一种基于工况识别的电气化铁路功率因数计量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于工况识别的电气化铁路功率因数计量装置，包括电压电流信号接入接口、采样前端、模数转换器、数字信号处理器和上行通讯接口，压电流信号接入接口与采样前端连接，采样前端与模数转换器连接，模数转换器与数字信号处理器连接，数字信号处理器与上行通讯接口连接，本实用新型专利技术通过数字信号处理器识别电气化铁路不同工况，并对其产生的功率因数及无功进行分类计算，解决了现有功率因数计量装置计量的数据较简单、无针对性，其计量方式无法定位到产生功率因数低的原因，造成用户对其准确性产生质疑，不能起到有效的引导作用的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于工况识别的电气化铁路功率因数计量装置
本技术涉及电能表计量领域，尤其涉及一种基于工况识别的电气化铁路功率因数计量装置。
技术介绍
随着交直交型电力机车和动车组快速的推广，新的无功补偿装置的大量应用，电气化铁路的功率因数考核已经出现“扭亏为盈”。西部不发达地区的电气化铁路在支撑西部建设上起着非常关键的作用，但是西部不发达地区电网仍存在功率因数低的问题，而且不同计量点功率因数差异非常大，现有功率因数计量装置计量的数据较简单，无针对性，且当前功率因数计量方式为整个计量周期内基于有功无功增量计算的单一功率因数，无法定位到产生功率因数低的原因，造成用户对其准确性产生质疑，不能起到有效的引导作用，以某牵引站为例，该牵引站地处山区，制动产生无功非常高，其功率因数相对其它同类型机车及电网环境下的要低很多，仅从电力部门提供的单一功率因数说服用户，使得用户不认可计量数据的正确性，发生纠纷。因此，需要建立一套能对电气化铁路不同工况进行自动识别计量装置，产生适合不同应用的功率因数及功率因数分析数据，有利于用户对比实际工况分辨出计量的合理个性，有利于用户通过分析数据有针对性的进行改进，有利于制定有针对性的良性优惠政策。
技术实现思路
本技术解决的技术问题：提出一种基于工况识别的电气化铁路功率因数计量装置，用以解决现有功率因数计量装置计量的数据较简单、无针对性，其计量方式无法定位到产生功率因数低的原因，造成用户对其准确性产生质疑，不能起到有效的引导作用。本技术的技术方案：一种基于工况识别的电气化铁路功率因数计量装置，包括电压电流信号接入接口、采样前端、模数转换器、数字信号处理器和上行通讯接口，所述的压电流信号接入接口与采样前端连接，所述的采样前端与模数转换器连接，所述的模数转换器与数字信号处理器连接，所述的数字信号处理器与上行通讯接口连接。还包括了电源接口。所述的数字信号处理器包括计量计算模块和分析计算模块，计量计算模块与分析计算模块连接。所述的上行通讯接口连接为SPI标准接口。所述的模数转换器与数字信号处理器之间、信号处理器与上行通讯接口之间均通过高速SPI总线进行连接。所述的计量计算模块包括实时工况识别模块和电能量计量模块，所述的分析计算模块包括分类无功计量模块和分类功率因数计算模块。本技术的有益效果：提出一种基于工况识别的电气化铁路功率因数计量装置，电压电流接入接口引入电压电流信号，通过前端采样将转换成模数转换器能识别的模拟信号，模数转换器将模拟信号转换成数据信号通过SPI接口发送给数字信号处理器，数字信号处理器进行基于工况识别的电气化铁路功率因数计量计算，本技术通过识别电气化铁路不同工况，并对其产生的功率因数及无功进行分类计算，解决了现有功率因数计量装置计量的数据较简单、无针对性，其计量方式无法定位到产生功率因数低的原因，造成用户对其准确性产生质疑，不能起到有效的引导作用的问题。附图说明图1为本技术结构原理框图；图2为本技术数字信号处理器内部模块原理图。具体实施方式一种基于工况识别的电气化铁路功率因数计量装置，包括电压电流信号接入接口、采样前端、模数转换器、数字信号处理器、上行通讯接口和电源接口，所述的压电流信号接入接口与采样前端连接，所述的采样前端与模数转换器连接，所述的模数转换器与数字信号处理器连接，所述的数字信号处理器与上行通讯接口连接。采样前端负责将输入的电压电流转换成模数转换器能识别的模拟信号；模数转换器将采样前端输出的模拟信号转换成数据信号发送给数字信号处理器（DSP），DSP负责基于工况识别的电气化铁路功率因数计量和上行通讯，连接接口由电压电流信号接入接口、电源接口和上行通讯接口组成；电压电流接入接口引入电压电流信号，通过前端采样将转换成模数转换器能识别的模拟信号，模数转换器将模拟信号转换成数据信号通过SPI接口发送给数字信号处理器，数字信号处理器进行基于工况识别的电气化铁路功率因数计量计算，本技术通过识别电气化铁路不同工况，并对其产生的功率因数及无功进行分类计算，解决了现有功率因数计量装置计量的数据较简单、无针对性，其计量方式无法定位到产生功率因数低的原因，造成用户对其准确性产生质疑，不能起到有效的引导作用的问题。所述的数字信号处理器包括计量计算模块和分析计算模块，计量计算模块与分析计算模块连接，所述的计量计算模块包括实时工况识别模块和电能量计量模块，所述的分析计算模块包括分类无功计量模块和分类功率因数计算模块，计量计算模块将实时工况分类计算的电能量传递给分析计算模块，分析计算模块进行累加统计计算。所述的上行通讯接口连接为SPI标准接口，所述的模数转换器与数字信号处理器之间、信号处理器与上行通讯接口之间均通过高速SPI总线进行连接，高速SPI总线能提高数据传输效率。计量计算模块的电能量计量模块通过过零点识别一个周波，并对周波数据进行电能量计算，包括有：全波有功电能计算、希尔伯特无功电能计算、矢量视在电能计算、有效视在电能计算，而后工况识别模块进行工况识别，工况识别的具体步骤为：步骤1：进行电压电流基波有效值及功率的计算、基波有功无功电量的计算；步骤2、判断总基波有功功率超过阀值，如果超过阀值，执行步骤4，如果小于阀值，则执行步骤3；步骤3、总功率为正时，工况为机车发电状态，新增基波无功电能累加到机车发电无功电能寄存器；总功率为负时，工况为机车用电状态，新增基波无功电能累加到机车用电无功电能寄存器；步骤4、工况为无机车状态，新增基波无功电能累加到无机车无功电能寄存器；步骤5、计算完成返回电能量计量模块进行电流电压采样。分析计算模块根据结算周期，计算分类无功和分类功率因数；其中分类无功计算包括：计算三种工况下产生的无功占比、计算基波无功与希尔伯特无功差异百分比；其中分类功率因数计算包括：计算基于有效视在的功率因数、计算基于矢量视在的功率因数、计算基于矢量视在正向功率因数计算基于矢量视在反向功率因数。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于工况识别的电气化铁路功率因数计量装置，其特征在于：包括电压电流信号接入接口、采样前端、模数转换器、数字信号处理器和上行通讯接口，所述的压电流信号接入接口与采样前端连接，所述的采样前端与模数转换器连接，所述的模数转换器与数字信号处理器连接，所述的数字信号处理器与上行通讯接口连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于工况识别的电气化铁路功率因数计量装置，其特征在于：包括电压电流信号接入接口、采样前端、模数转换器、数字信号处理器和上行通讯接口，所述的压电流信号接入接口与采样前端连接，所述的采样前端与模数转换器连接，所述的模数转换器与数字信号处理器连接，所述的数字信号处理器与上行通讯接口连接。2.根据权利要求1所述的一种基于工况识别的电气化铁路功...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏程，赵云斌，杨婧，丁超，冉璐瑶，刘超翔，苏宇华，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：新型
国别省市：贵州,52