一种电能质量监测系统及其监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电能质量监测系统及其监测方法，本发明专利技术通过无线网络进行信号的传输，脱离了光缆的约束，可实现远距离传输和多个变电站的电能质量监测装置互动，并且本发明专利技术直接通过无线基站接收全球时钟信号进行时钟同步处理，省去了传统的时钟同步装置，系统更加简化灵活

【技术实现步骤摘要】
一种电能质量监测系统及其监测方法


[0001]本专利技术涉及一种电能质量监测系统及其监测方法，属于电网谐波测量领域
。

技术介绍

[0002]电网谐波测量是当前的一个迫切需求，具有采样率要求高
、
数据量大等特点
。
现有技术的一种方案有在电容式电压互感器
(capacitive voltage transformer
，
CVT)
的低压端子和接地端子间安装谐波测量专用电容，从专用电容两端取电压信号进行谐波测量，但其输出容量仅为约
0.5VA
，带载能力有限，不能直接长距离传输模拟量
。
[0003]现有技术的另一种方案采用电子式互感器，具体是由合并单元接收来自电子式电压互感器的原始采样值数字信号，以
IEC 61850
‑9‑2标准以太网格式，通过光纤直接发送给后端的电能质量监测装置
。
依然没有摆脱信号传输受限于光纤的问题，所有部件均需要布置在变电站一定区域内，如需向实现多个变电站的电能质量检测装置互动，则需要敷设大量光缆，且光缆传输距离最大
2km
左右，无法实现远距离传输
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种电能质量监测系统及其监测方法，解决了
技术介绍
中披露的问题
。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种电能质量监测系统，包括位于第一端的采集转换电路和处理器
、
以及位于第二端的电能质量监测装置，还包括位于第一端的第一无线收发模块和位于第二端的第二无线收发模块；
[0007]采集转换电路，将电力系统一次侧的第一电流信号转换为第二电流模拟信号或第一电压信号转换为第二电压模拟信号，并将第二电流或第二电压模拟信号转换为数字信号；
[0008]处理器，通过第一无线收发模块接收全球时钟信号，对数字信号进行时钟同步处理，并将时钟同步处理后的信号封装成附带时间信息的报文；
[0009]第一无线收发模块，通过无线基站向第二无线收发模块发送处理器封装的报文；通过无线基站接收全球时钟信号；
[0010]第二无线收发模块，接收处理器封装的报文，并将处理器封装的报文发送给电能质量监测装置；
[0011]电能质量监测装置，根据报文对电力系统一次侧进行电能质量监测
。
[0012]采集转换电路包括一次传感器和
AD
转换芯片；
[0013]一次传感器，将电力系统一次侧的第一电流或第一电压信号转换为第二电流或第二电压模拟信号；
[0014]AD
转换芯片，将第二电流或第二电压模拟信号转换为数字信号
。
[0015]一次传感器为电子式互感器一次本体部分或者电磁式互感器
。
[0016]采集转换电路还包括调理电路和滤波电路；
[0017]调理电路，对第二电流或第二电压模拟信号进行调理；
[0018]滤波电路，对调理后的第二电流或第二电压模拟信号进行低通滤波，并将低通滤波后的第二电流或第二电压模拟信号发送给
AD
转换芯片
。
[0019]处理器，通过第一无线发送模块接收全球时钟信号，根据全球时钟信号，采用插值重采样技术，对数字信号进行时钟同步处理，并将时钟同步处理后的信号封装成附带时间信息的报文
。
[0020]插值重采样技术为拉格朗日插值重采样技术
。
[0021]两个相邻重采样时刻间隔为
78.125
±
1us。
[0022]电能质量监测装置，采用多级缓存机制对接收到的报文进行缓存，利用协议中的秒脉冲计数规则，对缓存的报文进行重新排序，根据重新排序后的报文对电力系统一次侧进行电能质量监测
。
[0023]第一无线收发模块和第二无线收发模块均为
5G
模块，无线基站为
5G
基站
。
[0024]采集转换电路
、
处理器和第一无线收发模块构成采集端系统，第二无线收发模块和电能质量监测装置构成监测端系统，所述电能质量监测系统中，采集端系统有多个或
/
和监测端系统有多个
。
[0025]一种电能质量监测系统的监测方法，其特征在于，包括：
[0026]采集转换电路将电力系统一次侧的第一电流信号转换为第二电流模拟信号或第一电压信号转换为第二电压模拟信号，并将第二电流或第二电压模拟信号转换为数字信号；
[0027]处理器通过无线基站和第一无线收发模块接收全球时钟信号，对数字信号进行时钟同步处理，并将时钟同步处理后的信号封装成附带时间信息的报文；
[0028]第一无线收发模块通过无线基站向第二无线收发模块发送处理器封装的报文；
[0029]第二无线收发模块接收处理器封装的报文，并将处理器封装的报文发送给电能质量监测装置；
[0030]电能质量监测装置根据报文对电力系统一次侧进行电能质量监测
。
[0031]本专利技术所达到的有益效果：本专利技术通过无线网络进行信号的传输，脱离了光缆的约束，可实现远距离传输和多个变电站的电能质量监测装置互动，并且本专利技术直接通过无线基站接收全球时钟信号进行时钟同步处理，省去了传统的时钟同步装置，系统更加简化灵活
。
附图说明
[0032]图1为电能质量监测系统的示意图；
[0033]图2为采集转换电路的示意图；
[0034]图3为时钟同步的示意图；
[0035]图4为单个采集系统和多个监测系统时的电能质量监测系统的示意图；
[0036]图5为多个采集系统和单个监测系统时的电能质量监测系统的示意图；
[0037]图6为双传输通道时的电能质量监测系统的示意图
。
具体实施方式
[0038]下面结合附图对本专利技术作进一步描述
。
以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围
。
[0039]如图1所示，一种电能质量监测系统，包括采集转换电路
、
处理器
、
第一无线收发模块
、
第二无线收发模块和电能质量监测装置
。
包括位于第一端的采集转换电路
、
处理器和第一无线收发模块
、
以及位于第二端的电能质量监测装置和第二无线收发模块
。
[0040]采集转换电路，将电力系统一次侧的第一电流信号转换为第二电流模拟信号或第一电压信号转换为第二电压模拟信号，并将第二电流或第二电压模拟信号转换为数字信号；其中，第一电流信号为大电流信号，第一电压信号为大电压信号，第二电流模拟信号为小电流模拟信号，第二电压模拟信号为小电压模拟信号
。
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电能质量监测系统，包括位于第一端的采集转换电路和处理器
、
以及位于第二端的电能质量监测装置，其特征在于，还包括位于第一端的第一无线收发模块和位于第二端的第二无线收发模块；采集转换电路，将电力系统一次侧的第一电流信号转换为第二电流模拟信号或第一电压信号转换为第二电压模拟信号，并将第二电流或第二电压模拟信号转换为数字信号；处理器，通过第一无线收发模块接收全球时钟信号，对数字信号进行时钟同步处理，并将时钟同步处理后的信号封装成附带时间信息的报文；第一无线收发模块，通过无线基站向第二无线收发模块发送处理器封装的报文；通过无线基站接收全球时钟信号；第二无线收发模块，接收处理器封装的报文，并将处理器封装的报文发送给电能质量监测装置；电能质量监测装置，根据报文对电力系统一次侧进行电能质量监测
。2.
根据权利要求1所述的电能质量监测系统，其特征在于，采集转换电路包括一次传感器和
AD
转换芯片；一次传感器，将电力系统一次侧的第一电流或第一电压信号转换为第二电流或第二电压模拟信号；
AD
转换芯片，将第二电流或第二电压模拟信号转换为数字信号
。3.
根据权利要求2所述的电能质量监测系统，其特征在于，一次传感器为电子式互感器一次本体部分或者电磁式互感器
。4.
根据权利要求2所述的一种电能质量监测系统，其特征在于，采集转换电路还包括调理电路和滤波电路；调理电路，对第二电流或第二电压模拟信号进行调理；滤波电路，对调理后的第二电流或第二电压模拟信号进行低通滤波，并将低通滤波后的第二电流或第二电压模拟信号发送给
AD
转换芯片
。5.
根据权利要求1所述的电能质量监测系统，其特征在于，处理器，通过第一无线发送模块接收全球时钟信号，根据全球时钟信号，采用插值重采样技术，对数字信号进行时钟同步处理，并将时钟同步处理后的信号封装成附带时间信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：史明明，景巍巍，李双伟，费骏韬，郑仙，喻建瑜，陈静，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：