为u(t)= A[l+mcosQt]cos(〇t)，其中，A是工频载波电压的幅值；〇为工频载波电压的角频率;m为 调幅波的电压幅值，Q为调幅波的角频率；
[0050] B.将u(t)平方后得到：
阳化引 C.由于信号中的I2 ? -QI分量的存化当调制波频率为15~25监时，其5次倍 五 频分量被映射到0~25监之内，幅值变位基波分量的^当调制波频率为21. 76和18. 24 时其5次倍频分量恰巧被映射在8. 8化上，此时将造成最大的误差，直接影响测量结果。如 果将调制方波信号分解为各次正弦波信号之和，可W得到如下关系式：
[0054]可见，引入误差的|2?-QI分量已经被消除 阳化5]化经过0. 05监高通滤波器滤除直流分量：
[0057]E.经过35监六阶己特沃思低通滤波器滤除工频及W上频率分量：
W60] 得到电压波动分量A2y(t) >mA2cosQt;
[0061]F.经过视感度加权：
[0063]式中，k = 1. 74802，入=2 n X 4. 05981，《i = 2 n X 9. 15494，《2 = 2 31X2. 27979,CO3= 2 31XL22535,《 4= 2 31X21. 9,得到瞬时闪变视感度S(t);
[0064] G.闪变评价常用的一个指标是短时间闪变值Pst，根据累计概率曲线CPF作出统 计评价，实际中，通常采用5个规定值或百分值来计算Pst:
[0066] 式中，5个规定值P0. 1、P1、P3、P10、P50分别表示lOmin内CPF曲线上等于0. 1%、 1%、3%、10%、50%时间的5(1)值。
【主权项】
1. 一种基于以太网的电能质量在线监测装置，它包括电网1、数据采集子模块2、DSP分 析子模块3、基本电参量协处理器4、工控机二级存储与控制子模块5、电能质量管理平台6， 其特征在于：数据采集子模块2的输入端连接电网1，数据采集子模块2的输出端连接DSP 分析子模块3以及基本电参量协处理器4的输入端，DSP分析子模块3将采集的原始波形 数据进行数学分析得到电能质量指标数据，同时读取基本电参量协处理器4的高精度基本 电参量数据，整体打包后通过内部高速总线将数据实时地传输到工控机二级存储与控制子 模块5,工控机二级存储与控制子模块5将数据进行初步分类统计后进行本地存储和界面 呈现，电能质量管理平台6定时、周期性或人工的向工控机二级存储与控制子模块5召唤数 据；电能质量管理平台6主要完成对谐波和间谐波、电压波动和闪变、幅频偏差、暂态扰动 等指标的统计和专家分析。2. 根据权利要求1所述的一种基于以太网的电能质量在线监测装置，其特征在于，所 述数据采集子模块2包括电压电流互感器7和模数转换8。3. 根据权利要求2所述的一种基于以太网的电能质量在线监测装置，其特征在于，间 谐波的检测方法包括以下步骤： A. 用所述基本电参量协处理器4从采样电压信号中获得基波频率f。 B. 根据基波频率f。，得到同步采样下的采样频率fs' =nif。和采样序列长度T'= n2T。，按时间间隔ts' =l/fs'对固定频率23.4375KHZ采样得到的数据点进行拉格朗日插 值调整，对调整之后每组采样序列进行DFT变换； C. 根据基波频率f。和采样序列长度T'提取出间谐波分量。4. 根据权利要求3所述的一种基于以太网的电能质量在线监测装置，其特征在于，闪 变检测方法包括以下步骤： A. 对输入的采样电压信号进行同步提取，得到电压闪变信号为u(t) =A[l+mc〇SfU] cos(cot)，其中，A是工频载波电压的幅值；co为工频载波电压的角频率；m为调幅波的电压 幅值，Q为调幅波的角频率； B. 将u(t)平方后得到：C. 由于信号中的| 2co-Q|分量的存在，当调制波频率为15~25HZ时，其5次倍频分 2 量被映射到〇~25HZ之内，幅值变位基波分量的&当调制波频率为21. 76和18. 24时其 5次倍频分量恰巧被映射在8. 8Hz上，此时将造成最大的误差，直接影响测量结果。如果将 调制方波信号分解为各次正弦波信号之和，可以得到如下关系式：可见，引入误差的|2?-〇 |分量已经被消除 D. 经过0. 05HZ高通滤波器滤除直流分量：亡中，《 = 2jtX0. 05rad/s E. 经过35HZ六阶巴特沃思低通滤波器滤除工频及以上频率分量： ff(s) = [1+bi(s/〇c)+b2(s/〇c)2+b3(s/〇c)3+b4(s/〇c)4+b5(s/〇c)5+b6(s/〇c)6] \ 式中，《 = 2itX35rad/s，1^=b5= 3. 864,b2=b4= 7. 464,b3= 9. 141，b6= 1， 得到电压波动分量A2v(t)~mA2cosQt; F. 经过视感度加权：式中，k= 1. 74802，入=2itX4. 05981，％= 2itX9. 15494,《 2= 2itX2. 27979， 〇3= 2jtX1.22535,《 4= 2jtX21.9,得到瞬时闪变视感度S(t); G. 闪变评价常用的一个指标是短时间闪变值Pst，根据累计概率曲线CPF作出统计评 价，实际中，通常采用5个规定值或百分值来计算Pst:式中，5个规定值？。.1、？1、？3、？ 1。、卩5。分别表示1〇111111内〇??曲线上等于0.1%、1%、3%、 10%、50%时间的S(t)值。5. 根据权利要求4所述的一种基于以太网的电能质量在线监测装置，其特征在于，DSP 分析子模块3采用DSP处理器TMS320F28335控制芯片。6. 根据权利要求5所述的一种基于以太网的电能质量在线监测装置，其特征在于，所 述DSP分析子模块3还包括供电电源。7. 根据权利要求6所述的一种基于以太网的电能质量在线监测装置，其特征在于，基 本电参量协处理器4采用专用计量芯片ATT7022E。8. 根据权利要求7所述的一种基于以太网的电能质量在线监测装置，其特征在于，工 控机二级存储与控制子模块5采用x86架构的工控机HSB-800I。9. 根据权利要求8所述的一种基于以太网的电能质量在线监测装置，其特征在于，工 控机二级存储与控制子模块5还包括数统计模块，显示模块和以太网通讯模块。10. 根据权利要求9所述的一种基于以太网的电能质量在线监测装置，其特征在于，工 控机二级存储与控制子模块5还包括linux或vxWorks嵌入式操作系统。11. 根据权利要求10所述的一种基于以太网的电能质量在线监测装置，其特征在于， 所述电能质量管理平台6采用PC机。12. 根据权利要求11所述的一种基于以太网的电能质量在线监测装置，其特征在于， 所述电能质量管理平台6包括显示模块。
【专利摘要】本发明公开了一种基于以太网的电能质量在线监测装置，它包括电网1、数据采集子模块2、DSP分析子模块3、基本电参量协处理器4、工控机二级存储与控制子模块5、电能质量管理平台6，DSP分析子模块3将数据采集子模块2采集的电网电压和电流波形数据进行数学分析后得到电能质量指标数据，DSP分析子模块3同时还读取基本电参量协处理器4所得到的高精度基本电参量数据，连同电能质量指标数据一起实时地传输到工控机二级存储与控制子模块5，然后由电能质量管理平台6定时、周期性或人工的向工控机二级存储与控制子模块5召唤数据，电能质量管理平台6主要完成对谐波和间谐波、电压波动和闪变、幅频偏差、暂态扰动等指标的统计和专家分析。本发明能够对电能质量状况进行实时、全面的监测分析，特别是谐波、间谐波、暂态扰动和闪变监控，提高准确性和实时性，改善频率分辨率。
【IPC分类】H02J13/00, G01R31/00, G06F17/17, G06F17/14
【公开号】CN105116245
【申请号】CN201510432167
【发明人】蔡宇, 杨阿齐
【申请人】恒电科技有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月21日