質(zhì)量。但是，電能質(zhì)量參數(shù)采集單元的精度不高，所采集的信息不準(zhǔn)確，且不能做到無人值守。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對以上問題，提供了一種能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確、全面的監(jiān)測電能質(zhì)量的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)及其工作方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:包括通訊轉(zhuǎn)發(fā)模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)測管理系統(tǒng)和若干監(jiān)測模塊，所述監(jiān)測模塊通過通訊轉(zhuǎn)發(fā)模塊將參數(shù)信息發(fā)送給實(shí)時(shí)監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測模塊包括電壓互感器、電流互感器、模數(shù)信號轉(zhuǎn)換器和DSP模塊；
[0007]所述電壓互感器、電流互感器分別與模數(shù)信號轉(zhuǎn)換器相連；
[0008]所述模數(shù)信號轉(zhuǎn)換器與所述DSP模塊相連；
[0009]所述電壓互感器與電流互感器分別連接鎖相環(huán)。
[0010]所述通訊轉(zhuǎn)發(fā)模塊包括有線傳輸模塊和無線傳輸模塊。
[0011]所述實(shí)時(shí)監(jiān)測管理系統(tǒng)包括監(jiān)測終端、通信系統(tǒng)、監(jiān)測主站和Web訪問端；
[0012]所述監(jiān)測終端和所述DSP模塊、通信系統(tǒng)分別相連；
[0013]所述通信系統(tǒng)、監(jiān)測主站和Web訪問端依次相連。
[0014]所述監(jiān)測主站包括數(shù)據(jù)服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫相連；
[0015]所述Web訪問端通過Web服務(wù)器與所述數(shù)據(jù)服務(wù)器相連。
[0016]所述電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)還包括報(bào)警系統(tǒng)，所述報(bào)警系統(tǒng)設(shè)于電網(wǎng)上，包括緊急斷電裝置和斷電警報(bào)裝置；
[0017]所述報(bào)警系統(tǒng)與所述監(jiān)測主站相連。
[0018]按如下步驟工作:
[0019]1)電壓互感器和電流互感器檢測電網(wǎng)的參數(shù)信息，將參數(shù)信息發(fā)送給模數(shù)信號轉(zhuǎn)換器；
[0020]2)模數(shù)信號轉(zhuǎn)換器將互感器檢測到的連續(xù)變化的電網(wǎng)參數(shù)信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并傳送給DSP模塊；
[0021]3)DSP模塊根據(jù)傳送的數(shù)字信號計(jì)算出多個(gè)電力參數(shù)，并根據(jù)計(jì)算出的電力參數(shù)判斷電網(wǎng)的健康狀況；
[0022]4) DSP模塊將各種電力參數(shù)信息通過通訊轉(zhuǎn)發(fā)模塊發(fā)送給實(shí)時(shí)監(jiān)測管理系統(tǒng)；
[0023]5)實(shí)時(shí)監(jiān)測管理系統(tǒng)將各種電力參數(shù)信息整合、分類、存儲(chǔ)，提供給工作人員及遠(yuǎn)程用戶查看，完畢。
[0024]本發(fā)明中監(jiān)測模塊與通訊轉(zhuǎn)發(fā)模塊兩者相輔相成，聯(lián)合實(shí)時(shí)監(jiān)測管理系統(tǒng)構(gòu)成有機(jī)整體，成為適合配網(wǎng)條件下的電能質(zhì)量監(jiān)測微型系統(tǒng)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、全面的監(jiān)測配網(wǎng)電能質(zhì)量有關(guān)數(shù)據(jù)，能夠進(jìn)一步提高電能質(zhì)量、加強(qiáng)電網(wǎng)管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電能質(zhì)量。采用實(shí)時(shí)監(jiān)測管理系統(tǒng)采集和展示所有監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)，能夠監(jiān)測的全部電能質(zhì)量指標(biāo)，提供了對全網(wǎng)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的瀏覽，統(tǒng)計(jì)、分析和整合，為電力系統(tǒng)運(yùn)行、監(jiān)督、管理部門及其他相關(guān)單位提供用戶訪問功能。在監(jiān)測模塊中設(shè)有鎖相環(huán)，提高了數(shù)據(jù)采集精度。本發(fā)明中增設(shè)無線傳輸模塊，在有線傳輸故障的時(shí)候可以用做備用傳輸，保證系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。還設(shè)有報(bào)警系統(tǒng)，在電網(wǎng)參數(shù)不正常時(shí)能夠緊急斷開電網(wǎng)并通知工作人員，使得工作人員能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并解決故障，保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，一些家用電器會(huì)受到電網(wǎng)參數(shù)異常的影響，縮短使用壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)火災(zāi)等安全事故。及時(shí)斷開電網(wǎng)有助于延長電器使用壽命，降低火災(zāi)等安全事故的發(fā)生率。
【附圖說明】
[0025]圖1是監(jiān)測模塊原理圖，
[0026]圖2是監(jiān)測模塊的總軟件功能框圖，
[0027]圖3是通訊轉(zhuǎn)發(fā)模塊結(jié)構(gòu)如圖，
[0028]圖4是電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，
[0029]圖5是系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明如圖1-5所示，包括通訊轉(zhuǎn)發(fā)模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)測管理系統(tǒng)和若干監(jiān)測模塊，所述監(jiān)測模塊通過通訊轉(zhuǎn)發(fā)模塊將參數(shù)信息發(fā)送給實(shí)時(shí)監(jiān)測管理系統(tǒng)，所述監(jiān)測模塊包括電壓互感器、電流互感器、模數(shù)信號轉(zhuǎn)換器和DSP模塊。電壓互感器、電流互感器分別與模數(shù)信號轉(zhuǎn)換器(ADC)、相連，模數(shù)信號轉(zhuǎn)換器(ADC)與DSP模塊相連。電壓互感器和電流互感器統(tǒng)稱為互感器。監(jiān)測模塊對監(jiān)測進(jìn)行無間斷不停歇的采樣與計(jì)算，對測得相關(guān)參數(shù)進(jìn)行初期的計(jì)算和判斷。
[0031]監(jiān)測模塊的總軟件功能框圖如圖2所示。每次上電之后，首先初始化通信、顯示等環(huán)節(jié)。系統(tǒng)的每次主循環(huán)均完成一次電壓、電流、功率、不平衡度、諧波、閃變等變量的計(jì)算、存儲(chǔ)。三相電壓和電流ua、ia、ub、ib、u。、i。經(jīng)電壓互感器(PT)和電流互感器(CT)變送為模擬電信號，經(jīng)6路模數(shù)信號轉(zhuǎn)換器(ADC)變換為6路數(shù)字信號后將6路數(shù)字信號送到DSP模塊，DSP模塊根據(jù)6路采樣數(shù)據(jù)計(jì)算出多個(gè)電力參