[發(fā)明專利]在線式電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410514383.4
• 申請(qǐng)日: 2014-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104198872B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐雪松;王四春;張維明;陳榮元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 徐雪松
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 吳開(kāi)磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力能源及微電子技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及在線式電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置和方法。

背景技術(shù)

電力工業(yè)的快速發(fā)展使得配電系統(tǒng)日益復(fù)雜，在輕微的電力問(wèn)題變得明顯之前，工業(yè)設(shè)施配電系統(tǒng)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(zhì)量”問(wèn)題日益受到供用電雙方的重視，對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(jī)、電力機(jī)車(chē)、計(jì)算機(jī)及各種通訊設(shè)備等(非線性、沖擊性和不對(duì)稱性負(fù)荷)大量投入使用，使電網(wǎng)供電電壓的非線性、不穩(wěn)定性和不對(duì)稱性日趨嚴(yán)重。小到計(jì)算機(jī)死機(jī)、硬盤(pán)受損，大到變壓器過(guò)熱、企業(yè)生產(chǎn)線停產(chǎn)等一系列因電能質(zhì)量引起的供電事故時(shí)有發(fā)生。電能質(zhì)量的惡化威脅著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的安全、正常運(yùn)行。如何提高和保證電能質(zhì)量已經(jīng)成為我國(guó)電力系統(tǒng)面臨的重要問(wèn)題。為了改善電能質(zhì)量和制定有關(guān)電能質(zhì)量的治理措施和政策提供必要的依據(jù)，電力部門(mén)需對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測(cè)。由于電力電子器件構(gòu)成的各種裝置在電力系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，一方面對(duì)電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量提出了更高的要求，另一方面給電力系統(tǒng)帶來(lái)了新的污染，惡化了電能質(zhì)量，使傳統(tǒng)的電能質(zhì)量指標(biāo)體系不能適應(yīng)新的情況，迫使提出和推行新的電能質(zhì)量指標(biāo)體系，從而使傳統(tǒng)的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀面臨淘汰的命運(yùn)，開(kāi)發(fā)和使用新的高性能電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀成為必然。

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，尤其是近二十年來(lái)，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、高密封技術(shù)、特種加工技術(shù)、集成技術(shù)、薄膜技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、納米技術(shù)、激光技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)等高新技術(shù)獲得了迅猛發(fā)展。這一背景和形勢(shì)，不斷地向電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)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(wěn)定性更好、使用更方便、成本更低廉等。目前，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)向著計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、多功能化的方向迅速發(fā)展，而且由于大量采用高新科學(xué)技術(shù)的研究成果、跨學(xué)科的綜合設(shè)計(jì)、高精尖的制造技術(shù)與嚴(yán)格科學(xué)的實(shí)際應(yīng)用，因而使得它還正朝著更高速、更靈敏、更可靠、更簡(jiǎn)捷地獲取被分析、檢測(cè)、控制對(duì)象全方位信息的方向闊步前進(jìn)。可以看出，高科技化不但是現(xiàn)代電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的主要特征，也是新世紀(jì)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的發(fā)展主流。電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)產(chǎn)品的高科技化，日益成為電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)科技與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主流。

目前，在線式電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀因采樣窗口長(zhǎng)度和采樣周期的設(shè)置不夠合理，容易出現(xiàn)頻譜泄露，進(jìn)而影響電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，針對(duì)這一問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種在線式電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置和方法，以解決上述的問(wèn)題。

在本發(fā)明的實(shí)施例中提供了一種在線式電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，包括：信號(hào)采集模塊，用于按照設(shè)置的采樣窗口長(zhǎng)度和采樣周期采集當(dāng)前電力系統(tǒng)的電壓信號(hào)和電流信號(hào)；其中，采樣窗口長(zhǎng)度為電力系統(tǒng)的電壓信號(hào)或電流信號(hào)中基頻信號(hào)周期的整數(shù)倍；采樣周期為本地時(shí)鐘周期的整數(shù)倍；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于對(duì)信號(hào)采集模塊采集到的電壓信號(hào)和電流信號(hào)分別進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字電壓信號(hào)和數(shù)字電流信號(hào)；電能參數(shù)分析計(jì)算模塊，用于對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊得到的數(shù)字電壓信號(hào)和數(shù)字電流信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算，得到對(duì)應(yīng)的電能參數(shù)；運(yùn)行情況確定模塊，用于根據(jù)電能參數(shù)分析計(jì)算模塊計(jì)算出的電能參數(shù)確定電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

在本發(fā)明的實(shí)施例中還提供了一種在線式電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法，包括：

按照設(shè)置的采樣窗口長(zhǎng)度和采樣周期采集當(dāng)前電力系統(tǒng)的電壓信號(hào)和電流信號(hào)；其中，采樣窗口長(zhǎng)度為電力系統(tǒng)的電壓信號(hào)或電流信號(hào)中基頻信號(hào)周期的整數(shù)倍；采樣周期為本地時(shí)鐘周期的整數(shù)倍；對(duì)采集到的電壓信號(hào)和電流信號(hào)分別進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字電壓信號(hào)和數(shù)字電流信號(hào)；對(duì)數(shù)字電壓信號(hào)和數(shù)字電流信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算，得到對(duì)應(yīng)的電能參數(shù)；根據(jù)電能參數(shù)確定電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

本發(fā)明實(shí)施例提供的方法和裝置，在進(jìn)行信號(hào)采集時(shí)，采用的采樣窗口長(zhǎng)度為該電力系統(tǒng)的電壓信號(hào)或電流信號(hào)中基頻信號(hào)周期的整數(shù)倍；而采樣周期為本地時(shí)鐘周期的整數(shù)倍，基于該采樣窗口長(zhǎng)度和采樣周期采集當(dāng)前電力系統(tǒng)的電壓信號(hào)和電流信號(hào)，這樣能夠有效防止頻譜泄露，提升了采樣的同步性，進(jìn)而提升了電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看做是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。