基于雾计算的电能质量监测系统技术方案

本实用新型专利技术主要涉及一种基于雾计算的电能质量监测系统，具有分布式的多个电能质量分析仪及分布式的多个电流传感器，还包括云端服务器，电流传感器将从电网上检测的电流信息传输给电能质量分析仪，每个电能质量分析仪都将从电流信息中撷取的数据信息中的一部分以即时通讯的方式上传给该云端服务器，以及每个电能质量分析仪还将该数据信息以本地保存的方式存储到其带有的存储器中。

【技术实现步骤摘要】

本技术主要涉及电力监测系统，确切地说，是基于面向分布式电能质量分析仪而提出了一种可实现雾计算的电能质量监测系统。
技术介绍
随着电力技术的迅猛发展，有着不同负载特性的电器大规模的进入我们的生活，与之相伴的是，一些非线性负载例如逆变器、整流器和各种开关电源得到广泛的应用，由此产生的谐波对供电电网的危害也日趋严重。类似电力电子器件开关动作时向电网注入了大量的谐波，使电网中的预期标准正弦电流和电压波形严重失真。由于存在着各种对电能质量相对敏感的设备，例如计算机设备及空调、冰箱、电视等家用电器设备的大量使用，对电能质量的要求也越来越高。由谐波引发的各类电力故障和事故频发，无论是对生产生活还是国家经济建设都产生了很大的负面影响。谐波问题包括谐波分析、谐波检测和谐波抑制等方面，有效抑制谐波已经成为保证电网安全、高质量运行的必要措施之一。为了保证生产生活用电的安全和正常进行，电能质量的检测和分析必不可少。电能质量通常包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量，包括导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其内容体现在频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变或三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变、谐波、电压暂降、中断、暂升及供电连续性等。这些电能质量问题会导致：继电保护装置被误触发而危及供电安全的运行、各种电气设备产生附加损耗和发热而导致设备损坏或烧毁、增加损耗导致设备不经济的运行从而造成额外的电费支出和电表计量工具的不精准、降低信号的传输质量并破坏信号的正常传递、可能引起的谐振导致无功补偿柜无法正常运作、降低设备的使用寿命、导致计算机或检测控制设备无法正常工作甚至死机。为了提高电网系统的电能质量，保障电气设施的正常运行，需要对电网的电能质量进行检测，尤其是电网上的危害较大的高次谐波，所以高性能的电流检测对掌控电能质量和维持电力系统的稳定非常重要。电能质量分析仪是对电网的电能质量进行检测的常见仪器仪表，检测电网电流信息的电流互感器实时的将侦测到的电流信息传递给电能质量分析仪，使用电能质量分析仪能够提供电力运行中的谐波分析及功率品质分析，能够对电网运行进行长时间的数据采集监测，同时配备电能质量数据分析软件，还可以对上传至计算机的数据进行各种分析运算或显示或保存等操作。例如常见的断路器动作，变压器过热，电机烧毁或电灯闪动等，这些电能质量问题都可以被电能质量分析仪侦测到，因此电能质量分析仪是用于常规电力维护和预防事故发生的最理想的工具。考虑到整个电能质量监测系统中数量众多的电能质量分析仪呈分布式布局，而且每一个电能质量分析仪单独的个体都会记录和保存各自的监测数据，显而易见，无论是实时检测的电网数据还是保存的历史记录数据，都是规模庞大的海量数据。虽然为了减少底层数据采集终端的负担，一般可以将电能质量分析仪检测到数据实时上传到云端服务器，再根据云端服务器的数据对电网的实际运行情况进行分析，但是将云计算应用到电能质量的在线监测也会产生很多棘手的现实问题：由于电能质量分析仪分布广数量多，电网上需要检测的数据点比较多，如果同时将这些数据上传到云端可能会造成数据在网路上的拥堵，而不能及时有效地将数据上传到云端服务器，很有可能会导致延迟报警而耽搁异常事件的及时处理时机。而且云计算自身的实现前提是需要先行将数据上传到云端服务器，否则无法完成数据的处理运算和分析，这进一步导致了上述问题的严重程度。为了解决这些问题，本技术利用现有的分布广的电能质量分析仪和云端，提出了一种基于雾计算的电能质量监测系统，该系统的通信可靠而且成本低，抗干扰能力强，尤其是电网的在线即时检测信息和历史记录信息能够方便快捷的进行访问，能够及时有效地将数据上传到云端服务器而不会造成数据在网路上的拥堵现象。而且类似手机这样的移动终端设备也可以在不需要下载海量数据的前提下对电能质量分析仪的数据进行访问。
技术实现思路
在本技术披露的一种基于雾计算的电能质量监测系统中，具有分布式的多个电能质量分析仪及分布式的多个电流传感器，还包括云端服务器，所述电流传感器将从电网上检测的电流信息传输给所述电能质量分析仪，每个所述电能质量分析仪都将从电流信息中撷取的数据信息中的一部分(而不是全部)以即时通讯的方式上传给该云端服务器，每个所述电能质量分析仪还将该数据信息以本地保存的方式存储到其带有的存储器中。上述的基于雾计算的电能质量监测系统，该电流信息由所述电能质量分析仪在本地执行运算处理后，再将表示运算处理结果的并用于评估电能质量的该数据信息中的一部分上传给该云端服务器。上述的基于雾计算的电能质量监测系统，移动终端配制成利用互联网的形式访问云端服务器，从而实时获取数据信息中被上传的那一部分。上述的基于雾计算的电能质量监测系统，移动终端配制成以对等网络的形式访问云端服务器所述电能质量分析仪保存在其存储器中的数据信息。上述的基于雾计算的电能质量监测系统，该数据信息至少包括电网电流信息中的工频、谐波、瞬态电流、电弧信号中的一种或全部。上述的基于雾计算的电能质量监测系统，该数据信息至少包括电网电流信息中的电压、电流、有功功率、无功功率、相角、功率因数、频率中的一种或全部。上述的基于雾计算的电能质量监测系统，该数据信息至少包括公用电网供到用户端的交流电能质量参数中的一种或多种，交流电能质量参数至少包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相电压允许不平衡度和电网谐波。上述的基于雾计算的电能质量监测系统，该存储器中储存的数据信息周期性(这个周期可以是若干天或若干星期或若干年等)的进行删除和更新，避免SD卡空间不足。上述的基于雾计算的电能质量监测系统，所述电流传感器包括霍尔电流传感器、罗氏空心线圈传感器。附图说明阅读以下详细说明并参照以下附图之后，本技术的特征和优势将显而易见：图1是雾计算的电能质量监测系统的原理示意图。具体实施方式参见图1，在本技术披露的电能质量监测系统中，具有分布式的多个电能质量分析仪100-1、100-2……100-N及分布式的多个电流传感器101-1、101-2……101-N，譬如在某个电网节点，电流传感器101-N从电网上监测电流信息，一般来说，监测的项目至少应当包括工频信息与谐波信息、瞬态电流信息、电弧信息等，例如一个电能质量分析仪100-N对应的接收一个电流传感器101-N从电网上监测电流信息，所接收的这些信息可以是模拟量也可以是二进制的数字量。电能质量分析仪100-N需要对接收的电流信息进行运算处理，例如执行采样、模数转换、分析计算等各种运算处理。电流信息由电能质量分析仪101-1、101-2……101-N在本地执行运算处理，但这种运算不是交由云端服务器200处理，由于电能质量分析仪101-1、101-2……101-N不是集中式计算，所以不要求电能质量分析仪有很强的计算能力，它们只要含有运算能力相对较弱但价格适中的计算单元就能满足要求。将数据、数据处理和应用程序集中在网络边缘的设备中，而不是将它们几乎全部保存在云端服务器和在云端进行处理，数据的处理更依赖本地电能质量分析仪设备，而非云端服务器200。它有几个明显特征：低延时和位置感知，更为广泛的地理分布，支持更多的边缘监测节点。这些特征使得电网的电能质量整体部署更加方便，满足更多的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于雾计算的电能质量监测系统，其特征在于，具有分布式的多个电能质量分析仪及分布式的多个电流传感器，还包括云端服务器，所述电流传感器将从电网上检测的电流信息传输给所述电能质量分析仪，每个所述电能质量分析仪都将从电流信息中撷取的数据信息中的一部分以即时通讯的方式上传给该云端服务器，以及每个所述电能质量分析仪还将该数据信息以本地保存的方式存储到其带有的存储器中。

【技术特征摘要】
1.一种基于雾计算的电能质量监测系统，其特征在于，具有分布式的多个电能质量分析仪及分布式的多个电流传感器，还包括云端服务器，所述电流传感器将从电网上检测的电流信息传输给所述电能质量分析仪，每个所述电能质量分析仪都将从电流信息中撷取的数据信息中的一部分以即时通讯的方式上传给该云端服务器，以及每个所述电能质量分析仪还将该数据信息以本地保存的方式存储到其带有的存储器中。2.根据权利要求1所述的基于雾计算的电能质量监测系统，其特征在于，该电流信息由所述电能质量分析仪在本地执行运算处理后，再将表示运算处理结果的该数据信息中的一部分上传给该云端服务器。3.根据权利要求1所述的基于雾计算的电能质量监测系统，其特征在于，移动终端被配制成以互联网的形式访问云端服务器，从而实时获取该数据信息中以即时通讯的方式被上传的那一部分。4.根据权利要求1所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永，王金飞，
申请(专利权)人：丰郅上海新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31