在線式電能質量監測裝置和方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種在線式電能質量監測裝置和方法。其中，該裝置包括：信號采集模塊，用于按照設置的采樣窗口長度和采樣周期采集當前電力系統的電壓信號和電流信號；其中，該采樣窗口長度為電力系統的電壓信號或電流信號中基頻信號周期的整數倍；采樣周期為本地時鐘周期的整數倍；模數轉換模塊，用于對采集到的電壓信號和電流信號分別進行模數轉換，得到數字電壓信號和數字電流信號；電能參數分析計算模塊，用于對數字電壓信號和數字電流信號進行分析計算，得到對應的電能參數；運行情況確定模塊，用于根據上述電能參數確定電力系統的運行情況。通過本發明專利技術，能夠有效防止頻譜泄露，提升了采樣的同步性，進而提升了電能質量監測的準確性。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術提供了一種。其中，該裝置包括：信號采集模塊，用于按照設置的采樣窗口長度和采樣周期采集當前電力系統的電壓信號和電流信號；其中，該采樣窗口長度為電力系統的電壓信號或電流信號中基頻信號周期的整數倍；采樣周期為本地時鐘周期的整數倍；模數轉換模塊，用于對采集到的電壓信號和電流信號分別進行模數轉換，得到數字電壓信號和數字電流信號；電能參數分析計算模塊，用于對數字電壓信號和數字電流信號進行分析計算，得到對應的電能參數；運行情況確定模塊，用于根據上述電能參數確定電力系統的運行情況。通過本專利技術，能夠有效防止頻譜泄露，提升了采樣的同步性，進而提升了電能質量監測的準確性。【專利說明】
本專利技術涉及電力能源及微電子
，具體而言，涉及。
技術介紹
電力工業的快速發展使得配電系統日益復雜，在輕微的電力問題變得明顯之前，工業設施配電系統就可能接近崩潰了。電力作為一種特殊的商品，其不可擺脫的一般商品屬性——“電能質量”問題日益受到供用電雙方的重視，對電能質量進行實時監測也隨之逐漸成為一種必然要求，但是，隨著可控硅整流器、電弧爐、軋鋼機、電力機車、計算機及各種通訊設備等(非線性、沖擊性和不對稱性負荷)大量投入使用，使電網供電電壓的非線性、不穩定性和不對稱性日趨嚴重。小到計算機死機、硬盤受損，大到變壓器過熱、企業生產線停產等一系列因電能質量引起的供電事故時有發生。電能質量的惡化威脅著國民經濟的安全、正常運行。如何提高和保證電能質量已經成為我國電力系統面臨的重要問題。為了改善電能質量和制定有關電能質量的治理措施和政策提供必要的依據，電力部門需對電能質量進行連續的監測。由于電力電子器件構成的各種裝置在電力系統中被廣泛應用，一方面對電力系統的電能質量提出了更高的要求，另一方面給電力系統帶來了新的污染，惡化了電能質量，使傳統的電能質量指標體系不能適應新的情況，迫使提出和推行新的電能質量指標體系，從而使傳統的電能質量監測儀面臨淘汰的命運，開發和使用新的高性能電能質量監測儀成為必然。 隨著電力系統的發展和科學技術的進步，尤其是近二十年來，微電子技術、計算機技術、精密機械技術、高密封技術、特種加工技術、集成技術、薄膜技術、網絡技術、納米技術、激光技術、超導技術等高新技術獲得了迅猛發展。這一背景和形勢，不斷地向電能質量監測提出了更高、更新、更多的要求，如要求速度更快、靈敏度更高、穩定性更好、使用更方便、成本更低廉等。目前，電能質量監測向著計算機化、網絡化、智能化、多功能化的方向迅速發展，而且由于大量采用高新科學技術的研究成果、跨學科的綜合設計、高精尖的制造技術與嚴格科學的實際應用，因而使得它還正朝著更高速、更靈敏、更可靠、更簡捷地獲取被分析、檢測、控制對象全方位信息的方向闊步前進。可以看出，高科技化不但是現代電能質量監測的主要特征，也是新世紀電能質量監測的發展主流。電能質量監測產品的高科技化，日益成為電能質量監測科技與產業的發展主流。 目前，在線式電能質量監測儀因采樣窗口長度和采樣周期的設置不夠合理，容易出現頻譜泄露，進而影響電能質量監測的準確性，針對這一問題，目前尚未提出有效的解決方案。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種，以解決上述的問題。 在本專利技術的實施例中提供了一種在線式電能質量監測裝置，包括:信號采集模塊，用于按照設置的采樣窗口長度和采樣周期采集當前電力系統的電壓信號和電流信號；其中，采樣窗口長度為電力系統的電壓信號或電流信號中基頻信號周期的整數倍；采樣周期為本地時鐘周期的整數倍；模數轉換模塊，用于對信號采集模塊采集到的電壓信號和電流信號分別進行模數轉換，得到數字電壓信號和數字電流信號；電能參數分析計算模塊，用于對模數轉換模塊得到的數字電壓信號和數字電流信號進行分析計算，得到對應的電能參數；運行情況確定模塊，用于根據電能參數分析計算模塊計算出的電能參數確定電力系統的運行情況。 在本專利技術的實施例中還提供了一種在線式電能質量監測方法，包括: 按照設置的采樣窗口長度和采樣周期采集當前電力系統的電壓信號和電流信號；其中，采樣窗口長度為電力系統的電壓信號或電流信號中基頻信號周期的整數倍；采樣周期為本地時鐘周期的整數倍；對采集到的電壓信號和電流信號分別進行模數轉換，得到數字電壓信號和數字電流信號；對數字電壓信號和數字電流信號進行分析計算，得到對應的電能參數；根據電能參數確定電力系統的運行情況。 本專利技術實施例提供的方法和裝置，在進行信號采集時，采用的采樣窗口長度為該電力系統的電壓信號或電流信號中基頻信號周期的整數倍；而采樣周期為本地時鐘周期的整數倍，基于該采樣窗口長度和采樣周期采集當前電力系統的電壓信號和電流信號，這樣能夠有效防止頻譜泄露，提升了采樣的同步性，進而提升了電能質量監測的準確性。 為使本專利技術的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。 【專利附圖】【附圖說明】 為了更清楚地說明本專利技術實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本專利技術的某些實施例，因此不應被看做是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。 圖1示出了本專利技術實施例提供的在線式電能質量監測裝置的結構框圖； 圖2示出了本專利技術實施例提供的另一種在線式電能質量監測裝置的結構框圖； 圖3示出了本專利技術實施例提供的在線式電能質量監測儀的硬件結構示意圖； 圖4示出了本專利技術實施例提供的MCU的結構框圖； 圖5示出了本專利技術實施例提供的PC104總線與HPI總線橋接電路的結構框圖； 圖6示出了本專利技術實施例提供的DSP的結構框圖； 圖7示出了本專利技術實施例提供的同步采樣電路的結構框圖； 圖8示出了本專利技術實施例提供的監測儀的軟件系統架構結構框圖； 圖9示出了本專利技術實施例提供的監測儀的軟件系統的運行示意圖； 圖10示出了本專利技術實施例提供的HPI交互協議的交互示意圖； 圖ll(a)、ll(b)和11(c)分別示出了本專利技術實施例提供的經數字濾波后得到的基波信號的波形示意圖、相鄰兩個正斜率過零點(即由負變正的過零點)附近放大后的波形示意圖； 圖12示出了本專利技術實施例提供的在線式電能質量監測方法的流程圖。 【具體實施方式】 下面將結合本專利技術實施例中附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，并不作為對本專利技術及其應用或使用的任何限制。基于本專利技術的實施例，本領域技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。 參見圖1所示的在線式電能質量監測裝置的結構框圖，該裝置包括以下模塊: 信號采集模塊12，用于按照設置的采樣窗口長度和采樣周期采集當前電力系統的電壓信號和電流信號；其中，該采樣窗口長度為該電力系統的電壓信號或電流信號中基頻信號周期的整數倍；該采樣周期為本地時鐘周期的整數倍；這里的本地時鐘指的是電能質量監測裝置的系統時鐘； 模數轉換模塊14，與信號采集模塊12相連，用于本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在線式電能質量監測裝置，其特征在于，包括：信號采集模塊，用于按照設置的采樣窗口長度和采樣周期采集當前電力系統的電壓信號和電流信號；其中，所述采樣窗口長度為所述電力系統的電壓信號或電流信號中基頻信號周期的整數倍；采樣周期為本地時鐘周期的整數倍；模數轉換模塊，用于對所述信號采集模塊采集到的所述電壓信號和電流信號分別進行模數轉換，得到數字電壓信號和數字電流信號；電能參數分析計算模塊，用于對所述模數轉換模塊得到的所述數字電壓信號和數字電流信號進行分析計算，得到對應的電能參數；運行情況確定模塊，用于根據所述電能參數分析計算模塊計算出的所述電能參數確定所述電力系統的運行情況。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐雪松，王四春，張維明，陳榮元，
申請(專利權)人：徐雪松，
類型：發明
國別省市：湖南;43