一種配電網(wǎng)電力用戶健康指數(shù)評(píng)估裝置及評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種配電網(wǎng)電力用戶健康指數(shù)評(píng)估裝置及 評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 配電網(wǎng)電力用戶，特別容量較大的電力用戶，是配電網(wǎng)電力系統(tǒng)運(yùn)行的最終目標(biāo) 和最重要組成部分。電力用戶發(fā)生故障，會(huì)造成用戶停電，配電網(wǎng)負(fù)荷損失以及對(duì)配電網(wǎng)穩(wěn) 定性沖擊等問(wèn)題，用戶容量越大，其故障和停電對(duì)電網(wǎng)造成的沖擊和損失就越大，因此，對(duì) 電力用戶健康狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)其健康指數(shù)做出在線評(píng)估，根據(jù)預(yù)測(cè)的健康指數(shù)檢 查發(fā)現(xiàn)用戶事故隱患，則能夠有效避免電力用戶的故障和停電，可顯著提高電力系統(tǒng)可靠 性和經(jīng)濟(jì)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明就是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種提取簡(jiǎn)單，精確度高的種配電網(wǎng)電力用戶健 康指數(shù)評(píng)估裝置及評(píng)估方法。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明配電網(wǎng)電力用戶健康指數(shù)評(píng) 估裝置包括信號(hào)采集單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、中央處理單元、數(shù)字信號(hào)處理單元、4G通信傳輸 單元和人機(jī)交互信息顯示單元，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)信號(hào)采集單元的輸出端口與A/D轉(zhuǎn)換單元的輸 入端口相連，A/D轉(zhuǎn)換單元的輸出端口與數(shù)字信號(hào)處理單元的輸入端口相連，數(shù)字信號(hào)處理 單元的輸出端口與中央處理單元的數(shù)據(jù)輸入端口相連，中央處理單元的數(shù)據(jù)輸出端口分別 與人機(jī)交互信息顯示單元輸入端口、4G通信傳輸模塊的輸入端口相連；
[0005] 所述信號(hào)采集單元包括電壓互感器、電流傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)速 傳感器、氣壓傳感器，電壓互感器輸出端口、電流傳感器輸出端口、溫度傳感器輸出端口、濕 度傳感器輸出端口、風(fēng)速傳感器輸出端口、氣壓傳感器輸出端口分別與A/D轉(zhuǎn)換單兀的輸 入端口相連。
[0006] 作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述電流互感器采用DHC03B型號(hào)、電壓互感器采用 DH51D6V0. 4B型號(hào)、風(fēng)速傳感器采用YJ-FS100型號(hào)、溫度傳感器采用HE-200型號(hào)紅外溫度 傳感器、濕度傳感器采用STYB3100111A50型號(hào)、氣壓傳感器采用LC-QAl型號(hào)
[0007] 作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述A/D轉(zhuǎn)換單元采用TLC2543串行A/D轉(zhuǎn)換器， 4G通信傳輸單元采用ME3760型號(hào)的LTE模塊，人機(jī)交互信息顯示單元采用HG1286402C型 號(hào)的液晶顯示模塊；中央處理單元選用型號(hào)為STC89C51的單片機(jī)，數(shù)字信號(hào)處理單元選用 TMS320F2812 芯片；
[0008] 電流互感器、電壓互感器、溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、氣壓傳感器輸出 端分別經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路后連接到A/D轉(zhuǎn)換器TLC2543的輸入端AIN0-AIN5,A/D轉(zhuǎn)換器 TLC2543 的輸出端E0C、I/O、IN、OUT、CS分別連接到DSP芯片TMS320F2812 的XA1-XA5 引 腳，TMS320F2812的XD0-XD7引腳分別與51單片機(jī)STC89C51芯片的PO. 0-P0. 7相連，單 片機(jī)STC89C51芯片的PLO-PL7與液晶顯示模塊的D0-D7連接，單片機(jī)STC89C51芯片的P2.O-PL4與液晶顯示模塊的RS、RW、CS1、CS2、EN相連接，STC89C51芯片的RXD、TXD引腳 與4G通信模塊ME3760的DATA、DATA1端相連，4G通信模塊的ATNl端通過(guò)I.OpF電容與天 線連接。
[0009] 另外，本發(fā)明所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路采用TLC4501芯片。（設(shè)置信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，保證信 號(hào)采集的頻帶寬度、轉(zhuǎn)換速率和電壓增益，同時(shí)降低輸入失調(diào)電壓和電流以及溫度漂移）。
[0010] 其次，本發(fā)明TLC4501芯片5腳分別與電阻R3 -端、電阻R4 -端、電容C2 -端相 連，電阻R4另一端接I. 5V電源，電容C2另一端接地，電阻R3另一端分別與TLC4501芯片1 腳、電阻R2 -端、電容Cl一端相連，電容Cl另一端分別與電阻R2另一端、TLC4501芯片2 腳、信號(hào)采集單元的輸出端口相連，TLC4501芯片3腳接地；TLC4501芯片7腳通過(guò)電阻R8 與A/D轉(zhuǎn)換器輸入端口相連。
[0011] 電壓、電流、溫度、濕度、風(fēng)速、氣壓信息經(jīng)過(guò)各傳感器，進(jìn)行同步采樣、保持、A/D轉(zhuǎn) 換，變?yōu)閿?shù)字信號(hào)后，送入DSP芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理后的信息數(shù)據(jù)由DSP的并行數(shù)據(jù)輸 出接口送到51單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸入口，再由單片機(jī)對(duì)電壓、電流、溫度、濕度、風(fēng)速、氣壓信息 數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算后，計(jì)算結(jié)果通過(guò)液晶顯示模塊進(jìn)行顯示并將數(shù)據(jù)送到4G傳輸模塊，通過(guò)4G 通信模塊傳輸?shù)竭h(yuǎn)方調(diào)度端。
[0012] 配電網(wǎng)電力用戶健康指數(shù)評(píng)估方法，包括如下步驟：
[0013] 步驟1 :固定時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)配電網(wǎng)用戶的狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括：電壓、電流、溫度、濕度、 風(fēng)速、氣壓6個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，其中電壓的單位為千伏、電流單位為安培，溫度單位為攝氏 度、濕度單位為％、風(fēng)速單位為米/秒、氣壓?jiǎn)挝粸檎着?，得?組離散有序時(shí)間序列 ：
[0014] 式（9)
[0015] 步驟2 :對(duì)式（9)的時(shí)間序列進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理：

[0028] 式中，e等于 〇.〇1。
[0029] 步驟6 :計(jì)算配電網(wǎng)用戶健康指數(shù)值：He=R(X)
[0030] 步驟7 :將配電網(wǎng)用戶健康指數(shù)值：He=R(X)的預(yù)測(cè)結(jié)果通過(guò)液晶模塊顯示并通 過(guò)4G傳輸模塊發(fā)送至遠(yuǎn)方調(diào)度終端，以便維修人員及時(shí)進(jìn)行檢修。
[0031 ] 作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述固定時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)配電網(wǎng)用戶的狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括： 電壓、電流、溫度、濕度、風(fēng)速、氣壓6個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行10次測(cè)量。
[0032] 本發(fā)明有益效果。
[0033] 本發(fā)明利用直接測(cè)量配電網(wǎng)電力用戶的電壓、電流、溫度、濕度、風(fēng)速、氣壓作為輸 入量，并最終利用A/D轉(zhuǎn)換單元、DSP數(shù)字信號(hào)處理單元、CPU中央處理單元、人機(jī)交互信息 顯示單元和4G傳輸模塊實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)電力用戶健康指數(shù)監(jiān)測(cè)。這種方法避免傳統(tǒng)方法建立 模型和選取參數(shù)時(shí)造成的誤差，并且具有輸入量提取簡(jiǎn)單，精確度高，準(zhǔn)確度好，預(yù)測(cè)效率 高的特點(diǎn)。
[0034] 對(duì)配電網(wǎng)電力用戶健康指數(shù)做出預(yù)測(cè)，能夠預(yù)防電網(wǎng)重大事故，改善電力品質(zhì)，提 高用電可靠性，同時(shí)預(yù)測(cè)過(guò)程滿足實(shí)時(shí)性要求，提高數(shù)據(jù)采集及處理的效率，提高配電網(wǎng)電 力用戶健康指數(shù)預(yù)測(cè)的速度和精度，實(shí)現(xiàn)了以較高精度和較短響應(yīng)時(shí)間的優(yōu)勢(shì)對(duì)配電網(wǎng)電 力用戶健康指數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明保護(hù)范圍不僅局限 于以下內(nèi)容的表述。
[0036] 圖1是本發(fā)明電路原理框圖。
[0037] 圖2是本發(fā)明電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 如圖所示，本發(fā)明配電網(wǎng)電力用戶健康指數(shù)評(píng)估裝置包括信號(hào)采集單元、A/D轉(zhuǎn)換 單元、數(shù)字信號(hào)處理單元、中央處理單元、4G通信傳輸單元和人機(jī)交互信息顯示單元。
[0039] 所述A/D轉(zhuǎn)換單元用于將信號(hào)采集單元采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；
[0040] 所述數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)A/D轉(zhuǎn)換后的采集量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；
[0041] 所述中央處理單元對(duì)數(shù)字信號(hào)處理單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行；
[0042] 所述人機(jī)交互信息顯示單元用于就地顯示配電網(wǎng)電力用戶健康指數(shù)評(píng)估結(jié)果
[0043] 所述4G通信傳輸模塊用于將配電網(wǎng)電力用戶健康指數(shù)評(píng)估結(jié)果傳輸至遠(yuǎn)方調(diào)度 終端；
[0044] 所述信號(hào)采集模塊采集的電壓、電流、溫度、濕度、風(fēng)速、氣壓6個(gè)信號(hào)輸出至A/D 轉(zhuǎn)換單元的輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換單元的輸出端與數(shù)字信號(hào)處理單元的輸入端連接，所述 DSP數(shù)字信號(hào)處理單元的輸出端與CPU中央處理單元的輸入端連接，所述CPU中央處理單元 的串口與人機(jī)交互信息顯示單元和4G通信傳輸模塊的輸入輸連接。
[0045] 信號(hào)采集模塊包括電壓互感器、電流傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)速傳感 器、氣壓傳感器，電流互感器采用DHC03B型號(hào)、電壓互感器采用DH51D6V0. 4B型號(hào)、風(fēng)速傳 感器采用YJ-FS100型號(hào)、溫度傳感器采用HE-200型號(hào)紅外溫度傳感器、濕度傳感器采用 STYB3100111A50型號(hào)、氣壓傳感器采用LC-QAl型號(hào)。
[0046]A/D轉(zhuǎn)換器選用TLC2543串行A/D轉(zhuǎn)換