CN111585846A - 电力供电网异常侦测处理系统及其侦测处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电力供电网异常侦测处理系统及其侦测处理方法,电力供电网异常侦测处理系统,包括:电源模块、处理器模块、传感器模块、通讯模块,电力供电网异常侦测处理系统通过电源模块上电并且对依次对处理器模块、传感器模块和通讯模块进行初始化;处理器模块通过转换器单元将采样获得的交直流或者脉冲信号转换成离散数字信号。本发明公开的电力供电网异常侦测处理系统及其侦测处理方法,其可以实现对电网各个支路电性能的实时监控,实现对全电网电压波形质量的监测和采集,将监测和采集获得的数据通过通信模块发送到云平台,并且通过云平台进行发送报警信息。
Description
技术领域
本发明属于电力电网技术领域,具体涉及一种电力供电网异常侦测处理系统和一种电力供电网异常侦测处理方法。
背景技术
在电力传输过程,由于受到用电设备不稳定运行,故障跳闸,备用电源启动,雷击,脉冲干扰等多种因素综合作用,造成电力供电系统供电电压上下波动,出现不规则毛刺,各种尖峰,短暂掉电或停电现象。而电力供电不稳定会对很多连续性生产企业生产造成不良影响,如:火电厂,热电厂,石化,煤化工,化纤,半导体,玻璃,造纸等行业。目前市面上已经有各类大型保护设备,储能设备,发电机,保护器等来改善电网供电质量,但是由于电网分布广泛,其各个支路的供电质量并不能得到有效监控,目前现存技术中,没有关于实现对其各个支路的电性能的监控保护方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供电力供电网异常侦测处理系统及其侦测处理方法,其可以实现对电网各个支路电性能的实时监控,实现对全电网电压波形质量的监测和采集,将监测和采集获得的数据通过通信模块发送到云平台,并且通过云平台进行发送报警信息。
为达到以上目的,本发明提供一种电力供电网异常侦测处理方法,用于电力供电网的异常侦测、采集与处理,包括以下步骤:
步骤S1:电力供电网异常侦测处理系统通过电源模块上电并且对依次对处理器模块、传感器模块和通讯模块进行初始化(初始化运行环境和参数等);
步骤S2:处理器模块通过(A/D)转换器单元将(交直流电压)传感器模块(高速采集交流或直流电压波形,得到一个400点/周期(AC)或500点/一个间隔的直流波形。每个周期都要采集。以50HZ交流为例,一个周期20mS,采集400个点,50uS一个点)采样获得的交直流或者脉冲信号转换成离散数字信号;
步骤S3:处理器模块将采样获得的离散数字信号与同步锁相波形模拟器(相位锁相电路,跟电网电压严格同步,通过软件模拟出一个跟电网同相位的正弦波形)模拟的模拟数字信号进行同相位采样点比对,获得每个采样点的差异并且计算异常分量(异常分量包括波动偏离值、偏离率、相位差、平均值、峰峰值、偏离点个数等多种信息);
步骤S4:异常分量达到电力供电网异常侦测处理系统预设的报警触发点时,处理器模块生成报警信息(生成一个与事件时间挂钩的报警事件),并且对采样获得的连续异常波形进行相似度计算并且将连续异常波形进行压缩,以生成多个样本波形和重复数量指示;
步骤S5:处理器模块将报警信息、样本波形和重复数量指示通过通信模块发送到云平台,云平台将报警信息进行通知(云平台以短信或APP应用端软件消息通知的方式通知相关维护人员,并可查询每个节点的运行状态,每个报警信息的时间、报警内容以及每个报警事件的电压波形变化情况)。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,电力供电网异常侦测处理方法还包括步骤S6:通信模块通过数据加密将报警信息、样本波形和重复数量指示发送到云平台。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,步骤S6具体实施为以下步骤:
步骤S6.1:通信模块进行第一层加密(第一层加密(外层)采用国际通用的RSA加密算法);
步骤S6.2:通信模块进行第二层加密(第二层加密(内层数据,采用私有滚动加密技术,相同数据每次发送,发出的数据内容不同,且上下帧联系,不符合规则的数据收到后会拒收该发送点30分钟,且数据滚动不重复,重复数据会被认为异常,拒收,防止数据被录制))。
为达到以上目的,本发明还提供一种电力供电网异常侦测处理系统,包括:电源模块、处理器模块、传感器模块、通讯模块,其中:
电力供电网异常侦测处理系统通过电源模块上电并且对依次对处理器模块、传感器模块和通讯模块进行初始化;
处理器模块通过(A/D)转换器单元将(交直流电压)传感器模块(高速采集交流或直流电压波形,得到一个400点/周期(AC)或500点/一个间隔的直流波形。每个周期都要采集。以50HZ交流为例,一个周期20mS,采集400个点,50uS一个点)采样获得的交直流或者脉冲信号转换成离散数字信号;
处理器模块将采样获得的离散数字信号与同步锁相波形模拟器(相位锁相电路,跟电网电压严格同步,通过软件模拟出一个跟电网同相位的正弦波形)模拟的模拟数字信号进行同相位采样点比对,获得每个采样点的差异并且计算异常分量(异常分量包括波动偏离值、偏离率、相位差、平均值、峰峰值、偏离点个数等多种信息);
异常分量达到电力供电网异常侦测处理系统预设的报警触发点时,处理器模块生成报警信息(生成一个与事件时间挂钩的报警事件),并且对采样获得的连续异常波形进行相似度计算并且将连续异常波形进行压缩,以生成多个样本波形和重复数量指示;
处理器模块将报警信息、样本波形和重复数量指示通过通信模块发送到云平台,云平台将报警信息进行通知(云平台以短信或APP应用端软件消息通知的方式通知相关维护人员,并可查询每个节点的运行状态,每个报警信息的时间、报警内容以及每个报警事件的电压波形变化情况)。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,所述传感器模块包括温湿度传感器模块,所述温湿度传感器包括传感芯片U2,所述传感芯片U2的2管脚依次通过电阻R43和电容C53接地并且所述传感芯片U2的4管脚依次通过电阻R11和电容C53接地,所述传感芯片U2的2管脚还通过电阻R45与所述处理芯片U3的66管脚电性连接,所述传感芯片U2的4管脚还通过电阻R44与所述处理芯片U3的67管脚电性连接。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,所述通信模块包括第一通信芯片U1A和第二通信芯片U1B并且所述第一通信芯片U1A和所述第二通信芯片U1B电性连接,所述第一通信芯片U1A的35管脚通过电阻R1与射频连接器X1的1管脚电性连接,所述第一通信芯片U1A的35管脚还通过电容C6接地并且所述电阻R1远离所述第一通信芯片U1A的一端通过电容C1接地。
附图说明
图1是本发明的电力供电网异常侦测处理系统及其侦测处理方法的结构示意图。
图2是本发明的电力供电网异常侦测处理系统及其侦测处理方法的温湿度传感器模块电路图。
图3是本发明的电力供电网异常侦测处理系统及其侦测处理方法的通信模块电路图。
图4是本发明的电力供电网异常侦测处理系统及其侦测处理方法的处理器模块电路图。
附图标记包括:10、电源模块;20、处理器模块;21、转换器单元;30、传感器模块;40、通讯模块;50、云平台。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
参见附图的图1,图1是本发明的电力供电网异常侦测处理系统及其侦测处理方法的结构示意图,图2是本发明的电力供电网异常侦测处理系统及其侦测处理方法的温湿度传感器模块电路图,图3是本发明的电力供电网异常侦测处理系统及其侦测处理方法的通信模块电路图,图4是本发明的电力供电网异常侦测处理系统及其侦测处理方法的处理器模块电路图。
在本发明的优选实施例中,本领域技术人员应注意,本发明所涉及的电阻、电容、LDO、EEPROM等可被视为现有技术。
优选实施例。
本发明公开了一种电力供电网异常侦测处理方法,用于电力供电网的异常侦测、采集与处理,包括以下步骤:
步骤S1:电力供电网异常侦测处理系统通过电源模块上电并且对依次对处理器模块、传感器模块和通讯模块进行初始化(初始化运行环境和参数等);
步骤S2:处理器模块通过(A/D)转换器单元将(交直流电压)传感器模块(高速采集交流或直流电压波形,得到一个400点/周期(AC)或500点/一个间隔的直流波形。每个周期都要采集。以50HZ交流为例,一个周期20mS,采集400个点,50uS一个点)采样获得的交直流或者脉冲信号转换成离散数字信号;
步骤S3:处理器模块将采样获得的离散数字信号与同步锁相波形模拟器(相位锁相电路,跟电网电压严格同步,通过软件模拟出一个跟电网同相位的正弦波形)模拟的模拟数字信号进行同相位采样点比对,获得每个采样点的差异并且计算异常分量(异常分量包括波动偏离值、偏离率、相位差、平均值、峰峰值、偏离点个数等多种信息);
步骤S4:异常分量达到电力供电网异常侦测处理系统预设的报警触发点时,处理器模块生成报警信息(生成一个与事件时间挂钩的报警事件),并且对采样获得的连续异常波形进行相似度计算并且将连续异常波形进行压缩,以生成多个样本波形和重复数量指示;
步骤S5:处理器模块将报警信息、样本波形和重复数量指示通过通信模块发送到云平台,云平台将报警信息进行通知(云平台以短信或APP应用端软件消息通知的方式通知相关维护人员,并可查询每个节点的运行状态,每个报警信息的时间、报警内容以及每个报警事件的电压波形变化情况)。
具体的是,电力供电网异常侦测处理方法还包括步骤S6:通信模块通过数据加密将报警信息、样本波形和重复数量指示发送到云平台。
更具体的是,步骤S6具体实施为以下步骤:
步骤S6.1:通信模块进行第一层加密(第一层加密(外层)采用国际通用的RSA加密算法);
步骤S6.2:通信模块进行第二层加密(第二层加密(内层数据,采用私有滚动加密技术,相同数据每次发送,发出的数据内容不同,且上下帧联系,不符合规则的数据收到后会拒收该发送点30分钟,且数据滚动不重复,重复数据会被认为异常,拒收,防止数据被录制))。
具体的是,处理器模块包括处理芯片U3,所述处理芯片U3的16管脚一路通过电容C39接地并且所述处理芯片U3的16管脚另一路通过电阻R28接端口ADC2。
更具体的是,所述传感器模块包括温湿度传感器模块,所述温湿度传感器包括传感芯片U2,所述传感芯片U2的2管脚依次通过电阻R43和电容C53接地并且所述传感芯片U2的4管脚依次通过电阻R11和电容C53接地,所述传感芯片U2的2管脚还通过电阻R45与所述处理芯片U3的66管脚电性连接,所述传感芯片U2的4管脚还通过电阻R44与所述处理芯片U3的67管脚电性连接。
优选地,所述通信模块包括第一通信芯片U1A和第二通信芯片U1B并且所述第一通信芯片U1A和所述第二通信芯片U1B电性连接,所述第一通信芯片U1A的35管脚通过电阻R1与射频连接器X1的1管脚电性连接,所述第一通信芯片U1A的35管脚还通过电容C6接地并且所述电阻R1远离所述第一通信芯片U1A的一端通过电容C1接地。
本发明还公开了一种电力供电网异常侦测处理系统,包括:电源模块10、(RAM)处理器模块20、传感器模块30、(NB-IoT)通讯模块40,其中:
电力供电网异常侦测处理系统通过电源模块10上电并且对依次对处理器模块20、传感器模块30和通讯模块40进行初始化;
处理器模块20通过(A/D)转换器单元21将(交直流电压)传感器模块30(高速采集交流或直流电压波形,得到一个400点/周期(AC)或500点/一个间隔的直流波形。每个周期都要采集。以50HZ交流为例,一个周期20mS,采集400个点,50uS一个点)采样获得的交直流或者脉冲信号转换成离散数字信号;
处理器模块20将采样获得的离散数字信号与同步锁相波形模拟器(未示出)(相位锁相电路,跟电网电压严格同步,通过软件模拟出一个跟电网同相位的正弦波形)模拟的模拟数字信号进行同相位采样点比对,获得每个采样点的差异并且计算异常分量(异常分量包括波动偏离值、偏离率、相位差、平均值、峰峰值、偏离点个数等多种信息);
异常分量达到电力供电网异常侦测处理系统预设的报警触发点时,处理器模块20生成报警信息(生成一个与事件时间挂钩的报警事件),并且对采样获得的连续异常波形进行相似度计算并且将连续异常波形进行压缩,以生成多个样本波形和重复数量指示;
处理器模块20将报警信息、样本波形和重复数量指示通过通信模块40发送到云平台50,云平台50将报警信息进行通知(云平台以短信或APP应用端软件消息通知的方式通知相关维护人员,并可查询每个节点的运行状态,每个报警信息的时间、报警内容以及每个报警事件的电压波形变化情况)。
具体的是,通信模块40通过数据加密将报警信息、样本波形和重复数量指示发送到云平台50。
更具体的是,通信模块40进行第一层加密(第一层加密(外层)采用国际通用的RSA加密算法);通信模块40进行第二层加密(第二层加密(内层数据,采用私有滚动加密技术,相同数据每次发送,发出的数据内容不同,且上下帧联系,不符合规则的数据收到后会拒收该发送点30分钟,且数据滚动不重复,重复数据会被认为异常,拒收,防止数据被录制))。
具体的是,处理器模块20包括处理芯片U3,所述处理芯片U3的16管脚一路通过电容C39接地并且所述处理芯片U3的16管脚另一路通过电阻R28接端口ADC2。
更具体的是,所述传感器模块包括温湿度传感器模块,所述温湿度传感器包括传感芯片U2,所述传感芯片U2的2管脚依次通过电阻R43和电容C53接地并且所述传感芯片U2的4管脚依次通过电阻R11和电容C53接地,所述传感芯片U2的2管脚还通过电阻R45与所述处理芯片U3的66管脚电性连接,所述传感芯片U2的4管脚还通过电阻R44与所述处理芯片U3的67管脚电性连接。
优选地,所述通信模块包括第一通信芯片U1A和第二通信芯片U1B并且所述第一通信芯片U1A和所述第二通信芯片U1B电性连接,所述第一通信芯片U1A的35管脚通过电阻R1与射频连接器X1的1管脚电性连接,所述第一通信芯片U1A的35管脚还通过电容C6接地并且所述电阻R1远离所述第一通信芯片U1A的一端通过电容C1接地。
优选地,电力供电网异常侦测处理系统中LDO代表稳压器;EEPROM代表存储器。
值得一提的是,本发明专利申请涉及的电阻、电容、LDO、EEPROM等技术特征应被视为现有技术,这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可,不应被视为本发明专利的发明点所在,本发明专利不做进一步具体展开详述。
对于本领域的技术人员而言,依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种电力供电网异常侦测处理方法,用于电力供电网的异常侦测、采集与处理,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:电力供电网异常侦测处理系统通过电源模块上电并且对依次对处理器模块、传感器模块和通讯模块进行初始化;
步骤S2:处理器模块通过转换器单元将传感器模块采样获得的交直流或者脉冲信号转换成离散数字信号;
步骤S3:处理器模块将采样获得的离散数字信号与同步锁相波形模拟器模拟的模拟数字信号进行同相位采样点比对,获得每个采样点的差异并且计算异常分量;
步骤S4:异常分量达到电力供电网异常侦测处理系统预设的报警触发点时,处理器模块生成报警信息,并且对采样获得的连续异常波形进行相似度计算并且将连续异常波形进行压缩,以生成多个样本波形和重复数量指示;
步骤S5:处理器模块将报警信息、样本波形和重复数量指示通过通信模块发送到云平台,云平台将报警信息进行通知。
2.根据权利要求1所述的一种电力供电网异常侦测处理方法,其特征在于,电力供电网异常侦测处理方法还包括步骤S6:通信模块通过数据加密将报警信息、样本波形和重复数量指示发送到云平台。
3.根据权利要求2所述的一种电力供电网异常侦测处理方法,其特征在于,步骤S6具体实施为以下步骤:
步骤S6.1:通信模块进行第一层加密;
步骤S6.2:通信模块进行第二层加密。
4.一种电力供电网异常侦测处理系统,其特征在于,包括:电源模块、处理器模块、传感器模块、通讯模块,其中:
电力供电网异常侦测处理系统通过电源模块上电并且对依次对处理器模块、传感器模块和通讯模块进行初始化;
处理器模块通过转换器单元将传感器模块采样获得的交直流或者脉冲信号转换成离散数字信号;
处理器模块将采样获得的离散数字信号与同步锁相波形模拟器模拟的模拟数字信号进行同相位采样点比对,获得每个采样点的差异并且计算异常分量;
异常分量达到电力供电网异常侦测处理系统预设的报警触发点时,处理器模块生成报警信息,并且对采样获得的连续异常波形进行相似度计算并且将连续异常波形进行压缩,以生成多个样本波形和重复数量指示;
处理器模块将报警信息、样本波形和重复数量指示通过通信模块发送到云平台,云平台将报警信息进行通知。
5.根据权利要求4所述的一种电力供电网异常侦测处理系统,其特征在于,处理器模块包括处理芯片U3,所述处理芯片U3的16管脚一路通过电容C39接地并且所述处理芯片U3的16管脚另一路通过电阻R28接端口ADC2。
6.根据权利要求5所述的一种电力供电网异常侦测处理系统,其特征在于,所述传感器模块包括温湿度传感器模块,所述温湿度传感器包括传感芯片U2,所述传感芯片U2的2管脚依次通过电阻R43和电容C53接地并且所述传感芯片U2的4管脚依次通过电阻R11和电容C53接地,所述传感芯片U2的2管脚还通过电阻R45与所述处理芯片U3的66管脚电性连接,所述传感芯片U2的4管脚还通过电阻R44与所述处理芯片U3的67管脚电性连接。
7.根据权利要求6所述的一种电力供电网异常侦测处理系统,其特征在于,所述通信模块包括第一通信芯片U1A和第二通信芯片U1B并且所述第一通信芯片U1A和所述第二通信芯片U1B电性连接,所述第一通信芯片U1A的35管脚通过电阻R1与射频连接器X1的1管脚电性连接,所述第一通信芯片U1A的35管脚还通过电容C6接地并且所述电阻R1远离所述第一通信芯片U1A的一端通过电容C1接地。
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- 2020-05-19 CN CN202010425666.7A patent/CN111585846A/zh active Pending
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