CN102467556A - 一种电能质量智能信息系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电能质量智能信息系统及方法，电能质量智能信息系统与一基于PQView的数据库相连，并且通过网络与若干个Web终端相连，电能质量智能信息系统包括依次相连的数据采集与计算服务器、第一SQL Server数据库、应用服务器和Web服务器，所述的数据采集与计算服务器与所述的基于PQView的数据库相连，所述的Web服务器与所述的网络连接。本发明很好的利用了现有的基于PQView的数据库，为电力公司对电能质量的治理提供科学的决策依据，能够提高电网的安全性以及可靠性。

Description

一种电能质量智能信息系统及方法

技术领域

本发明涉及电能质量领域，尤其涉及一种电能质量智能信息系统及方法。

背景技术

随着精密仪器和复杂电子设备的应用，用户越来越要求高质量和高可靠性的电能供应。近年来，随着国外先进设备的引进和应用及电子行业的发展，由电能质量问题引发的异常日益增多。

电能质量(Power Quality)，从普遍意义上讲是指优质供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。其可以定义为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变(谐波)、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。

近年来随着经济的飞速发展，电力负荷增长迅猛，用电负荷日趋复杂化和多样化，越来越多的非线性、冲击性、不平衡和谐波丰富的应用设备相继接入电网，都会不同程度地影响到供电电网的电能质量。加之监控手段不完善及运行操作、外来干扰和各种故障等原因，电能质量问题日益突出。

如何对区域电网从不同侧面了解电压和电流质量以及系统整体运行的质量状况、对电能质量可能造成的危害、影响程度和影响范围做出判断，为电力公司对电能质量的治理提供科学的决策依据是本申请的发明人致力于研究和解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种电能质量智能信息系统及方法，它能够提高电网的安全性以及可靠性。

实现上述目的的技术方案是：

本发明之一的一种电能质量智能信息系统，该电能质量智能信息系统与一基于PQView的数据库相连，并且通过网络与若干个Web终端相连，其中，它包括依次相连的数据采集与计算服务器、第一SQL Server数据库(关系数据库管理系统)、应用服务器和Web服务器，所述的数据采集与计算服务器与所述的基于PQView的数据库相连，所述的Web服务器与所述的网络连接。

上述的电能质量智能信息系统，其中，所述的基于PQView的数据库与一数据采集系统相连。

上述的电能质量智能信息系统，其中，所述的数据采集系统包括若干个PQDIF(电能质量数据转换格式)服务器，每一PQDIF服务器均与至少一个监测装置相连。

上述的电能质量智能信息系统，其中，所述的基于PQView的数据库包括依次相连的电能质量DA服务器、第二SQL Server数据库和电能质量DM服务器，所述的第二SQL Server数据库与所述的数据采集与计算服务器相连，所述的电能质量DM服务器与所述的数据采集系统中的PQDIF服务器相连。

上述的电能质量智能信息系统，其中，所述的数据采集与计算服务器包括数据读取及过滤单元、谐波计算单元、暂降计算单元、稳态指标计算单元以及综合评估计算单元，其中：

所述的数据读取及过滤单元采集所述基于PQView的数据库中的数据，并且分别输出基础信息给所述的第一SQL Server数据库，输出谐波计算单元所需要的谐波计算源数据给所述谐波计算单元，输出事件信息给所述的暂降计算单元，以及输出稳态信息给所述的稳态指标计算单元；

所述的谐波计算单元对接收到的数据进行谐波计算，并且输出谐波基础数据给所述的第一SQL Server数据库；

所述的暂降计算单元对接收到的数据进行暂降特征值的计算，输出该暂降特征值给所述的第一SQL Server数据库；

所述的稳态指标计算单元对接收到的数据进行稳态指标的计算，并且将计算后的稳态指标数据输出给所述的第一SQL Server数据库；

所述的综合评估计算单元接收所述稳态指标计算单元输出的数据，对基础数据进行计算，然后将结果输出给所述的第一SQL Server数据库。

上述的电能质量智能信息系统，其中，

所述的数据读取与过滤单元采集所述基于PQView的数据库中的数据包括系统信息、通道信息、站点数据源信息、事件信息以及稳态信息；

所述的谐波计算单元基于连续多个周波的电压及电流数据来分离谐波，计算各次谐波分量的幅值及项角，最终计算各次谐波的电压含量、背景谐波以及用户谐波；

所述的暂降计算单元计算单次暂降特征值以及当同一监测点接连发生暂降事件时，进行事件组合；

所述的稳态指标计算单元所计算的稳态指标包括监测点每天的电压偏差、频率偏差、电压不平衡度、谐波电压、长时闪变、短时闪变的最大、最小、平均、95％及99％概率值、电压等级以及区域的稳态指标；

所述的综合评估计算单元对基础数据的计算包括计算监测点评估指标、计算电压等级评估指标以及计算地区评估指标。

上述的电能质量智能信息系统，其中，所述的Web服务器对电能质量进行分析，即对数据采集与计算服务器中输出的计算结果进行查询显示及计算汇总。

本发明之二的一种电能质量智能信息系统的方法，它包括以下步骤：

首先，将基于PQView的数据库中的数据进行采集以及过滤；

然后，将经过采集以及过滤后的数据经过处理，然后发送给Web服务器，Web服务器对接收到的电能质量数据进行分析；

最后，Web服务器通过网络将数据发送给若干个Web终端。

上述的电能质量智能信息系统的方法，其中，将经过采集以及过滤后的数据经过处理，该处理包括谐波计算、暂降计算、稳态指标计算以及综合评估计算，其中：

所述的谐波计算是对接收到的数据进行谐波计算，并且输出谐波基础数据给所述的第一SQL Server数据库；

所述的暂降计算是对接收到的数据进行暂降特征值的计算，输出该暂降特征值给所述的第一SQL Server数据库；

所述的稳态指标计算是对接收到的数据进行稳态指标的计算，并且将计算后的稳态指标数据输出给所述的第一SQL Server数据库；

所述的综合评估计算对于接收的数据进行计算，然后将结果输出给所述的第一SQL Server数据库。

上述的电能质量智能信息系统的方法，其中，

所述的谐波计算基于连续多个周波的电压及电流数据来分离谐波，计算各次谐波分量的幅值及项角，最终计算各次谐波的电压含量、背景谐波以及用户谐波；

所述的暂降计算计算单次暂降特征值以及当同一监测点接连发生暂降事件时，进行事件组合；

所述的稳态指标计算所计算的稳态指标包括监测点每天的电压偏差、频率偏差、电压不平衡度、谐波电压、长时闪变、短时闪变的最大、最小、平均、95％及99％概率值、电压等级以及区域的稳态指标；

所述的综合评估计算对基础数据的计算包括计算监测点评估指标、计算电压等级评估指标以及计算地区评估指标。

本发明的有益效果是：本发明中的数据采集与计算服务器定时地将基于PQView的数据库中的数据转到电能质量智能信息系统中的第一SQL Server数据库中，很好的利用了现有的基于PQView的数据库，将数据经过计算以及处理后通过网络发送给Web终端，本发明对区域电网从不同侧面了解电压和电流质量以及系统整体运行的质量状况、对电能质量可能造成的危害、影响程度和影响范围做出判断，为电力公司对电能质量的治理提供科学的决策依据。

附图说明

图1是本发明之一的一种电能质量智能信息系统的结构示意图；

图2是本发明之一的电能质量智能信息系统的数据采集与计算服务器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1，图中示出了本发明之一的一种电能质量智能信息系统1，该电能质量智能信息系统1与一基于PQView的数据库2相连，并且通过网络3与若干个Web终端4相连。

电能质量智能信息系统1包括依次相连的数据采集与计算服务器11、第一SQLServer数据库(关系数据库管理系统)12、应用服务器13和Web服务器14，数据采集与计算服务器11与基于PQView的数据库2相连，Web服务器14与网络3连接。

基于PQView的数据库2与一数据采集系统5相连，数据采集系统5包括若干个PQDIF(电能质量数据转换格式)服务器51，每一PQDIF服务器51均与至少一个监测装置52相连。

基于PQView的数据库2包括依次相连的电能质量DA服务器21、第二SQLServer数据库22和电能质量DM(设备管理)服务器23，第二SQL Server数据库22与数据采集与计算服务器11相连，电能质量DM服务器23与数据采集系统5中的PQDIF服务器51相连。

本发明中，Web服务器14对电能质量进行分析，即对数据采集与计算服务器中输出的计算结果进行查询显示及计算汇总。

请参阅图2，图中示出了本发明的数据采集与计算服务器11，该数据采集与计算服务器11包括数据读取及过滤单元111、谐波计算单元112、暂降计算单元113、稳态指标计算单元114以及综合评估计算单元115，其中：

数据读取及过滤单元111采集基于PQView的数据库2中的数据，并且分别输出基础信息给第一SQL Server数据库12，输出谐波计算单元112所需要的谐波计算源数据给谐波计算单元112，输出事件信息给暂降计算单元113，以及输出稳态信息给稳态指标计算单元114，数据读取与过滤单元111采集基于PQView的数据库12中的数据包括系统信息、通道信息、站点数据源信息、事件信息以及稳态信息，这些信息通过表格等形式进行读取；

谐波计算单元112对接收到的数据进行谐波计算，并且输出谐波基础数据给第一SQL Server数据库12，谐波计算单元112基于连续多个周波的电压及电流数据来分离谐波，计算各次谐波分量的幅值及项角，最终计算各次谐波的电压含量、背景谐波以及用户谐波；

暂降计算单元113对接收到的数据进行暂降特征值的计算，输出该暂降特征值给第一SQL Server数据库12，暂降计算单元113计算单次暂降特征值以及当同一监测点接连发生暂降事件时，进行事件组合，单次暂降特征值的主要特征量是暂降幅值和持续时间，计算的基础数据包括事件的起始时间、监测装置ID、监测点额定电压、监测点额定频率、采样周期、记录本时间的完整的三相电压瞬时值、事件ID以及通道ID，事件组合是指当同一监测点接连发生暂降事件时，需要进行事件组合。

一般取组合时间长为60s(PQView中可以自定义)，即1min内的各暂降事件的

组合成一个数组

后，再如前方法，计算暂降幅值和持续时间，事件起始时间为本组合内第一个暂降记录的时间。对于不同事件组合后的持续时间，即为事件中暂降幅值最小的对应的持续时间；若遇到暂降幅值相等的情况，则取事件发生时间较早的事件的持续时间作为此组合事件的持续时间。

稳态指标计算单元114对接收到的数据进行稳态指标的计算，并且将计算后的稳态指标数据输出给第一SQL Server数据库12，稳态指标计算单元114所计算的稳态指标包括监测点每天的电压偏差、频率偏差、电压不平衡度、谐波电压、长时闪变、短时闪变的最大、最小、平均、95％及99％概率值、电压等级以及区域的稳态指标；

综合评估计算单元115接收稳态指标计算单元114输出的数据，对基础数据进行计算，然后将结果输出给第一SQL Server数据库12，综合评估计算单元115对基础数据的计算包括计算监测点评估指标、计算电压等级评估指标以及计算地区评估指标。综合评估指标基于综合评估的基础数据，其基础数据为监测点每天的data值，其中data＝(电压正偏差、电压正偏差、频率正偏差、频率负偏差、三项电压不平衡度、谐波电压总畸变率、长时闪变)。

本发明之二的一种电能质量智能信息系统的方法，它包括以下步骤：

首先，将基于PQView的数据库中的数据进行采集以及过滤；

然后，将经过采集以及过滤后的数据经过处理，然后发送给Web服务器，Web服务器对接收到的电能质量数据进行分析，将经过采集以及过滤后的数据经过处理，该处理包括谐波计算、暂降计算、稳态指标计算以及综合评估计算，其中：

谐波计算是对接收到的数据进行谐波计算，并且输出谐波基础数据给第一SQLServer数据库12；

暂降计算是对接收到的数据进行暂降特征值的计算，输出该暂降特征值给所述的第一SQL Server数据库12；

稳态指标计算是对接收到的数据进行稳态指标的计算，并且将计算后的稳态指标数据输出给所述的第一SQL Server数据库12；

综合评估计算对于接收的数据进行计算，然后将结果输出给所述的第一SQLServer数据库12。

最后，Web服务器通过网络将数据发送给若干个Web终端。

本发明中，谐波计算基于连续多个周波的电压及电流数据来分离谐波，计算各次谐波分量的幅值及项角，最终计算各次谐波的电压含量、背景谐波以及用户谐波；

暂降计算在计算单次暂降特征值以及当同一监测点接连发生暂降事件时，进行事件组合；

稳态指标计算所计算的稳态指标包括监测点每天的电压偏差、频率偏差、电压不平衡度、谐波电压、长时闪变、短时闪变的最大、最小、平均、95％及99％概率值、电压等级以及区域的稳态指标；

综合评估计算对基础数据的计算包括计算监测点评估指标、计算电压等级评估指标以及计算地区评估指标。

本发明中，基于PQView的数据库2采用了PQView数据库应用软件。

本发明的工作原理：数据采集与计算服务器11定时地将基于PQView的数据库2中的数据转到电能质量智能信息系统1中的第一SQL Server数据库12中，很好的利用了现有的基于PQView的数据库2，将数据经过计算以及处理后通过网络3发送给Web终端4，给终端的用户提供了电能质量的数据，以便终端的用户进行分析以及决策。

本发明在电能质量监测网络的基础上开发电能质量智能信息系统，建立电能质量知识库，输出电能质量评估报告。本系统能够对背景谐波与负荷产生谐波进行识别分析，能够对电压暂降发生的原因进行判断和分析，并能对电能质量进行稳态指标的评估和综合评估。通过电能质量智能信息系统的建立，可对区域电网从不同侧面了解电压和电流质量以及系统整体运行的质量状况，可对电能质量可能造成的危害、影响程度和影响范围做出判断，从而为电力公司对电能质量的治理提供科学的决策依据，并为解决相关的电能质量纠纷提供重要依据。电能质量智能信息系统的应用，还可实现从电能质量发生危害而采取应急措施的被动模式，到预测电能质量危害而采取积极措施的主动模式的转变，必将在保证节能降耗和电网安全可靠、优质经济运行方面发挥重要作用。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电能质量智能信息系统，该电能质量智能信息系统与一基于PQView的数据库相连，并且通过网络与若干个Web终端相连，其特征在于，它包括依次相连的数据采集与计算服务器、第一SQL Server数据库、应用服务器和Web服务器，所述的数据采集与计算服务器与所述的基于PQView的数据库相连，所述的Web服务器与所述的网络连接。

2.根据权利要求1所述的电能质量智能信息系统，其特征在于，所述的基于PQView的数据库与一数据采集系统相连。

3.根据权利要求2所述的电能质量智能信息系统，其特征在于，所述的数据采集系统包括若干个PQDIF服务器，每一PQDIF服务器均与至少一个监测装置相连。

4.根据权利要求1或3所述的电能质量智能信息系统，其特征在于，所述的基于PQView的数据库包括依次相连的电能质量DA服务器、第二SQL Server数据库和电能质量DM服务器，所述的第二SQL Server数据库与所述的数据采集与计算服务器相连，所述的电能质量DM服务器与所述的数据采集系统中的PQDIF服务器相连。

5.根据权利要求1所述的电能质量智能信息系统，其特征在于，所述的数据采集与计算服务器包括数据读取及过滤单元、谐波计算单元、暂降计算单元、稳态指标计算单元以及综合评估计算单元，其中：

所述的数据读取及过滤单元采集所述基于PQView的数据库中的数据，并且分别输出基础信息给所述的第一SQL Server数据库，输出谐波计算单元所需要的谐波计算源数据给所述谐波计算单元，输出事件信息给所述的暂降计算单元，以及输出稳态信息给所述的稳态指标计算单元；

所述的谐波计算单元对接收到的数据进行谐波计算，并且输出谐波基础数据给所述的第一SQL Server数据库；

所述的暂降计算单元对接收到的数据进行暂降特征值的计算，输出该暂降特征值给所述的第一SQL Server数据库；

所述的稳态指标计算单元对接收到的数据进行稳态指标的计算，并且将计算后的稳态指标数据输出给所述的第一SQL Server数据库；

所述的综合评估计算单元接收所述稳态指标计算单元输出的数据，对基础数据进行计算，然后将结果输出给所述的第一SQL Server数据库。

6.根据权利要求5所述的电能质量智能信息系统，其特征在于，

所述的数据读取与过滤单元采集所述基于PQView的数据库中的数据包括系统信息、通道信息、站点数据源信息、事件信息以及稳态信息；

所述的谐波计算单元基于连续多个周波的电压及电流数据来分离谐波，计算各次谐波分量的幅值及项角，最终计算各次谐波的电压含量、背景谐波以及用户谐波；

所述的暂降计算单元计算单次暂降特征值以及当同一监测点接连发生暂降事件时，进行事件组合；

所述的稳态指标计算单元所计算的稳态指标包括监测点每天的电压偏差、频率偏差、电压不平衡度、谐波电压、长时闪变、短时闪变的最大、最小、平均、95％及99％概率值、电压等级以及区域的稳态指标；

所述的综合评估计算单元对基础数据的计算包括计算监测点评估指标、计算电压等级评估指标以及计算地区评估指标。

7.根据权利要求1或5所述的电能质量智能信息系统，其特征在于，所述的Web服务器对电能质量进行分析，即对数据采集与计算服务器中输出的计算结果进行查询显示及计算汇总。

8.一种如权利要求1所述的电能质量智能信息系统的方法，其特征在于，它包括以下步骤：

首先，将基于PQView的数据库中的数据进行采集以及过滤；

然后，将经过采集以及过滤后的数据经过处理，然后发送给Web服务器，Web服务器对接收到的电能质量数据进行分析；

最后，Web服务器通过网络将数据发送给若干个Web终端。

9.根据权利要求8所述的电能质量智能信息系统的方法，其特征在于，将经过采集以及过滤后的数据经过处理，该处理包括谐波计算、暂降计算、稳态指标计算以及综合评估计算，其中：

所述的谐波计算是对接收到的数据进行谐波计算，并且输出谐波基础数据给所述的第一SQL Server数据库；

所述的暂降计算是对接收到的数据进行暂降特征值的计算，输出该暂降特征值给所述的第一SQL Server数据库；

所述的稳态指标计算是对接收到的数据进行稳态指标的计算，并且将计算后的稳态指标数据输出给所述的第一SQL Server数据库；

所述的综合评估计算对于接收的数据进行计算，然后将结果输出给所述的第一SQL Server数据库。

10.根据权利要求9所述的电能质量智能信息系统的方法，其特征在于，

所述的谐波计算基于连续多个周波的电压及电流数据来分离谐波，计算各次谐波分量的幅值及项角，最终计算各次谐波的电压含量、背景谐波以及用户谐波；

所述的暂降计算在计算单次暂降特征值以及当同一监测点接连发生暂降事件时，进行事件组合；

所述的稳态指标计算所计算的稳态指标包括监测点每天的电压偏差、频率偏差、电压不平衡度、谐波电压、长时闪变、短时闪变的最大、最小、平均、95％及99％概率值、电压等级以及区域的稳态指标；

所述的综合评估计算对基础数据的计算包括计算监测点评估指标、计算电压等级评估指标以及计算地区评估指标。

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