一种基于cdma网络远程可控的电能质量在线监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电能质量在线监测技术领域，特别是设及一种基于CDMA网络远程可 控的电能质量在线监测装置。
【背景技术】
[0002] 随着智能电网技术的发展与推广应用，用户侧分布式电源（如风能发电、光伏发 电、生物质发电等）具有数量多、范围广、容量小、随机性和间歇性强的特点，其大规模应用 给电网供电可靠性和配电系统电能质量带来很大影响。分布式电源的间歇性和随机性会引 起配电网电压波动和闪变，导致一些符合节点的电压质量超标；分布式电源中不适当的逆 变器控制策略会产生不平衡电压和谐波污染，对用户侧用电设备产生不良影响；分布式电 源并网运行，会因安装地点、容量和介入方式不合理等因素，导致电网供电可靠性降低。电 能质量在线监测装置是掌握电网供电质量的实际情况、改善电能质量的必不可少的工具。 目前，市场上的电能质量在线监测装置主要存在W下不足：电能质量在线监测的准确性和 实时性不足；数字通信能力有限，不能实现远程数据交换和共享等。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种基于CDMA网络远程可控的电能 质量在线监测装置，它能够对电能质量状况进行实时、全面的监测分析，特别是简谐波和闪 变监控，提高准确性和实时性，改善频率分辨率。
[0004] 为了达到上目的，本发明的技术方案是运样的：一种基于CDMA网络远程可控的电 能质量在线监测装置，它包括电网1、数据采集子模块2、ARM控制子模块3、CDM通信子模 块4、电能质量管理平台5,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ARM控制子模块3的输入端，ARM控制子模块3将采集的数据打包 整理，通过CDMA通信子模块4将数据实时地传输到电能质量管理平台5 ;电能质量管理平 台5主要完成对谐波和间谐波、电压波动和闪变、幅频偏差、暂态扰动等指标的检测；
[0005] 其中间谐波的检测方法包括W下步骤：
[0006] A.用窄带带通滤波器从采样电压信号中获得基波信号T。，计算出实际的基波周期 为：
[0007]
[000引其中，M> 2,为穿越阔值ki的次数；
[0009] B.根据计算出得基波周期T。和频率f。，得到同步采样下的采样频率C=nif。和 采样序列长度T' =ri2T。，按时间间隔tg' =1/%'对采样时刻进行调整，调整之后每个采 样时刻对应的信号幅值由四阶牛顿插值法得出；
[0010] C.使用基于切比雪夫多项式的等波纹方法设计梳状滤波器，滤除基本和谐波成 分，得到间谐波；
[0011] 其中闪变检测方法包括W下步骤：
[0012]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+m cosQt]cos(?t+0)，其中，A是电网电压的幅值；CO为电网基波电压的角频率；0为基波 电压的初相角；m为调制波的电压幅值与基波电压幅值之比，Q为调制波的角频率；
[0013]B.根据角频率《、幅值A、初相角0，通过信号发生器发出一反向信号q(t) =A cos( ?t+ 白）；
[0014]C.电压闪变信号u(t)与反向信号q(t)相减，得到信号p(t)=mAcosQt cos( ?t+ 白）；
[001引化将反向信号q(t)与信号p(t)相乘，得到信号
[0016]E.对信号y(t)进行低通滤波处理后，得到瞬时闪变视感度S(t);
[0017] F.闪变评价常用的一个指标是短时间闪变值P,t，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Pgt:
[0018] P"= (0. 0314P0.1+0. 0525Pi+0. 0657P3+0. 28Pi〇+0.O8P50)
[001引式中，5个规定值P。.l、Pl、P3、Pl。、P5。分别表示10min内CPF曲线上等于0.1%、l%、 3%、10%、50%时间的S(t)值。
[0020] 优选地，所述数据采集子模块2包括电压电流互感器6和信号调理模块7。
[0021] 优选地，所述ARM控制子模块3采用ARM处理器STM32F103控制忍片。
[002引优选地，所述电能质量管理平台5采用PC机。
[0023] 优选地，所述电能质量管理平台5还包括显示模块。
[0024] 本发明的有益效果是：
[00巧]1.结合CDMA通信技术、微处理器技术和计算机技术，可对电网电能质量状况进行 实时、全面、准确的监控分析，提高了准确性和实时性；
[0026] 2.该间谐波的检测方法可W高速地进行简谐波检测，在极短的时间内便可完成， 具有很好的实时性，能有效地减小此类变化的影响，提高频率分辨率。
[0027] 3.该闪变检测方法省去了高通滤波器，克服了现有补偿迭代检测法难收敛、计算 量大的缺点，在多频幅时不产生干扰项，具有更好的优越性。
【附图说明】
[0028] 图1为本发明的基于CDMA网络远程可控的电能质量在线监测装置结构示框图；
[0029] 图2为本发明的间谐波检测方法的流程图。
[0030] 图3为本发明的闪变检测方法的流程图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
[003引如图1所示，一种基于CDMA网络远程可控的电能质量在线监测装置，其包括电网 1、数据采集子模块2、ARM控制子模块3、CDMA通信子模块4、电能质量管理平台5,其中所 述数据采集子模块2包括电压电流互感器6和信号调理模块7,ARM控制子模块3采用ARM 处理器STM32F103控制忍片。电网一次侧的电压/电流信号分别经数据采集子模块2变换 为二次信号，经信号调理转变为ARM控制子模块3可识别的信号，ARM控制子模块3对数据 采集子模块2进行控制，负载将采集的数据打包整理，通过CDMA通信子模块4将数据实时 地传输到电能质量管理平台5,电能质量管理平台5根据电能质量直指标的国家标准，对数 据进行处理分析，计算电压和电流信号的各项电能质量指标，最后设计人机交互界面，管理 在线电能质量分析与检测模块的工作，实时显示监控结果等。
[003引所述电能质量管理平台5采用PC机。
[0034] 优选地，所述电能质量管理平台5还包括显示模块。
[0035] 所述电能质量在线监测装置主要完成对谐波和间谐波、电压波动和闪变、幅频偏 差、暂态扰动等指标的检测，
[0036] 现有谐波与间谐波检测方法常采用傅里叶分析法，算法原理简单，但非同步采样 时，基波和谐波的频谱泄露和栅栏效应严重影响间谐波的检测效果。因此，需要将基波和谐 波成分分离出去，降低对间谐波检测造成的干扰。参见附图2,本发明提出了一种间谐波检 测方法，包括W下步骤：
[0037] A.用窄带带通滤