一种集中采集分布显示的量测系统及量测方法技术方案

本发明专利技术涉及一种集中采集分布显示的量测系统及量测方法。现在还没有一种结构设计合理，使用方便，测量效率高的集中采集分布显示的量测系统及量测方法。本发明专利技术的量测系统的特点是：包括单板主处理器单元和多片显示单元，单板主处理器单元中的单片电路板内设置有MCU模块、采集通道模块、RJ45通讯模块和CANBUS通讯模块，显示单元的数量为三片以上，各片显示单元与单板主处理器单元之间通过数据通讯线连接。本发明专利技术的量测方法的特点是：包括基于交流采样的电气量演算工作流程，显示单元与单板主处理器单元的采集通道模块之间的绑定流程，以及RJ45通讯模块支撑的网络直接访问与推送工作流程。本发明专利技术设计合理，使用方便，测量效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电气量的采集与集中监控管理等应用
，具体涉及一种集中采集分布显示的量测系统及量测方法。
技术介绍
电能的使用遍及各处，包括企业机关事业单位动力照明用电，也包括家庭住宅空调家电用电。在电动汽车与光伏发电越来越普及的今天，含分布式电源及各类充电桩的低压配电网成为了主流配电网结构。对配电网进行全面量测是配电网规划、设计、运行、维护、恢复的基础技术手段与措施。380V低压配电划分为总进线、普通馈线、电容器及并网回路充电回路。低压配电仅仅总进线回路是独立占用一面低压开关柜，其它则是一面低压开关柜上布设多回路，最多时候会出现一面低压柜布设9层共计18个间隔回路。进线、馈线、电容器回路、并网回路、充电回路等都在同一母线上，这些回路的三相电压是共同的，各回路间隔主要是电流大小不同及间隔可独立合闸或分闸。如图1所示，该配电柜布设了八个间隔回路。在一个学校、一个机关事业单位、一个车间低压配电房（室）往往布设了多面低压柜，其馈电回路多达几百个间隔。如一个电动公交车充电站由一台变压器、一回进线柜、3面6回路充电间隔柜及电容器柜组成，该电动公交车充电站具有18个快速充电桩。目前低压配电回路量测技术手段主要包括网络仪表技术、数显仪表技术、多回路测控技术等。网络仪表技术：以单片机为核心部件，布设了3路电流3路电压采集回路、4路开关量输入4路开关量输出回路、RS485通讯回路、人机界面、机箱结构等部件，网络仪表与量测间隔一一对应，有多少个间隔就必须布局多少台网络仪表。数显仪表技术：以8位单片机为核心部件，布设3电流回路、数码管显示部件、小机壳结构等部件；数显仪表出发点是替代机械式指针表，在各配电间隔布局安装，便于巡检人员观看。多回路测控技术：以整个配电柜或配电柜上（下）部为对象，以嵌入式控制器为核心部件，布设了三相电压回路与多路电流回路、开关量输入输出回路、RS485通讯回路、人机界面、机箱结构等部件，多回路测控装置是与配电柜一一对应，一面配电柜仅仅配备一台多回路测控装置。“无人值班、集中运行维护”是配电系统主要模式，工作人员巡检或机器人巡检是重要日常措施。低压配电量测技术必须兼顾对远程集中监控的支撑，也必须方便就地巡检查看。数显仪表本身没有通讯接口，数显仪表仅仅就地观看。多功能测控装置在各间隔回路没有显示界面，给就地巡检带来极大不方便。网络仪表因为是针对配电间隔布局设计的，更因为考虑成本而选择低规格器件部件，使得远程监控系统需要链接维护的网络仪表数量非常多，网络仪表本身故障率高，从而导致系统复杂化。将主设备（如主变压器）主电网（110KV电压）量测技术成熟的硬件资源与高规格配置器件部件应用在配电网，以低压柜体为对象是必须的，采纳“量测集中、各间隔显示”措施是配电网量测的技术措施之一。如公开日为2014年10月08日，公开号为CN104090187A的中国专利中，公开了一种环网柜电气量采集及故障记录装置，该环网柜电气量采集及故障记录装置同时具备电气量采集及故障记录功能，但是难以实现集中采集的功能。公开日为2011年06月08日，公开号为CN102087308A的中国专利中，公开了一种电力系统电气量采集测试分析仪及方法，该电力系统电气量采集测试分析仪难以实现集中采集的功能。现在还没有一种结构设计合理，使用方便，测量效率高的集中采集分布显示的量测系统及量测方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，使用方便，测量效率高的集中采集分布显示的量测系统及量测方法。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：该集中采集分布显示的量测系统的特点在于：包括单板主处理器单元和多片显示单元，所述单板主处理器单元中的单片电路板内设置有MCU模块、采集通道模块、RJ45通讯模块和CANBUS通讯模块，所述显示单元的数量为三片以上，各片显示单元与单板主处理器单元之间通过数据通讯线连接。作为优选，本专利技术量测对象由多个量测间隔组成，所述单板主处理器单元安装于量测对象内，所述显示单元安装于量测间隔面板上；量测对象的采集仅由单板主处理器单元实现，量测对象采集结果的显示仅仅由显示单元实现。作为优选，本专利技术所述MCU模块为功能完备性能强大的嵌入式控制器，对交流电压交流电流基波经演算生成有功功率、无功功率、功率因数和峰谷平电度量；所述嵌入式控制器支持HTTP网络通讯协议并以表单形式生成自描述页，以突变量启动方式向远程监控管理者推送量测对象的异常状态。作为优选，本专利技术所述采集通道模块为三相交流电压接线端子，其余都是交流电流接线端子。作为优选，本专利技术所述RJ45通讯模块为网络通讯接口，RJ45通讯模块的一端与MCU主处理器电气连接，RJ45通讯模块的另一端经网络交换机与远程监控系统相联系。作为优选，本专利技术所述显示单元仅布设用于电源与CANBUS通讯模块的四个接线端子。一种基于所述的量测系统的量测方法，其特点在于：所述量测方法包括基于交流采样的电气量演算工作流程，显示单元与单板主处理器单元的采集通道模块之间的绑定流程，以及RJ45通讯模块支撑的网络直接访问与推送工作流程。作为优选，本专利技术所述显示单元与单板主处理器单元的采集通道模块之间的绑定流程为：显示单元运行8位单片机，单板主处理器单元运行嵌入式处理器；单板主处理器单元针对电流回路，在初始时只布设1到n的物理顺序，其他的相关参数都是空白；显示单元设四个按键，而单板主处理器单元则不设置按键；单板主处理器单元电流回路各相关参数都待与显示单元通讯交互过程中确定；一组双键同时按下，显示单元显示电流回路数，按“上下”键可浏览各电流回路数，按“OK”键将选中的电流回路绑定给本显示单元；一个显示单元至少绑定1个电流回路；一个显示单元至多绑定3个电流回路；当是否已经绑定的标志为1时，表明对应的电流回路已经被绑定给显示单元了；当是否已经绑定的标志为0时，表明对应的电流回路还没有被绑定给显示单元；单板主处理器单元就将未被绑定的电流回路与显示单元交互通讯；第一个尝试绑定的显示单元可浏览最多电流回路；越靠后绑定的显示单元可浏览电流回路越少；另外一组双键同时按下，显示单元仅仅显示已经绑定的电流回路；按“上下”键显示具体电流回路；按“左右”键显示释放、指定相别和设置变比这三个功能栏。作为优选，本专利技术所述基于交流采样的电气量演算工作流程为：物理排序的电压电流回路，经“显示单元与单板主处理器单元采集通道模块之间的绑定流程”后，三相电压与三路电流形成的量测间隔应用分组；（1）秒循环流程：每秒同步采集一个量测间隔应用组，按照每周波128点同步采样保持，得到瞬间采样值，按照相关公式计算量测间隔的电气量；（2）下一秒，计算另外一组量测间隔应用组，全部计算完毕后，再返还到第一组量测间隔应用组，如此循环；每次循环计算后得到量测间隔的电气量供交互通讯用，整点得到量测间隔的电气量入存储空间保留；（3）每秒与每秒之间，在完成秒循环流程任务后的时间片段内，按照每周波12点采样电压电流基波12点瞬间数值，计算电压电流有效值，电压偏高偏低及电流偏大时，进行判断，并形成“时间、回路、突变数值”记录。作为优选，本专利技术所述RJ45模块支撑的网络直接访问与推送工作流程为：单板主处理器单元在TCP\\IP网络8080端口运本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集中采集分布显示的量测系统，其特征在于：包括单板主处理器单元和多片显示单元，所述单板主处理器单元中的单片电路板内设置有MCU模块、采集通道模块、RJ45通讯模块和CANBUS通讯模块，所述显示单元的数量为三片以上，各片显示单元与单板主处理器单元之间通过数据通讯线连接。

【技术特征摘要】
1.一种集中采集分布显示的量测系统，其特征在于：包括单板主处理器单元和多片显示单元，所述单板主处理器单元中的单片电路板内设置有MCU模块、采集通道模块、RJ45通讯模块和CANBUS通讯模块，所述显示单元的数量为三片以上，各片显示单元与单板主处理器单元之间通过数据通讯线连接。2.根据权利要求1所述的集中采集分布显示的量测系统，其特征在于：量测对象由多个量测间隔组成，所述单板主处理器单元安装于量测对象内，所述显示单元安装于量测间隔面板上；量测对象的采集仅由单板主处理器单元实现，量测对象采集结果的显示仅仅由显示单元实现。3.根据权利要求1所述的集中采集分布显示的量测系统，其特征在于：所述MCU模块为功能完备性能强大的嵌入式控制器，对交流电压交流电流基波经演算生成有功功率、无功功率、功率因数和峰谷平电度量；所述嵌入式控制器支持HTTP网络通讯协议并以表单形式生成自描述页，以突变量启动方式向远程监控管理者推送量测对象的异常状态。4.根据权利要求1所述的集中采集分布显示的量测系统，其特征在于：所述采集通道模块为三相交流电压接线端子，其余都是交流电流接线端子。5.根据权利要求1所述的集中采集分布显示的量测系统，其特征在于：所述RJ45通讯模块为网络通讯接口，RJ45通讯模块的一端与MCU主处理器电气连接，RJ45通讯模块的另一端经网络交换机与远程监控系统相联系。6.根据权利要求1所述的集中采集分布显示的量测系统，其特征在于：所述显示单元仅布设用于电源与CANBUS通讯模块的四个接线端子。7.一种基于如权利要求1～6任一权利要求所述的量测系统的量测方法，其特征在于：所述量测方法包括基于交流采样的电气量演算工作流程，显示单元与单板主处理器单元的采集通道模块之间的绑定流程，以及RJ45通讯模块支撑的网络直接访问与推送工作流程。8.根据权利要求7所述的集中采集分布显示的量测方法，其特征在于：所述显示单元与单板主处理器单元的采集通道模块之间的绑定流程为：显示单元运行8位单片机，单板主处理器单元运行嵌入式处理器；单板主处理器单元针对电流回路，在初始时只布设1到n的物理顺序，其他的相关参数都是空白；显示单元设四个按键，而单板主处理器单元则不设...

【专利技术属性】
技术研发人员：周崇波，陈飞飞，程雪山，罗城鑫，李旭东，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33