一种电能质量监控系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电能质量监控系统，该系统主要包括共享内存数据交互、读写参数、读写DPRAM、定时记录、高速记录、合格率统计、越限监测等功能模块；另外实时性要求高的DI监测、DO控制以及电能计量，PPC存储管理；工作流程为PPC系统初始化、创建线程、创建共享内存、加载驱动设备、读取计算因子、读取参数并进行数据逻辑运算和传输、数据存储和通讯。本发明能够进行先进的电能质量分析，高精度的测量，实时监测电能质量，使电力用户在第一时间内可以获得电能的各项运行数据，从而对电能质量进行充分的评估与监测，提出改善电能指标的对策与方案。
【专利说明】一种电能质量监控系统
【技术领域】
[0001]本发明设计智能电网监测领域，具体涉及一种电网电能质量监测系统。
技术背景
[0002]随着电力体制的改革，电力市场的逐步发展和完善，电能质量成为衡量电能供应的重要特征参数。提高电能质量需要从电能的生产、传输、分配和使用等各个环节进行分析，不仅是电力生产商、供应商的责任，更与电力客户有着密切的关系。
[0003]随着科技的进步，现代电力系统中使用电负荷结构发生了重大的变化，诸如半导体整流器、晶闸管调压及变频器调整装置、炼钢电弧炉、电气化铁路和家用电器等负荷的迅速发展，由于其非线性、冲击性以及不平衡的用电特性，使电网的电压波形发生畸变而引起(间)谐波超标，同时产生电压波动、闪变以及三相不平衡，甚至引起系统频率波动等，对供电电能质量造成严重的影响。基于电网中出现越来越多的电能质量问题，使得电能质量的研究十分迫切。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于提供一种监测功能多样化、精确化、智能化的电能质量监测系统。
[0005]为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现:一种电能质量监控系统，该系统主要包括共享内存数据交互、读写参数、读写DPRAM、定时记录、高速记录、合格率统计、越限监测等功能模块；另外实时性要求高的DI监测、DO控制以及电能计量，PPC存储管理；工作流程为PPC系统初始化、创建线程、创建共享内存、加载驱动设备、读取计算因子、读取参数并进行数据逻辑运算和传输、数据存储和通讯。
[0006]进一步的，所述PPC读写DPRAM模块，RAM的设计大小为16kB，分配IkB左右空间用于PowerPC向DSP传递数据，分配14kB用于DSP向PowerPC传递数据,剩下的一部分用于标志及时间交互，另留有一定余量。
[0007]进一步的，所述定时记录计算模块接收到DSP采样数据后，进行max、min、avg、95%概率值统计，计算采集到的主要模拟量，结果数据存储到缓冲区中，等累计到30次的数据时(I36.875KB)，进行格式转换并保存至SD卡；计算的数据是DSP传送的150cycle(3s)实时数据；平均值、最大值、最小值、95%概率值的统计周期可设置(Imin?IOmin)，其统计最小单位为150cycle，统计周期为系统配置参数设定的定时记录时间。
[0008]进一步的，所述高速记录模块高速记录半周波电压/电流有效值。通过积分算法得到半周波的RMS，记录8通道，每通道1000个RMS的数据(记录触发前100点+触发后的900 点)。
[0009]进一步的，所述电能量计算模块当接收到I秒钟定时时间到通知后，计算电能量，并从定时处理接收到I分钟定时时间到通知后，将总电度量及共15次的谐波电度计算结果数据定时存储到铁电中。[0010]进一步的，所述DI模块Ims定时扫描8个DI状态输入口，如果有变位信息就进行输入信号滤波时间处理，并形成SOE记录存储到铁电中，根据扫描的DI状态变位信息及时间，实时记录DI的状态，并做预先设计的处理，如DI联动D0、启动录波等。
[0011]进一步的，所述DO模块接收到越限告警或直接控制输出通知后，进行报警操作(如果关联有控制输出，则进行控制输出)或直接进行控制输出。
[0012]进一步的，所述越限记录模块监测50cycle实时数据(1S实时测量值)，动作延时可设，并可触发DO报警输出、LED告警指示、告警记录、高速记录和录波功能，越限记录模块进行越限判断，并进行滤波时间控制，一旦判定出越限就进行越限指示并存下越限事件记录。
[0013]进一步的，所述共享内存模块主控进程将接收到DPRAM实时数据存到共享内存中，以供QT-GUI进程轮询显示等操作，定时进行DPRAM的实时数据读取，并存入共享内存中，与GUI进行数据交换。
[0014]进一步的，所述装置配置参数模块读取QT界面及后台维护的配置参数，并根据实际传到DSP中，模块根据配置参数标志位有没有变化，来确定是不是需要再读取配置参数。
[0015]本发明能够进行先进的电能质量分析，高精度的测量，实时监测电能质量，使电力用户在第一时间内可以获得电能的各项运行数据，从而对电能质量进行充分的评估与监测，提出改善电能指标的对策与方案。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明工作流程图；
[0017]图2为本发明双口 RAM分配表；
[0018]图3为本发明双口 RAM发送数据流程图；
[0019]图4为本本发明双口 RAM接收数据流程图；
[0020]图5为本发明定时记录统计流程图；
[0021]图6为本发明高速记录存储处理流程图；
[0022]图7为本发明电能计算流程图；
[0023]图8为本发明SOE记录流程图；
[0024]图9为本发明DO模块控制输出流程图；
[0025]图10为本发明越限模块流程图；
[0026]图11为本发明共享内存模块流程图；
[0027]图12为本发明配置参数模块流程图。
【具体实施方式】
[0028]该系统主要包括共享内存数据交互、读写参数、读写DPRAM、定时记录、高速记录、合格率统计、越限监测等功能模块；另外实时性要求高的DI监测、DO控制以及电能计量，PPC存储管理；图1所示，工作流程为PPC系统初始化、创建线程、创建共享内存、加载驱动设备、读取计算因子、读取参数并进行数据逻辑运算和传输、数据存储和通讯。
[0029]PPC读写DPRAM模块，RAM的设计大小为16kB，分配IkB左右空间用于PowerPC向DSP传递数据，分配14kB用于DSP向PowerPC传递数据,剩下的一部分用于标志及时间交互，另留有一定余量，双口 RAM的MAP表如图2所示，双口 RAM交互逻辑如图3、图4所示。
[0030]定时记录计算模块接收到DSP采样数据后，进行max、min、avg、95 %概率值统计，计算采集到的主要模拟量，结果数据存储到缓冲区中，等累计到30次的数据时(136.875KB)，进行格式转换并保存至SD卡，如图5所示；计算的数据是DSP传送的150cycle(3s)实时数据，其统计最小时间间隔也是150cycle ;平均值、最大值、最小值、95%概率值的统计周期可修改系统配置文件的定时记录时间实现。
[0031]高速记录模块记录半周波电压/电流有效值，图6所示，通过积分算法得到半周波的RMS，记录8通道，每通道1000个RMS的数据(记录触发前100点+触发后的900点)。
[0032]电能量计算模块从收到I秒钟定时时间到通知后，计算电能量，并从定时处理接收到I分钟定时时间到通知后，将总电度量及共15次的谐波电度计算结果数据定时存储，图7所示，电度=当前瞬时功率*累计时间。
[0033]图8所示，DI模块Ims定时扫描8个DI状态输入口，如果有变位信息就进行输入信号滤波时间处理，并形成SOE记录存储到铁电中，根据扫描的DI状态变位信息及时间，实时记录DI的状态。
[0034]图9所示，DO模块接收到越限告警或直接控制输出通知后，进行报警操作(如果关联有控制输出，则进行控制输出)或直接进行控制输出。
[0035]图10所示，越限记录模块监测50CyCle实时数据(Is实时测量值)，动作延时可设，并可触发DO报警输出、LED告警指示、告警记录、高速记录和录波功能，越限记录模块进行越限判断，并进行滤波时间控制，一旦判定出越限就进行越限指示并存下越限事件记录。
[0036]图11所示，共享内存模块主控进程将接收到DPRAM实时数据存到共享内存中，以供QT-GUI进程轮询显示等操作，定时进行DPRAM的实时数据读取，并存入共享内存中，与⑶I进行数据交换。
[0037]图12所示，装置配置参数模块读取QT界面及后台维护的配置参数，并根据实际传到DSP中，模块根据配置参数标志位有没有变化，来确定是不是需要再读取配置参数。
【权利要求】
1.一种电能质量监控系统，其特征在于:该系统主要包括共享内存数据交互、读写参数、读写DPRAM、定时记录、高速记录、合格率统计、越限监测等功能模块；另外实时性要求高的DI监测、DO控制以及电能计量，PPC存储管理；工作流程为PPC系统初始化、创建线程、创建共享内存、加载驱动设备、读取计算因子、读取参数并进行数据逻辑运算和传输、数据存储和通讯。
2.根据权利要求1所述的电能质量监控系统，其特征在于:所述PPC读写DPRAM模块，RAM的设计大小为16kB，分配IkB左右空间用于PowerPC向DSP传递数据，分配14kB用于DSP向PowerPC传递数据。
3.根据权利要求1所述的电能质量监控系统，其特征在于:所述定时记录计算模块接收到DSP采样数据后，进行maX、min、aVg、95%概率值统计，计算采集到的主要模拟量，结果数据存储到缓冲区中，等累计到30次的数据时(136.875KB)，进行格式转换并保存至SD卡；计算的数据是DSP传送的150cycle(3S)实时数据；平均值、最大值、最小值、95 %概率值的统计周期可设置(Imin?IOmin)，其统计最小单位为150cycle，统计周期为系统配置参数设定的定时记录时间。
4.根据权利要求1所述的电能质量监控系统，其特征在于:所述高速记录模块高速记录半周波电压/电流有效值，通过积分算法得到半周波的RMS，记录8通道，每通道1000个RMS的数据(记录触发前100点+触发后的900点)。
5.根据权利要求1所述的电能质量监控系统，其特征在于:所述电能量计算模块当接收到I秒钟定时时间到通知后，计算电能量，并从定时处理接收到I分钟定时时间到通知后，将总电度量及共15次的谐波电度计算结果数据定时存储。
6.根据权利要求1所述的电能质量监控系统，其特征在于:所述DI模块Ims定时扫描8个DI状态输入口，如果有变位信息就进行输入信号滤波时间处理，并形成SOE记录存储到铁电中，根据扫描的DI状态变位信息及时间，实时记录DI的状态，并做预先设计的处理。
7.根据权利要求1所述的电能质量监控系统，其特征在于:所述DO模块接收到越限告警或直接控制输出通知后，进行报警操作(如果关联有控制输出，则进行控制输出)或直接进行控制输出。
8.根据权利要求1所述的电能质量监控系统，其特征在于:所述越限记录模块监测50cycle实时数据(1S实时测量值)，动作延时可设，并可触发DO报警输出、LED告警指示、告警记录、高速记录和录波功能，越限记录模块进行越限判断，并进行滤波时间控制，一旦判定出越限就进行越限指示并存下越限事件记录。
9.根据权利要求1所述的电能质量监控系统，其特征在于:所述共享内存模块主控进程将接收到DPRAM实时数据存到共享内存中，以供QT-GUI进程轮询显示等操作，定时进行DPRAM的实时数据读取，并存入共享内存中，与GUI进行数据交换。
10.根据权利要求1所述的电能质量监控系统，其特征在于:所述装置配置参数模块读取QT界面及后台维护的配置参数，并根据实际传到DSP中，模块根据配置参数标志位有没有变化，来确定是不是需要再读取配置参数。
【文档编号】G01R31/00GK103439591SQ201310223295
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2013年5月31日
【发明者】丁建义, 林峰平, 陈宜彬, 张孝山, 肖铁航, 毕春娟, 沈年虎, 唐成林, 刘健 申请人:深圳市康必达控制技术有限公司