CN102419401A - 一种变配电站分布式电能计量系统 - Google Patents

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姚建歆
施伟斌
金伟
徐剑
江秀臣
张小越
盛继卿
井雅
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Shanghai Jiulong Enterprise Management Consulting Co Ltd
Shanghai Jiaotong University
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Shanghai Municipal Electric Power Co
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SHANGHAI ZHONGQU ELECTRIC ENERGY SAVING TECHNOLOGY Co Ltd
Shanghai Jiaotong University
Shanghai Municipal Electric Power Co
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Abstract

本发明涉及一种变配电站分布式电能计量系统，包括电能计量单元、CAN总线网络、集中管理单元，所述的电能计量单元通过CAN总线网络与集中管理单元连接。与现有技术相比，本发明具有对变配电站线路运行状况的监测更加全面和智能、便于单独掌握各路出线的负荷状况等优点。

Description

一种变配电站分布式电能计量系统
技术领域
本发明涉及一种电能计量系统，尤其是涉及一种变配电站分布式电能计量系统。 
背景技术
目前变配电站运行的电能计量装置大多是独立装置，而不是一个分布式系统，所以电能计量大都实行以站为单位统一计量，在变配电站的出线端并没有对各路出线电能进行计量，不便于掌握各条配电线路的线损以及实时负荷变化情况。 
同时这种传统的电能计量装置不具备谐波等电能质量指标的监测，而目前电力电子技术的广泛应用，使电力系统的谐波大量增加，引起局部电压、电流波形的严重畸变，电能质量问题已引起电力企业及用户的高度重视。 
另外传统电能计量装置一般不具备图形化人机界面和远程通信功能，不便于现场安装调试和远程数据传输。 
所以，现有电能计量装置在数据分析，数据存储，数据通讯等方面已不能满足变配电站日益提高的智能化需求。 
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种变配电站分布式电能计量系统。 
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： 
一种变配电站分布式电能计量系统，其特征在于，包括电能计量单元、CAN总线网络、集中管理单元，所述的电能计量单元通过CAN总线网络与集中管理单元连接。 
所述的电能计量单元设有多个，每个电能计量单元均通过CAN总线网络与集中管理单元连接。 
所述的电能计量单元包括DSP、二次互感器、信号调理电路、AD转换器、数据存储模块、实时时钟模块、CAN总线通信接口、电能脉冲输出模块，所述的DSP分别与AD转换器、数据存储模块、实时时钟模块、CAN总线通信接口、电能脉冲输出模块连接，所述的二次互感器与信号调理电路连接，所述的信号调理电路与AD转换器连接。 
所述的集中管理单元包括处理器、GPRS模块、以太网接口、CAN总线接口、RS485接口、触摸屏，所述的处理器分别与GPRS模块、以太网接口、CAN总线接口、RS485接口、触摸屏连接。 
所述的处理器为ARM9系列处理器。 
与现有技术相比，本发明具有以下优点： 
1、电能计量单元具有电能质量分析、自动生成历史数据曲线等功能，对变配电站线路运行状况的监测更加全面和智能； 
2、分布式多功能电能计量单元用于对各路出线分别监测，便于单独掌握各路出线的负荷状况； 
3、集中管理单元具有图形化人机界面，便于整个系统在现场的安装和调试； 
4、集中管理单元具有以太网(或GPRS模块)，便于系统将数据上传至上级电能量采集系统。 
附图说明
图1为本发明的结构示意图。 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。 
实施例 
如图1所示，一种变配电站分布式电能计量系统，包括电能计量单元1、CAN总线网络2、集中管理单元3，所述的电能计量单元1通过CAN总线网络2与集中管理单元3连接。所述的电能计量单元1设有多个，每个电能计量单元1均通过CAN总线网络2与集中管理单元3连接。 
如图2所示，所述的电能计量单元1包括DSP 11、二次互感器12、信号调理电路13、AD转换器14、数据存储模块15、实时时钟模块16、CAN总线通信接 口17、电能脉冲输出模块18，所述的DSP 11分别与AD转换器14、数据存储模块15、实时时钟模块16、CAN总线通信接口17、电能脉冲输出模块18连接，所述的二次互感器12与信号调理电路13连接，所述的信号调理电路13与AD转换器14连接。DSP 11从AD转换器14获取三相电压和三相电流的连续采样数据之后，DSP对数据进行预处理后通过各种数字算法实现以下计算： 
1)电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数等基本电气参数； 
2)有功电量、无功电量、有功需量、无功需量等电能计量参数； 
3)电网频率、电压合格率、谐波、闪变、三相不平衡度等电能质量参数。 
并在RTC的配合下自动生成历史数据曲线，存储于装置内部数据存储模块15。各电能计量单元1通过CAN总线通信接口17以总线型网络拓扑与集中管理单元3建立通信连接。而电能脉冲输出模块18用于计量精度的校验。 
CAN总线网络2是系统内部通信通道，集中管理单元3通过CAN总线网络2实现与电能计量单元的通信。总线式网络拓扑有利于减小现场施工工作量，同时CAN总线具有冲突检测的特点允许总线上具有多主节点，极大地提高了总线通信的可靠性。受驱动器的驱动能力所限，一般每条总线最多允许32个节点(电能计量单元加集中管理单元)。 
如图3所示，所述的集中管理单元3包括处理器31、GPRS模块32、以太网接口33、CAN总线接口34、RS485接口35、触摸屏36，所述的处理器31分别与GPRS模块32、以太网接口33、CAN总线接口34、RS485接口35、触摸屏36连接。所述的处理器31为ARM9系列处理器。以太网接口33(或GPRS模块32)用于数据上传至上级电能量采集系统，CAN总线接口34是集中管理单元3与电能计量单元1的通信通道，而RS485接口35则允许变配电站其他智能装置接入该系统。 
本发明利用分布式的多功能电能计量单元1，通过CAN总线网络2与集中管理单元3组成一套分布式电能计量系统，实现了变配电站各路出线电能计量、电能质量以及各基本电气参数的综合监测，并将所有监测数据实时地上传至上级电能量采集系统。 

Claims (5)

1.一种变配电站分布式电能计量系统，其特征在于，包括电能计量单元、CAN总线网络、集中管理单元，所述的电能计量单元通过CAN总线网络与集中管理单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种变配电站分布式电能计量系统，其特征在于，所述的电能计量单元设有多个，每个电能计量单元均通过CAN总线网络与集中管理单元连接。
3.根据权利要求1所述的一种变配电站分布式电能计量系统，其特征在于，所述的电能计量单元包括DSP、二次互感器、信号调理电路、AD转换器、数据存储模块、实时时钟模块、CAN总线通信接口、电能脉冲输出模块，所述的DSP分别与AD转换器、数据存储模块、实时时钟模块、CAN总线通信接口、电能脉冲输出模块连接，所述的二次互感器与信号调理电路连接，所述的信号调理电路与AD转换器连接。
4.根据权利要求1所述的一种变配电站分布式电能计量系统，其特征在于，所述的集中管理单元包括处理器、GPRS模块、以太网接口、CAN总线接口、RS485接口、触摸屏，所述的处理器分别与GPRS模块、以太网接口、CAN总线接口、RS485接口、触摸屏连接。
5.根据权利要求4所述的一种变配电站分布式电能计量系统，其特征在于，所述的处理器为ARM9系列处理器。
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Applicant before: Shanghai Electric Power Corporation

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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