[發明專利]一種基于智能電能表的電能質量監測系統及其監測方法

在審

• 申請號: 202210307623.8
• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號: CN114660412A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 許夏瑩;馬波;左勇
• 申請（專利權）人: 安徽南瑞中天電力電子有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R22/06
• 代理公司: 合肥市澤信專利代理事務所(普通合伙) 34144
• 代理人: 潘飛

1.一種基于智能電能表的電能質量監測系統，其特征在于，其安裝在所述智能電能表中，用于對當前節點的電網電能質量進行監測，并在電網環境異常時及時向電網控制中心發出預警；所述電能表質量監測系統包括：

通信模塊，其用于在本地的智能電能表和遠端的主站服務器之間建立通信連接；

數據采集單元，其用于獲取由智能電能表中的計量單元計量的各項實時的電力信息；

存儲模塊，其包括程序存儲單元和數據存儲單元；所述程序存儲單元中存儲有用于分析和計算各項電能質量監測指標的算法程序，所述數據存儲單元用于存儲數據采集單元獲取到的實時電力信息，以及根據所述實時電力信息計算出的電能質量監測指標的結果；

指令接收單元，其用于接收由主站服務器下達并由智能電能表的主控模塊轉發的一個電能質量監測指令，并通過設備識別碼驗證對指令進行安全驗證；所述電能質量監測指令中包含主站服務器請求上傳的一項或多項電能質量監測指標，以及執行指令的智能電能表的設備識別碼；

指令響應單元，其用于在所述電能質量監測指令驗證通過后，根據解析出的所述電能質量監測指令中請求上傳的電能表質量監測指標項，將所述存儲模塊中存儲的相應的算法程序寫入到智能電能表的主控模塊的處理器RAM中；主控模塊執行所述算法程序時，先向所述計量單元調用各個電能質量監測指標項所需的電力信息，然后計算和分析出相應的電能質量監測指標的結果，最后將結果經通信模塊上傳到所述主站服務器中，并寫入到所述存儲模塊的數據存儲單元中；

警報單元，其用于采集存儲模塊中寫入的實時的電能質量監測結果，并將監測結果與一個預設的安全閾值作比較，當任意一項實時的電能質量監測結果超出安全閾值時，則生成一個相應的安全預警信號。

2.如權利要求1所述的基于智能電能表的電能質量監測系統，其特征在于：所述電能質量監測系統通過URAT接口與所述智能電能表的主控模塊電連接；所述數據采集單元通過SPI接口與智能電能表的計量單元電連接，進而獲取所需的實時的電力信息。

3.如權利要求2所述的基于智能電能表的電能質量監測系統，其特征在于：所述電能質量監測系統中，用于分析電能質量的電力信息包括：諧波電壓、2～50次電流含有率、2～50次諧波電流有效值、電壓總諧波畸變率、電流總諧波畸變率、2～50次諧波相角、諧波功率、間諧波電壓、0.5～49.5次電流含有率、0.5～49.5次間諧波電流有效值。

4.如權利要求3所述的基于智能電能表的電能質量監測系統，其特征在于：所述電能質量監測系統中，電能質量的監測指標包括穩態數據指標項和暫態數據指標項；其中，所述穩態數據指標項包括：電壓偏差、頻率偏差、三相電壓或三相電流不平衡、電壓波動、閃變、諧波類數據和間諧波類數據；所述諧波類數據包括諧波電壓或諧波電流含有率、諧波電流有效值、電壓總諧波畸變率、電流總諧波畸變率、諧波相角、諧波功率；所述間諧波類數據包括間諧波電壓或間諧波電流含有率、間諧波電流有效值；所述暫態數據指標項包括事件數據和有效值數據；所述事件數據包括電壓暫降、電壓暫升和短時中斷；所述有效值數據指觸發記錄的有效值數據。

5.如權利要求4所述的基于智能電能表的電能質量監測系統，其特征在于：所述電能質量監測系統采用可拆卸的模組方案與現有的智能電能表中預留的通信接口電連接；安裝狀態下，智能電能表自動配置相應模組的工作狀態信息；其中，所述電能質量監測系統中的通信模塊采用電能表中現有的功能模塊；所述通信模塊采用基于以太網、電力載波通信或數字移動通信的功能模塊。

6.如權利要求4所述的基于智能電能表的電能質量監測系統，其特征在于：所述電能質量監測系統采用集成化的模組方案設置在現有的智能電能表的主控模塊中，作為智能電能表硬件的一部分；所述智能電能表自身配備有電能質量監測功能。

7.如權利要求4所述的基于智能電能表的電能質量監測系統，其特征在于：所述警報單元生成的所述安全預警信號輸出到智能電能表本地端連接到的警報器上，用于驅動警報器工作；同時輸出到遠端的主站服務器，主站服務器接收到安全預警信息后，根據電能質量監測結果分析電能表對應的電網節點的故障狀態，并向運維管理人員下達相應的運維決策方案。