CN113484596A - 一种电能质量监测方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电能质量监测方法，该方法通过获取针对目标对象进行电力数据采集的数据进行谐波和间谐波、波动、暂态、三相不平衡、电压闪变的监测，可以有效的监测电网中的谐波参数、间谐波参数、电压波动和闪变情况、电压和电流的三相不平衡程度，实现全面的电能质量监测，还可以对低压配网台区的谐波污染情况评估和治理，为电网谐波和电能质量的评估和治理提供依据，提高电网的电能质量和运行效率，提质增效，降低线损，保证电力系统稳定、经济、优质运行。本发明还公开了一种电能质量监测装置、设备及可读存储介质，具有相应的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种电能质量监测方法、装置、设备及可读存储介质。
背景技术
随着经济的持续高速发展，能源需求激增，能源短缺问题日益突出。严峻的能源问题已经成为制约经济进一步发展的重要因素。电能作为应用最广的二次能源，是各行业主要的动力来源，不仅对保障国民经济发展至关重要。随着全球性能源危机的持续，合理高效地使用电能，成为应对当前气候、生态和能源等问题的必要途径。与传统电网相比，智能电网将先进的传感测量技术、通信技术、自动控制技术等和原有的输、配电基础设施进行整合，从而形成新型电网，它具有提高能源效率、提高供电的安全性和可靠性、实现与用户间的互动等多个优点。
提高电能质量是智能电网发展的原动力之一。电能质量监测是智能电网不可缺少的重要组成部分，只有通过各种先进的参数测量技术获得数据信息，才能快速诊断并准确地提出解决电能质量事件的方案。然而目前缺少有效的对于电能的全面质量监测方案。
综上所述，如何实现对于电能质量的全面监测，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电能质量监测方法、装置、设备及可读存储介质，可以实现对于电能质量的全面监测。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种电能质量监测方法，包括：
获取针对目标对象进行周波采集生成的三相电压和三相电流的全波有效值波形数据以及基波有效值寄存器数据，进行谐波和间谐波监测，生成谐波监测结果和间谐波监测结果；
获取针对所述目标对象进行半周波采集生成的三相电压半波有效值，进行电压波动监测以及暂态事件监测，生成波动监测结果以及暂态监测结果；
获取所述目标对象的三相电压和三相电流有效值，三相电压相角寄存器值和三相电流相角寄存器值，进行三相不平衡监测，生成三相不平衡监测结果；
获取所述目标对象的三相电压有效值，进行电压闪变的累加监测，生成电压闪变监测结果；
根据所述谐波监测结果、所述间谐波监测结果、所述波动监测结果、所述暂态监测结果、所述三相不平衡监测结果以及所述电压闪变监测结果生成质量监测结果。
可选地，所述获取针对目标对象进行周波采集生成的三相电压和三相电流的全波有效值波形数据以及基波有效值寄存器数据，进行谐波和间谐波监测，包括：
获取针对目标对象进行周波采集生成的三相电压和三相电流的全波有效值波形数据以及基波有效值寄存器数据；
对所述全波有效值波形数据以及基波有效值寄存器数据进行浮点型格式转换，得到单精度浮点型数据；
对所述单精度浮点型数据根据指定通道进行快速傅里叶变换，得到傅里叶变换数据；
根据所述傅里叶变换数据进行电压含有率、电流含有率以及谐波相角的计算，得到电压含有率、电流含有率以及谐波相角；
根据所述电压含有率以及所述电流含有率计算电压电流谐波总畸变率、电压波峰系数以及电流K系数；
根据所述电压含有率、所述电流含有率和所述谐波相角，同时获取所述目标对象的基波电压和基波电流，计算各次谐波的电压含量、电流含量和总谐波有功功率；
将所述总谐波有功功率写入所述目标对象的计量芯片的谐波有功功率寄存器中；
根据所述计量芯片的谐波正反向有功电能量的累加和脉冲输出进行谐波监测计量。
可选地，所述获取针对所述目标对象进行半周波采集生成的三相电压半波有效值，进行电压波动监测，包括：
获取并存储单位时间内三相电压半波有效值；
根据所述三相电压半波有效值计算单位时间内半波有效值的最大值和最小值间的电压偏差；
将所述电压偏差与基准电压之间的比值作为三相电压波动值；
对所述三相电压波动值进行波动监测。
可选地，所述获取所述目标对象的三相电压有效值，进行电压闪变的累加监测，包括：
获取所述目标对象的三相电压有效值；
将所述三相电压有效值进行归一化处理，得到归一化值；
将所述归一化值进行平方计算，得到归一化平方值；
将所述归一化平方值通过带通滤波器去除直流分量和工频分量，得到分量去除值；
对所述分量去除值通过视感度加权滤波器进行视感度增强，得到电压波动幅度值；
对所述电压波动幅度值进行平方解调和一阶低通滤波，得到瞬时闪变视感度；
统计预设时间范围内的瞬时闪变视感度，生成长时闪变值；
对所述长时闪变值进行闪变监测。
可选地，所述获取所述目标对象的三相电压和三相电流有效值，三相电压相角寄存器值和三相电流相角寄存器值，进行三相不平衡监测，包括：
获取所述目标对象的三相电压和三相电流有效值，三相电压相角寄存器值和三相电流相角寄存器值，作为初始值；
将所述初始值进行三个平衡的相量成分分解，得到正序分量、负序分量和零序分量；
根据所述正序分量、所述负序分量和所述零序分量计算负序不平衡度和零序不平衡度；
对所述负序不平衡度和所述零序不平衡度进行三相不平衡监测。
可选地，所述获取针对所述目标对象进行半周波采集生成的三相电压半波有效值，进行暂态事件监测，包括：
获取针对所述目标对象进行半周波采集生成的三相电压半波有效值；
根据基准电压半波有效值对所述三相电压半波有效值进行阈值判断，识别出电压暂态事件；其中，所述电压暂态事件包括：电压暂升事件、电压暂降事件和电压中断事件；
获取所述电压暂态事件对应的三相电压的全波有效值波形数据，作为暂态事件波形进行录波存储；
获取所述电压暂态事件相邻时间范围内的周波波形，作为相邻周波波形进行存储；
根据所述暂态事件波形以及所述相邻周波波形计算暂态事件的事件持续情况；其中，所述事件持续情况包括：持续时间和电压极值；
对所述事件持续情况进行暂态事件监测。
一种电能质量监测装置，包括：
第一监测单元，用于获取针对目标对象进行周波采集生成的三相电压和三相电流的全波有效值波形数据以及基波有效值寄存器数据，进行谐波和间谐波监测，生成谐波监测结果和间谐波监测结果；
第二监测单元，用于获取针对所述目标对象进行半周波采集生成的三相电压半波有效值，进行电压波动监测以及暂态事件监测，生成波动监测结果以及暂态监测结果；
第三监测单元，用于获取所述目标对象的三相电压和三相电流有效值，三相电压相角寄存器值和三相电流相角寄存器值，进行三相不平衡监测，生成三相不平衡监测结果；
第四监测单元，用于获取所述目标对象的三相电压有效值，进行电压闪变的累加监测，生成电压闪变监测结果；
结果生成单元，用于根据所述谐波监测结果、所述间谐波监测结果、所述波动监测结果、所述暂态监测结果、所述三相不平衡监测结果以及所述电压闪变监测结果生成质量监测结果。
一种计算机设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述电能质量监测方法的步骤。
可选地，所述计算机设备具体为：智能电表。
一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述电能质量监测方法的步骤。
本发明实施例所提供的方法，通过获取针对目标对象进行电力数据采集的数据进行谐波和间谐波、波动、暂态、三相不平衡、电压闪变的监测，可以有效的监测电网中的谐波参数、间谐波参数、电压波动和闪变情况、电压和电流的三相不平衡程度，实现全面的电能质量监测，还可以对低压配网台区的谐波污染情况评估和治理，为电网谐波和电能质量的评估和治理提供依据，提高电网的电能质量和运行效率，提质增效，降低线损，保证电力系统稳定、经济、优质运行。
相应地，本发明实施例还提供了与上述电能质量监测方法相对应的电能质量监测装置、设备和可读存储介质，具有上述技术效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种电能质量监测方法的实施流程图；
图2为本发明实施例中一种电压闪变的实现流程示意图；
图3为本发明实施例中一种电能质量监测装置的结构示意图；
图4为本发明实施例中一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种电能质量监测方法，可以实现对于电能质量的全面监测。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
电能质量问题主要分为电压暂态、电压闪变、三相不平衡、波形畸变、电压波动、频率变动等六大类。其中，波形畸变又包括直流偏置、谐波、间谐波、电压切痕和噪声。在各种电能质量问题中，谐波污染在电力系统中广泛存在并日趋严重，已经成为电力工业中必须面对的一个最重要的问题。由谐波源产生的谐波畸变对于电力系统的其他部分及电力系统外部的人员和设备会产生各种影响，并可能造成严重的危害。
本发明提供一种电能质量监测方法，可以同时实现谐波、间谐波、电压波动、电压闪变、三相不平衡、电压暂态事件录波六大类电能质量的监测，该方法提升了电网监测的能力。
请参考图1，图1为本发明实施例中一种电能质量监测方法的流程图，该方法包括以下步骤：
S101、获取针对目标对象进行周波采集生成的三相电压和三相电流的全波有效值波形数据以及基波有效值寄存器数据，进行谐波和间谐波监测，生成谐波监测结果和间谐波监测结果；
其中，数据的获取可以通过智能电表的计量芯(指智能电表中用于计量的CPU)来采集得到，本实施例中对于数据的获取手段不做限定，也可以对接其它数据采集设备，在此仅以计量芯为例进行介绍。
智能电表获取计量芯每周波的三相电压和三相电流的全波有效值波形数据，具体地，可以通过DMA中断，将三相电压和三相电流的全波有效值波形数据读取到计量芯片缓存中，可以按照六个通道抽取，每个通道采集128个点的波形数据，以提升计算精度。
本实施例中通过获取三相电压和三相电流的全波有效值波形数据以及基波有效值寄存器数据用于实现谐波和间谐波的监测，而具体地谐波和间谐波的监测手段本实施例中不做限定，可以根据实际监测的精准度需求进行算法的选择。可选地，一种谐波和间谐波的监测方法如下：
(1)获取针对目标对象进行周波采集生成的三相电压和三相电流的全波有效值波形数据以及基波有效值寄存器数据；
读取计量芯片缓存中的三相电压和三相电流的波形数据。
(2)对全波有效值波形数据以及基波有效值寄存器数据进行浮点型格式转换，得到单精度浮点型数据；
将读取到计量芯片缓存中的三相电压和三相电流的波形数据转换为单精度浮点型数据。
(3)对单精度浮点型数据根据指定通道进行快速傅里叶变换，得到傅里叶变换数据；
将得到的单精度浮点型数据按照指定通道(比如可以按六个通道)进行谐波的快速傅里叶变换。
(4)根据傅里叶变换数据进行电压含有率、电流含有率以及谐波相角的计算，得到电压含有率、电流含有率以及谐波相角；
根据谐波快速傅里叶变换得到的傅里叶变换数据，进行2-63各次谐波电压含有率HRUh、电流含有率HRIh以及谐波相角φ的计算。
(5)根据电压含有率以及电流含有率计算电压电流谐波总畸变率、电压波峰系数以及电流K系数；
根据2-63各次谐波电压含有率HRUh和电流含有率HRIh，计算电压电流谐波总畸变率THD、电压波峰系数CF、电流K系数。
(6)根据电压含有率、电流含有率和谐波相角，同时获取目标对象的基波电压和基波电流，计算各次谐波的电压含量、电流含量和总谐波有功功率；
根据2-63各次谐波电压含有率HRUh、电流含有率HRIh和谐波相角Φ，同时读取计量芯片EMU的基波电压U1和基波电流I1，计算出各次谐波电压含量Uh、电流含量Ih和总谐波有功功率THP。
(7)将总谐波有功功率写入目标对象的计量芯片的谐波有功功率寄存器中；
将所得总谐波有功功率THP写入计量芯片EMU的谐波有功功率寄存器，实现谐波正反向有功电能量的累加和脉冲输出，实现谐波监测计量。
(8)根据计量芯片的谐波正反向有功电能量的累加和脉冲输出进行谐波监测计量。
该谐波和间谐波监测方法采用FFT(快速傅里叶变换)进行谐波和间谐波的计算，从而提高谐波和间谐波的计算速度和精度，当对每周波采取128点采样时该方法可以实现2-63次谐波的计算，实现2-41次间谐波含有率和间谐波含量的计算；每周波计算一次谐波功率，并将每周波按照谐波功率累积谐波电能，相较于之前的一秒或者数秒累积一次谐波电能，该方法的谐波电能累积的实时性更好，从而提高了谐波的计量精度。
需要说明的是，本实施例中仅以上述监测步骤为例进行介绍，其它算法均可参照本实施例的介绍，在此不再赘述。
S102、获取针对目标对象进行半周波采集生成的三相电压半波有效值，进行电压波动监测以及暂态事件监测，生成波动监测结果以及暂态监测结果；
本方法还可实现智能电表电能质量的电压波动监测以及暂态事件监测，具体地，需要基于目标对象进行半周波采集生成的三相电压半波有效值进行监测，而具体的基于数据的波动监测以及暂态监测手段本实施例中也不做限定，为加深理解，在此对波动监测以及暂态监测的具体实现步骤进行介绍。
可选地，一种电压波动监测实现步骤如下：
(1)获取并存储单位时间内三相电压半波有效值；
计算电压波动d时，首先获取并存储单位时间内三相电压半波有效值，对于存储位置本实施例中不做限定，可以根据实际数据读取需求进行设定。
(2)根据三相电压半波有效值计算单位时间内半波有效值的最大值和最小值间的电压偏差；
计算单位时间内半波有效值的最大值和最小值的电压偏差ΔU。
(3)将电压偏差与基准电压之间的比值作为三相电压波动值；
将三相电压偏差ΔU除以基准电压Udin，作为三相电压波动值
本实施例中仅以将电压偏差与基准电压之间的比值作为三相电压波动值为例，基于其他运算规则下的实现方式均可参照本实施例的介绍，在此不再赘述。
(4)对三相电压波动值进行波动监测。
对三相电压波动值进行波动监测，若波动值突然变大或突然变小则意味着可能出现异常，本实施例中对于基于三相电压波动值的波动监测中的电能波动的判定规则不做限定，可以根据实际电能监测需要以及应用场景进行相应的设定，在此不再赘述。
可选地，一种暂态事件监测实现步骤如下：
(1)获取针对目标对象进行半周波采集生成的三相电压半波有效值；
(2)根据基准电压半波有效值对三相电压半波有效值进行阈值判断，识别出电压暂态事件；其中，电压暂态事件包括：电压暂升事件、电压暂降事件和电压中断事件；
根据获取的电压半波有效值与基准电压半波有效值进行阈值判断，可根据判断逻辑产生电压暂升事件、电压暂降事件和电压中断事件共三种电压暂态事件。
其中，可以将暂降、暂升和中断阈值设置为Un的110％、90％、5％，迟滞比例为2％，当然也可以设置为其它的阈值，本实施例中对于阈值的具体数值设置不做限定，可以根据实际使用需要进行设定。
(3)获取电压暂态事件对应的三相电压的全波有效值波形数据，作为暂态事件波形进行录波存储；
当电压暂态事件(电压暂升事件、电压暂降事件和电压中断事件中任意一种)发生时进行录波，将三相电压的全波有效值波形数据进行存储，比如可以存储到缓存当中。
(4)获取电压暂态事件相邻时间范围内的周波波形，作为相邻周波波形进行存储；
获取暂态事件发生时刻的周波波形和发生前若干周波(比如4个周波)的波形，和/或若干周波(比如5个周波)的波形，可以与三相电压的全波有效值波形数据一同存放到缓存中以便数据的调取。
(5)根据暂态事件波形以及相邻周波波形计算暂态事件的事件持续情况；其中，事件持续情况包括：持续时间和电压极值；
计算暂态事件的持续事件和电压极值，作为事件持续情况存入智能电表暂态事件当中。
(6)对事件持续情况进行暂态事件监测。
依据计算得到的暂态时间的事件持续情况进行暂态事件监测，而具体的监测规则可以根据使用场景以及实际监测需求进行设定，比如可以在持续时间超过某个阈值时或电压极值超过某个阈值时进行暂态时间的报警等，在此不做限定。
本实施例中仅以上述两种事件监测步骤为例进行介绍，基于其他运算规则以及数据计算方式下的实现方式均可参照本实施例的介绍，在此不再赘述。
S103、获取目标对象的三相电压和三相电流有效值，三相电压相角寄存器值和三相电流相角寄存器值，进行三相不平衡监测，生成三相不平衡监测结果；
本方法中还可以针对目标对象实现三相不平衡的监测，通过获取目标对象的三相电压和三相电流有效值，三相电压相角寄存器值和三相电流相角寄存器值实现监测，其中具体的三相不平衡监测手段本实施例中不做限定，为加深理解，在此介绍一种实现步骤。可选地，进行三相不平衡监测的一种实现方式具体包括以下步骤：
(1)获取目标对象的三相电压和三相电流有效值，三相电压相角寄存器值和三相电流相角寄存器值，作为初始值；
(2)将初始值进行三个平衡的相量成分分解，得到正序分量、负序分量和零序分量；
将三相交流系统中的三相不平衡的电流、电压或阻抗分解成为三个平衡的相量成分，即电压和电流的正序分量、负序分量和零序分量。
其中具体的成分分解步骤本实施例中不做限定，可以按照下述步骤进行：
(2.1)将获取的三相电压电流有效值、电压相角、电流相角值赋值给局部变量；
(2.2)以A相(正序分量)为基准，将电压电流有效值和相角代入下述公式，以计算正序电压分量UA+为例；
电压正序分量的值
通过过对称分量法依次可以得到电压负序U-、零序U0和电流正序I+、负序I-和零序I0分量，在此不再赘述。
需要说明的是，本实施例中仅以上述分量计算方式为例进行介绍，其它分量计算方式下的监测过程均可参照本实施例的介绍，在此不再赘述。
(3)根据正序分量、负序分量和零序分量计算负序不平衡度和零序不平衡度；
通过电压和电流正序、负序、零序分量计算负序不平衡度和零序不平衡度，具体的计算规则在此不做限定，可以根据实际监测精度进行相应设定，比如一种三相不平衡电压、电流负序不平衡度Ubalance-＝U-/U+；Ibalance-＝I-/I+；三相不平衡电压、电流零序不平衡度Ubalance0＝U0/U+；Ibalance0＝I0/I+。其中，电压和电流的正序为(U+/I+)，负序为(U-/I-)，零序分量为(U0/I0)。
(4)对负序不平衡度和零序不平衡度进行三相不平衡监测。
该方法根据对称分量法计算电压和电流三相不平衡，可以实现三相的精准评估以及不平衡的精准判定。
S104、获取目标对象的三相电压有效值，进行电压闪变的累加监测，生成电压闪变监测结果；
除了谐波监测、间谐波监测、波动监测、暂态监测以及三相不平衡监测，本实施例中针对目标对象还进行了电压闪变监测，具体地，需要获取目标对象的三相电压有效值，进行电压闪变的累加监测。
其中具体地累加监测的实现步骤本实施例中不做限定，为加深理解，在此介绍一种电压闪变的累加监测步骤，如图2所示为一种电压闪变的实现流程示意图，具体如下：
(1)获取目标对象的三相电压有效值；
(2)将三相电压有效值进行归一化处理，得到归一化值；
将获取的三相电压有效值寄存器值u(t)作归一化处理得到u(t)’，作为归一化值。
(3)将归一化值进行平方计算，得到归一化平方值；
将得到的u(t)’调幅波进行平方计算出u(t)2，作为归一化平方值。
(4)将归一化平方值通过带通滤波器去除直流分量和工频分量，得到分量去除值；
将得到的u(t)2经过的带通滤波器(比如可以选用0.05～35Hz)去除直流分量和工频分量，作为分量去除值。
(5)对分量去除值通过视感度加权滤波器进行视感度增强，得到电压波动幅度值；
再对分量去除值经过视感度加权滤波器得到电压波动幅度值d(t)。
(6)对电压波动幅度值进行平方解调和一阶低通滤波，得到瞬时闪变视感度；
将得到的d(t)再进行平方解调和一阶低通滤波得到瞬时闪变视感度S(t)。
(7)统计预设时间范围内的瞬时闪变视感度，生成长时闪变值；
根据中计算出的瞬时闪变视感度S(t)，通过统计排序法计算出短时(比如10min)闪变值Pst，基于短时闪变值可以(通过滤波平均等手段)进一步推算出长时(比如2h)闪变值Plt,长时闪变值可以反映出长时闪变强弱的量值。
其中，本实施例中以长时闪变的监测周期选用2h，短时闪变的监测周期选用10min为例，其它时间设定下的实现方式也可以直接参照上述方法的介绍，在此不再赘述。
(8)对长时闪变值进行闪变监测。
本实施例中基于长时闪变值进行闪变监测，具体的判定闪变的方式不做限定，比如可以在长时闪变值超过一定阈值时判定存在闪变或进行相应提醒，在此不再赘述。
上述方法中采用了平方解调法电压闪变计算，按照国际电工委员会IEC推荐的闪变仪的功能和规范进行监测，可以实现闪变的精准规范监测。需要说明的是，本实施例中仅以上述监测步骤为例进行介绍，其它闪变监测步骤下的电能质量监测过程均可参照本实施例的介绍，在此不再赘述。
S105、根据谐波监测结果、间谐波监测结果、波动监测结果、暂态监测结果、三相不平衡监测结果以及电压闪变监测结果生成质量监测结果。
在得到六方面的监测结果后(谐波监测结果、间谐波监测结果、波动监测结果、暂态监测结果、三相不平衡监测结果以及电压闪变监测结果)，根据六方面的监测结果生成整体的电能质量监测结果，具体的生成方式本实施例中不做限定，比如可以直接将六方面的监测结果作为整体的电能质量监测结果，也可以针对六方面的监测结果进行进一步的电能整体质量的分析，可以根据实际使用需要进行设定，在此不再赘述。
需要说明的是，本实施例中对于上述步骤S101至步骤S104的执行先后顺序不做限定，可以顺序执行，也可以同步执行，图1中以同步执行为例，可以根据实际监测需要进行设定。
基于上述介绍，本发明实施例所提供的技术方案，通过获取针对目标对象进行电力数据采集的数据进行谐波和间谐波、波动、暂态、三相不平衡、电压闪变的监测，可以有效的监测电网中的谐波参数、间谐波参数、电压波动和闪变情况、电压和电流的三相不平衡程度，实现全面的电能质量监测，还可以对低压配网台区的谐波污染情况评估和治理，为电网谐波和电能质量的评估和治理提供依据，提高电网的电能质量和运行效率，提质增效，降低线损，保证电力系统稳定、经济、优质运行。
相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种电能质量监测装置，下文描述的电能质量监测装置与上文描述的电能质量监测方法可相互对应参照。
参见图3所示，该装置包括以下模块：
第一监测单元110主要用于获取针对目标对象进行周波采集生成的三相电压和三相电流的全波有效值波形数据以及基波有效值寄存器数据，进行谐波和间谐波监测，生成谐波监测结果和间谐波监测结果；
第二监测单元120主要用于获取针对目标对象进行半周波采集生成的三相电压半波有效值，进行电压波动监测以及暂态事件监测，生成波动监测结果以及暂态监测结果；
第三监测单元130主要用于获取目标对象的三相电压和三相电流有效值，三相电压相角寄存器值和三相电流相角寄存器值，进行三相不平衡监测，生成三相不平衡监测结果；
第四监测单元140主要用于获取目标对象的三相电压有效值，进行电压闪变的累加监测，生成电压闪变监测结果；
结果生成单元150主要用于根据谐波监测结果、间谐波监测结果、波动监测结果、暂态监测结果、三相不平衡监测结果以及电压闪变监测结果生成质量监测结果。
相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种计算机设备，下文描述的一种计算机设备与上文描述的一种电能质量监测方法可相互对应参照。
该计算机设备包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序时实现上述方法实施例的电能质量监测方法的步骤。
具体的，请参考图4，为本实施例提供的一种计算机设备的具体结构示意图，该计算机设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，CPU)322(例如，一个或一个以上处理器)和存储器332，存储器332存储有一个或一个以上的计算机应用程序342或数据344。其中，存储器332可以是短暂存储或持久存储。存储在存储器332的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对数据处理设备中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器322可以设置为与存储器332通信，在计算机设备301上执行存储器332中的一系列指令操作。
计算机设备301还可以包括一个或一个以上电源326，一个或一个以上有线或无线网络接口350，一个或一个以上输入输出接口358，和/或，一个或一个以上操作系统341。
上文所描述的电能质量监测方法中的步骤可以由计算机设备的结构实现。
而具体地，该计算机设备具体可以为智能电表，将上述应用于智能电表中，根据智能电表中的计量芯(计量CPU)获取的实时监测原始数据进行质量的持续监控，则用户可以基于智能电表获取从原始数据到质量分析的一整套流程，可以方便用户的使用。
相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种可读存储介质，下文描述的一种可读存储介质与上文描述的一种电能质量监测方法可相互对应参照。
一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例的电能质量监测方法的步骤。
该可读存储介质具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。
本领域技术人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
Claims (10)
1.一种电能质量监测方法，其特征在于，包括：
获取针对目标对象进行周波采集生成的三相电压和三相电流的全波有效值波形数据以及基波有效值寄存器数据，进行谐波和间谐波监测，生成谐波监测结果和间谐波监测结果；
获取针对所述目标对象进行半周波采集生成的三相电压半波有效值，进行电压波动监测以及暂态事件监测，生成波动监测结果以及暂态监测结果；
获取所述目标对象的三相电压和三相电流有效值，三相电压相角寄存器值和三相电流相角寄存器值，进行三相不平衡监测，生成三相不平衡监测结果；
获取所述目标对象的三相电压有效值，进行电压闪变的累加监测，生成电压闪变监测结果；
根据所述谐波监测结果、所述间谐波监测结果、所述波动监测结果、所述暂态监测结果、所述三相不平衡监测结果以及所述电压闪变监测结果生成质量监测结果。
2.根据权利要求1所述的电能质量监测方法，其特征在于，所述获取针对目标对象进行周波采集生成的三相电压和三相电流的全波有效值波形数据以及基波有效值寄存器数据，进行谐波和间谐波监测，包括：
获取针对目标对象进行周波采集生成的三相电压和三相电流的全波有效值波形数据以及基波有效值寄存器数据；
对所述全波有效值波形数据以及基波有效值寄存器数据进行浮点型格式转换，得到单精度浮点型数据；
对所述单精度浮点型数据根据指定通道进行快速傅里叶变换，得到傅里叶变换数据；
根据所述傅里叶变换数据进行电压含有率、电流含有率以及谐波相角的计算，得到电压含有率、电流含有率以及谐波相角；
根据所述电压含有率以及所述电流含有率计算电压电流谐波总畸变率、电压波峰系数以及电流K系数；
根据所述电压含有率、所述电流含有率和所述谐波相角，同时获取所述目标对象的基波电压和基波电流，计算各次谐波的电压含量、电流含量和总谐波有功功率；
将所述总谐波有功功率写入所述目标对象的计量芯片的谐波有功功率寄存器中；
根据所述计量芯片的谐波正反向有功电能量的累加和脉冲输出进行谐波监测计量。
3.根据权利要求1所述的电能质量监测方法，其特征在于，所述获取针对所述目标对象进行半周波采集生成的三相电压半波有效值，进行电压波动监测，包括：
获取并存储单位时间内三相电压半波有效值；
根据所述三相电压半波有效值计算单位时间内半波有效值的最大值和最小值间的电压偏差；
将所述电压偏差与基准电压之间的比值作为三相电压波动值；
对所述三相电压波动值进行波动监测。
4.根据权利要求1所述的电能质量监测方法，其特征在于，所述获取所述目标对象的三相电压有效值，进行电压闪变的累加监测，包括：
获取所述目标对象的三相电压有效值；
将所述三相电压有效值进行归一化处理，得到归一化值；
将所述归一化值进行平方计算，得到归一化平方值；
将所述归一化平方值通过带通滤波器去除直流分量和工频分量，得到分量去除值；
对所述分量去除值通过视感度加权滤波器进行视感度增强，得到电压波动幅度值；
对所述电压波动幅度值进行平方解调和一阶低通滤波，得到瞬时闪变视感度；
统计预设时间范围内的瞬时闪变视感度，生成长时闪变值；
对所述长时闪变值进行闪变监测。
5.根据权利要求1所述的电能质量监测方法，其特征在于，所述获取所述目标对象的三相电压和三相电流有效值，三相电压相角寄存器值和三相电流相角寄存器值，进行三相不平衡监测，包括：
获取所述目标对象的三相电压和三相电流有效值，三相电压相角寄存器值和三相电流相角寄存器值，作为初始值；
将所述初始值进行三个平衡的相量成分分解，得到正序分量、负序分量和零序分量；
根据所述正序分量、所述负序分量和所述零序分量计算负序不平衡度和零序不平衡度；
对所述负序不平衡度和所述零序不平衡度进行三相不平衡监测。
6.根据权利要求1所述的电能质量监测方法，其特征在于，所述获取针对所述目标对象进行半周波采集生成的三相电压半波有效值，进行暂态事件监测，包括：
获取针对所述目标对象进行半周波采集生成的三相电压半波有效值；
根据基准电压半波有效值对所述三相电压半波有效值进行阈值判断，识别出电压暂态事件；其中，所述电压暂态事件包括：电压暂升事件、电压暂降事件和电压中断事件；
获取所述电压暂态事件对应的三相电压的全波有效值波形数据，作为暂态事件波形进行录波存储；
获取所述电压暂态事件相邻时间范围内的周波波形，作为相邻周波波形进行存储；
根据所述暂态事件波形以及所述相邻周波波形计算暂态事件的事件持续情况；其中，所述事件持续情况包括：持续时间和电压极值；
对所述事件持续情况进行暂态事件监测。
7.一种电能质量监测装置，其特征在于，包括：
第一监测单元，用于获取针对目标对象进行周波采集生成的三相电压和三相电流的全波有效值波形数据以及基波有效值寄存器数据，进行谐波和间谐波监测，生成谐波监测结果和间谐波监测结果；
第二监测单元，用于获取针对所述目标对象进行半周波采集生成的三相电压半波有效值，进行电压波动监测以及暂态事件监测，生成波动监测结果以及暂态监测结果；
第三监测单元，用于获取所述目标对象的三相电压和三相电流有效值，三相电压相角寄存器值和三相电流相角寄存器值，进行三相不平衡监测，生成三相不平衡监测结果；
第四监测单元，用于获取所述目标对象的三相电压有效值，进行电压闪变的累加监测，生成电压闪变监测结果；
结果生成单元，用于根据所述谐波监测结果、所述间谐波监测结果、所述波动监测结果、所述暂态监测结果、所述三相不平衡监测结果以及所述电压闪变监测结果生成质量监测结果。
8.一种计算机设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述电能质量监测方法的步骤。
9.根据权利要求8所述的电能质量监测方法，其特征在于，所述计算机设备具体为：智能电表。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述电能质量监测方法的步骤。
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