CN111123005A

CN111123005A - 配电房用户出线处电能质量监测系统

Info

Publication number: CN111123005A
Application number: CN201911369425.9A
Authority: CN
Inventors: 尹龙强; 吴艺; 黄焕强; 吴钊铭; 陈加豪; 裴璐; 黄照贺; 杜浩
Original assignee: Shenzhen Power Supply Bureau Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Power Supply Bureau Co Ltd
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2020-05-08

Abstract

本发明涉及一种配电房用户出线处电能质量监测系统。所述监测系统包括：电能质量监测终端、软硬件总体架构模块和Linux应用程序模块。所述电能质量监测终端安装于配电房用户出线处，用于实时采集所述配电房用户出线处的电能数据；所述软硬件总体架构模块用于对所述电能质量监测系统进行网络配置。所述Linux应用程序模块用于对所述电能质量监测终端采集到的电能数据进行实时分析。基于本申请实施例提供的技术方案，可有效监测配网测的三相不平衡、用户停电闪变，电压跌落等，可有效降低配网的停电时间，增加配网可靠性。

Description

配电房用户出线处电能质量监测系统

技术领域

本发明涉及电能质量监测领域，特别是涉及一种配电房用户出线处电能质量监测系统。

背景技术

随着国民经济的发展和科学技术的不断进步，电能已经成为人类社会用途最为广泛的、不可或缺的重要能源，各行各业对电能质量的要求也越来越高。然而随着电力电子技术的快速发展和广泛应用，尤其是非线性负荷大量投入使用，使得电力系统的谐波污染越来越严重。电能质量监测对于改善电能质量是非常重要的。

目前，对于配电房用户出线处电能质量的监测，尚缺少一种监测装置。

发明内容

基于此，有必要针对配电房用户出线处电能质量的监测问题，提供一种配电房用户出线处电能质量监测系统

一种配电房用户出线处电能质量监测系统，所述系统包括：

电能质量监测终端,安装于配电房用户出线处，所述电能质量监测终端用于实时采集所述配电房用户出线处的电能数据；

软硬件总体架构模块，用于对所述电能质量监测系统进行网络配置；

Linux应用程序模块，用于对所述电能质量监测终端采集到的电能数据进行实时分析。

在其中的一个实施例中，所述电能数据包括：电压数据和电流数据。

在其中的一个实施例中，所述电能质量监测终端包括：

电源，用于为所述电能质量监测终端供电；

电压调理电路，用于对配电房用户出线处的电压信号进行采集；

电流调理电路，用于对配电房用户出线处的电流信号进行采集；

模数转换模块，与所述电压调理电路的输出端和所述电流调理电路的输出端连接，用于将采集到的电压信号和电流信号的模拟信号转化为数字信号；

通信模块，与所述模数转换模块的输出端连接，用于将电压信号和电流信号的数字信号发送给所述Linux应用程序模块。

在其中的一个实施例中，所述模数转换模块包括：

接口模块，用于基于所述电压调理电路采集到的电压信号和所述电流调理电路采集到的电流信号，以Web服务的形式向外提供采集数据访问接口；

数据流转化模块，用于将实测数据按时间序列组织转化为监测数据流；

数据集划分模块，用于将所述监测数据流转化为监测离散数据流，并按时间间隔划分为具有时间序列组织的监测弹性分布式数据集；

分配模块，用于将所述弹性分布式数据集中的监测对象数据以检测区域为单位平均分配到各电能质量监测终端进行处理，并将处理结果发送至Linux应用程序模块。

在其中的一个实施例中，所述Linux应用程序模块采用Linux操作系统和MySQL+PHP结构。

在其中的一个实施例中，所述软硬件总体架构模块包括：

用电设备层，用于对于所述电能质量监测系统的硬件电路程序进行驱动；

监测层，用于实时任务的调度；

应用层，用于展示所述电能质量监测终端电能质量分析结果；

中间层，用于为所述应用层提供API；

所述用电设备层、监测层、应用层和中间层分别与所述电压调理电路连接；

所述监测层、应用层和中间层分别与所述电流调理电路连接。

在其中的一个实施例中，所述监测层为基于ARM和DSP设计的监测层。

在其中的一个实施例中，所述监测层还用于收集所述电能质量监测终端上传的数据。

在其中的一个实施例中，所述Linux应用程序模块还用于根据实时分析结果产生报警信息。

在其中的一个实施例中，所述电能质量监测终端的电能计量精度达到有功1级且无功2级。

本申请的实施例提供的一种配电房用户出线处电能质量监测系统。所述监测系统包括：电能质量监测终端、软硬件总体架构模块和Linux应用程序模块。所述电能质量监测终端安装于配电房用户出线处，用于实时采集所述配电房用户出线处的电能数据；所述软硬件总体架构模块用于对所述电能质量监测系统进行网络配置。所述Linux应用程序模块用于对所述电能质量监测终端采集到的电能数据进行实时分析。基于本申请实施例提供的技术方案，可有效监测配网测的三相不平衡、用户停电闪变，电压跌落等，可有效降低配网的停电时间，增加配网可靠性。

附图说明

图1为本申请的实施例提供的一种配电房用户出线处电能质量监测系统的结构示意图；

图2为本申请的实施例提供的电能质量监测终端的结构示意图；

图3为本申请的实施例提供的模数转换模块的结构示意图；

图4为本申请的实施例提供的软硬件总体架构模块的结构示意图；

图5为本申请的实施例提供的软硬件总体架构模块200的功能框图。

附图标记：

100电能质量监测终端、200软硬件总体架构模块、300Linux应用程序模块

110电源、120电压调理电路、130电流调理电路、140模数转换模块、150通信模块

141接口模块、142数据流转化模块、143数据集划分模块、144分配模块

210用电设备层、220监测层、230应用层、240中间层

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不局限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

需要说明的是，本文中当部件被称为“设置于”另一部件时，它可以直接在另一部件上或者也可以存在居中的部件。当一个部件被认为是“连接”另一部件，它可以是直接连接到另一部件或者可能同时存在居中部件。

在使用本文中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。

如图1所示，本申请其中的一个实施例提供一种配电房用户出线处电能质量监测系统。所述系统包括：电能质量监测终端100、软硬件总体架构模块200和Linux应用程序模块300。所述电能质量监测终端100安装于配电房用户出线处，用于实时采集所述配电房用户出线处的电能数据，并可以对采集到的数据进行实时处理，完成网络实时数据的刷新。所述软硬件总体架构模块200用于对所述电能质量监测系统进行网络配置，为所述电能质量监测系统提供算法和数据库支持。所述Linux应用程序模块300可以完成历史电能数据的存储或管理，用于对所述电能质量监测终端采集到的电能数据进行实时分析，并根据分析结果产生报警信息。其中，所述报警信息可以通过多种形式发送至客户端。例如可以将所述报警信息打印成EXCEL文件，该EXCEL文件中既可以包括电能质量监测终端100采集到的原始数据，也可以包括分析结果等。

基于本实施例提供的技术方案，通过电能质量监测终端100可以实时采集到配电房用户出现处的电能数据，通过软硬件总体架构模块200和Linux应用程序模块300的配合完成对采集到的电能数据的分析，可以有效监测到配网侧的三相不平衡、用户停电闪变、电压跌落等故障，进而可以有效降低配网的停电时间，增加配网的可靠性、间接效益在于提升配网电能质量并增加用户侧的经济效益。本实施例提供的电能质量监测系统可以直接应用于电网智能配电房的建设工作中。

在其中的一个实施例中，所述电能数据可以包括电压数据和电流数据等。

如图2所示，在本申请的另外一个实施例中，所述电能质量监测终端100包括：电源110、电压调理电路120、电流调理电路130、模数转换模块140以及通信模块150。所述电源110用于为所述电能质量监测终端100中各部件供电。所述电压调理电路120用于对配电房用户出线处的电压信号进行采集。所述电流调理电路130用于对配电房用户出线处的电流信号进行采集。所述模数转换模块140与所述电压调理电路120的输出端和所述电流调理电路130的输出端连接，用于将采集到的电压信号和电流信号的模拟信号转化为数字信号。所述通信模块150余所述模数转换模块140的输出端连接，用于将电压信号和电流信号的数字信号发送给所述Linux应用程序模块300。本实施例中的电能质量监测终端100还可以包括CPU及外围电路、人机界面等。所述人机界面可以有效提高人机交互的友好性。

本实施例中，所述模数转换模块140将所述电压调理电路120和电流调理电路130的信号转换为数字信号后，可以传递给CPU及外围电路进行处理。所述CPU及外围电路包括CPU和存储模块。经过CPU及外围电路处理后的最终结果，输出给人机界面进行展示。

本实施例中，所述电能质量监测终端100可以高精度的检测用户出线处的电能质量，实现电压信号和电流信号的实时数据采集功能，并上传相关数据到服务器。电能计量精度可以达到有功1级或无功2级。

具体的，所述电源可以内置于所述电能质量监测终端100中，也可以通过连接线或者其他形式与外界电源进行连接，电源的具体形式本实施例不做限定。

如图3所示，在本申请的另外一个实施例中，所述模数转换模块140包括：接口模块141、数据流转化模块142、数据集划分模块143以及分配模块144。所述接口模块141用于基于所述电压调理电路120采集到的电压信号和所述电流调理电路130采集到的电流信号，以Web服务的形式向外提供采集数据访问接口。所述数据流转化模块142用于将实测数据按时间序列组织转化为监测数据流。所述数据集划分模块143用于将所述监测数据流转化为监测离散数据流，并按时间间隔划分为具有时间序列组织的监测弹性分布式数据集。所述分配模块144用于将所述弹性分布式数据集中的监测对象数据以检测区域为单位平均分配到各电能质量监测终端100进行处理，并将处理结果发送至Linux应用程序模块300。

在本申请的另外一个实施例中，所述Linux应用程序模块300采用Linux操作系统和MySQL+PHP结构。

如图4所示，所述软硬件总体架构模块200包括：用电设备层210、监测层220、应用层230以及中间层240。所述用电设备层210、监测层220、应用层230以及中间层240分别与所述电能质量监测终端100中的电压调理电路120连接。所述监测层220、应用层230以及中间层240还与所述电能质量监测终端100中的电流调理电路130连接。所述用电设备层210用于对所述电能质量监测系统的硬件电路程序进行驱动，其中，所述硬件电路包括电压检测电路和电流检测电路。所述监测层220基于ARM和DSP设计，用于实时任务的调度。所述应用层230为演示层，用于展示所述电能质量监测终端100电能质量分析结果。所述中间层为中间件程序，用于收集所述电能质量监测终端100上传的数据，提供算法和数据库支持，并为所述应用层230提供API。其中，所述API为操作系统留给应用程序的一个调用接口，应用程序通过调用操作系统的API而使操作系统去执行应用程序的命令。API应用程序接口是一组定义、程序及协议的集合，通过API接口实现计算机软件之间的相互通信。API的一个主要功能是提供通用功能集，程序员通过调用API函数对应用程序进行开发，可以减轻编程任务。API同时也是一种中间件，为各种不同平台提供数据共享。如图5所示，为所述软硬件总体架构模块200的功能框图，具体显示了所述软硬件总体架构模块200各层的功能。

在本申请的另外一个实施例中，所述监测层220还用于收集所述电能质量监测终端100上传的数据。

在本申请的另外一个实施例中，所述Linux应用程序模块300还用于根据实时分析结果产生报警信息。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种配电房用户出线处电能质量监测系统，其特征在于，所述系统包括：

电能质量监测终端(100),安装于配电房用户出线处，所述电能质量监测终端(100)用于实时采集所述配电房用户出线处的电能数据；

软硬件总体架构模块(200)，用于对所述电能质量监测系统进行网络配置；

Linux应用程序模块(300)，用于对所述电能质量监测终端采集到的电能数据进行实时分析。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电能数据包括：电压数据和电流数据。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电能质量监测终端(100)包括：

电源(110)，用于为所述电能质量监测终端(100)供电；

电压调理电路(120)，用于对配电房用户出线处的电压信号进行采集；

电流调理电路(130)，用于对配电房用户出线处的电流信号进行采集；

模数转换模块(140)，与所述电压调理电路(120)的输出端和所述电流调理电路(130)的输出端连接，用于将采集到的电压信号和电流信号的模拟信号转化为数字信号；

通信模块(150)，与所述模数转换模块(140)的输出端连接，用于将电压信号和电流信号的数字信号发送给所述Linux应用程序模块(300)。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述模数转换模块(140)包括：

接口模块(141)，用于基于所述电压调理电路(120)采集到的电压信号和所述电流调理电路(130)采集到的电流信号，以Web服务的形式向外提供采集数据访问接口；

数据流转化模块(142)，用于将实测数据按时间序列组织转化为监测数据流；

数据集划分模块(143)，用于将所述监测数据流转化为监测离散数据流，并按时间间隔划分为具有时间序列组织的监测弹性分布式数据集；

分配模块(144)，用于将所述弹性分布式数据集中的监测对象数据以检测区域为单位平均分配到各电能质量监测终端(100)进行处理，并将处理结果发送至Linux应用程序模块(300)。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述Linux应用程序模块(300)采用Linux操作系统和MySQL+PHP结构。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述软硬件总体架构模块(200)包括：

用电设备层(210)，用于对所述电能质量监测系统的硬件电路程序进行驱动；

监测层(220)，用于实时任务的调度；

应用层(230)，用于展示所述电能质量监测终端(100)电能质量分析结果；

中间层(240)，用于为所述应用层(230)提供API；

所述用电设备层(210)、监测层(220)、应用层(230)和中间层(240)分别与所述电压调理电路(120)连接；

所述监测层(220)、应用层(230)和中间层(240)分别与所述电流调理电路(130)连接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述监测层(220)为基于ARM和DSP设计的监测层。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述监测层(220)还用于收集所述电能质量监测终端(100)上传的数据。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述Linux应用程序模块(300)还用于根据实时分析结果产生报警信息。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电能质量监测终端(100)的电能计量精度达到有功1级且无功2级。