在线式电能质量监测装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种在线式电能质量监测装置和方法。其中，该装置包括：信号采集模块，用于按照设置的采样窗口长度和采样周期采集当前电力系统的电压信号和电流信号；其中，该采样窗口长度为电力系统的电压信号或电流信号中基频信号周期的整数倍；采样周期为本地时钟周期的整数倍；模数转换模块，用于对采集到的电压信号和电流信号分别进行模数转换，得到数字电压信号和数字电流信号；电能参数分析计算模块，用于对数字电压信号和数字电流信号进行分析计算，得到对应的电能参数；运行情况确定模块，用于根据上述电能参数确定电力系统的运行情况。通过本发明专利技术，能够有效防止频谱泄露，提升了采样的同步性，进而提升了电能质量监测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种。其中，该装置包括：信号采集模块，用于按照设置的采样窗口长度和采样周期采集当前电力系统的电压信号和电流信号；其中，该采样窗口长度为电力系统的电压信号或电流信号中基频信号周期的整数倍；采样周期为本地时钟周期的整数倍；模数转换模块，用于对采集到的电压信号和电流信号分别进行模数转换，得到数字电压信号和数字电流信号；电能参数分析计算模块，用于对数字电压信号和数字电流信号进行分析计算，得到对应的电能参数；运行情况确定模块，用于根据上述电能参数确定电力系统的运行情况。通过本专利技术，能够有效防止频谱泄露，提升了采样的同步性，进而提升了电能质量监测的准确性。【专利说明】
本专利技术涉及电力能源及微电子
，具体而言，涉及。
技术介绍
电力工业的快速发展使得配电系统日益复杂，在轻微的电力问题变得明显之前，工业设施配电系统就可能接近崩溃了。电力作为一种特殊的商品，其不可摆脱的一般商品属性——“电能质量”问题日益受到供用电双方的重视，对电能质量进行实时监测也随之逐渐成为一种必然要求，但是，随着可控硅整流器、电弧炉、轧钢机、电力机车、计算机及各种通讯设备等(非线性、冲击性和不对称性负荷)大量投入使用，使电网供电电压的非线性、不稳定性和不对称性日趋严重。小到计算机死机、硬盘受损，大到变压器过热、企业生产线停产等一系列因电能质量引起的供电事故时有发生。电能质量的恶化威胁着国民经济的安全、正常运行。如何提高和保证电能质量已经成为我国电力系统面临的重要问题。为了改善电能质量和制定有关电能质量的治理措施和政策提供必要的依据，电力部门需对电能质量进行连续的监测。由于电力电子器件构成的各种装置在电力系统中被广泛应用，一方面对电力系统的电能质量提出了更高的要求，另一方面给电力系统带来了新的污染，恶化了电能质量，使传统的电能质量指标体系不能适应新的情况，迫使提出和推行新的电能质量指标体系，从而使传统的电能质量监测仪面临淘汰的命运，开发和使用新的高性能电能质量监测仪成为必然。 随着电力系统的发展和科学技术的进步，尤其是近二十年来，微电子技术、计算机技术、精密机械技术、高密封技术、特种加工技术、集成技术、薄膜技术、网络技术、纳米技术、激光技术、超导技术等高新技术获得了迅猛发展。这一背景和形势，不断地向电能质量监测提出了更高、更新、更多的要求，如要求速度更快、灵敏度更高、稳定性更好、使用更方便、成本更低廉等。目前，电能质量监测向着计算机化、网络化、智能化、多功能化的方向迅速发展，而且由于大量采用高新科学技术的研究成果、跨学科的综合设计、高精尖的制造技术与严格科学的实际应用，因而使得它还正朝着更高速、更灵敏、更可靠、更简捷地获取被分析、检测、控制对象全方位信息的方向阔步前进。可以看出，高科技化不但是现代电能质量监测的主要特征，也是新世纪电能质量监测的发展主流。电能质量监测产品的高科技化，日益成为电能质量监测科技与产业的发展主流。 目前，在线式电能质量监测仪因采样窗口长度和采样周期的设置不够合理，容易出现频谱泄露，进而影响电能质量监测的准确性，针对这一问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种，以解决上述的问题。 在本专利技术的实施例中提供了一种在线式电能质量监测装置，包括:信号采集模块，用于按照设置的采样窗口长度和采样周期采集当前电力系统的电压信号和电流信号；其中，采样窗口长度为电力系统的电压信号或电流信号中基频信号周期的整数倍；采样周期为本地时钟周期的整数倍；模数转换模块，用于对信号采集模块采集到的电压信号和电流信号分别进行模数转换，得到数字电压信号和数字电流信号；电能参数分析计算模块，用于对模数转换模块得到的数字电压信号和数字电流信号进行分析计算，得到对应的电能参数；运行情况确定模块，用于根据电能参数分析计算模块计算出的电能参数确定电力系统的运行情况。 在本专利技术的实施例中还提供了一种在线式电能质量监测方法，包括: 按照设置的采样窗口长度和采样周期采集当前电力系统的电压信号和电流信号；其中，采样窗口长度为电力系统的电压信号或电流信号中基频信号周期的整数倍；采样周期为本地时钟周期的整数倍；对采集到的电压信号和电流信号分别进行模数转换，得到数字电压信号和数字电流信号；对数字电压信号和数字电流信号进行分析计算，得到对应的电能参数；根据电能参数确定电力系统的运行情况。 本专利技术实施例提供的方法和装置，在进行信号采集时，采用的采样窗口长度为该电力系统的电压信号或电流信号中基频信号周期的整数倍；而采样周期为本地时钟周期的整数倍，基于该采样窗口长度和采样周期采集当前电力系统的电压信号和电流信号，这样能够有效防止频谱泄露，提升了采样的同步性，进而提升了电能质量监测的准确性。 为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。 【专利附图】【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看做是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。 图1示出了本专利技术实施例提供的在线式电能质量监测装置的结构框图； 图2示出了本专利技术实施例提供的另一种在线式电能质量监测装置的结构框图； 图3示出了本专利技术实施例提供的在线式电能质量监测仪的硬件结构示意图； 图4示出了本专利技术实施例提供的MCU的结构框图； 图5示出了本专利技术实施例提供的PC104总线与HPI总线桥接电路的结构框图； 图6示出了本专利技术实施例提供的DSP的结构框图； 图7示出了本专利技术实施例提供的同步采样电路的结构框图； 图8示出了本专利技术实施例提供的监测仪的软件系统架构结构框图； 图9示出了本专利技术实施例提供的监测仪的软件系统的运行示意图； 图10示出了本专利技术实施例提供的HPI交互协议的交互示意图； 图ll(a)、ll(b)和11(c)分别示出了本专利技术实施例提供的经数字滤波后得到的基波信号的波形示意图、相邻两个正斜率过零点(即由负变正的过零点)附近放大后的波形示意图； 图12示出了本专利技术实施例提供的在线式电能质量监测方法的流程图。 【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，并不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 参见图1所示的在线式电能质量监测装置的结构框图，该装置包括以下模块: 信号采集模块12，用于按照设置的采样窗口长度和采样周期采集当前电力系统的电压信号和电流信号；其中，该采样窗口长度为该电力系统的电压信号或电流信号中基频信号周期的整数倍；该采样周期为本地时钟周期的整数倍；这里的本地时钟指的是电能质量监测装置的系统时钟； 模数转换模块14，与信号采集模块12相连，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线式电能质量监测装置，其特征在于，包括：信号采集模块，用于按照设置的采样窗口长度和采样周期采集当前电力系统的电压信号和电流信号；其中，所述采样窗口长度为所述电力系统的电压信号或电流信号中基频信号周期的整数倍；采样周期为本地时钟周期的整数倍；模数转换模块，用于对所述信号采集模块采集到的所述电压信号和电流信号分别进行模数转换，得到数字电压信号和数字电流信号；电能参数分析计算模块，用于对所述模数转换模块得到的所述数字电压信号和数字电流信号进行分析计算，得到对应的电能参数；运行情况确定模块，用于根据所述电能参数分析计算模块计算出的所述电能参数确定所述电力系统的运行情况。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐雪松，王四春，张维明，陈荣元，
申请(专利权)人：徐雪松，
类型：发明
国别省市：湖南;43