電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及監(jiān)控設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子設(shè)備、電氣化鐵路、電弧爐、乳鋼機(jī)等非線性負(fù)荷和沖擊性負(fù)荷的廣泛應(yīng)用，電能質(zhì)量問題日益嚴(yán)重。例如半導(dǎo)體生產(chǎn)、造紙等行業(yè)對(duì)電能質(zhì)量的要求日益嚴(yán)格，即使幾十毫秒的電壓降落也可能導(dǎo)致生產(chǎn)設(shè)備工作異常、停機(jī)，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。改善電能質(zhì)量對(duì)于電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、保障工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行以及降低能耗等均有重要意義。因此暫態(tài)電能質(zhì)量的研究和治理受到越來越多的重視，而暫態(tài)電能質(zhì)量擾動(dòng)分類是其中的重要環(huán)節(jié)。
[0003]現(xiàn)有的電能質(zhì)量的主要監(jiān)測(cè)手段是人工方式，利用便攜式電能質(zhì)量測(cè)量設(shè)備，對(duì)線路和變電站進(jìn)行地毯式的數(shù)據(jù)采集，當(dāng)前電能質(zhì)量分析儀主要有手持式諧波分析儀、便攜式多功能電能質(zhì)量分析儀和電能質(zhì)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)儀。現(xiàn)有的檢測(cè)手段中，由于大多需要技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、人工抄表、統(tǒng)計(jì)分析，導(dǎo)致這種方式具有明顯的局限性，如存在實(shí)時(shí)性差、監(jiān)測(cè)指標(biāo)少、工作量大、效率低等問題。
[0004]現(xiàn)有的電能質(zhì)量檢測(cè)分析方法主要有以下三種:1、時(shí)域仿真方法，通過求解由微分方程描述的電力系統(tǒng)元件方程，來對(duì)電能質(zhì)量問題中的各種暫態(tài)現(xiàn)象進(jìn)行研究；2、頻域分析方法，主要用于電能質(zhì)量中的諧波問題分析，利用常規(guī)諧波潮流計(jì)算，分析諧波在系統(tǒng)中的分布情況；3、變換域分析方法，主要有傅里葉變換法、小波變換法等，其核心思想是將待分析的采樣信號(hào)做某種變換，然后依據(jù)一些信號(hào)處理方法來分析信號(hào)的特征，從而實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的檢測(cè)。其中，時(shí)域仿真方法是這三種中應(yīng)用最為廣泛的一種方法，其缺點(diǎn)是仿真步長(zhǎng)的選取決定了可模仿的最大頻率范圍，因此必須事先知道暫態(tài)過程的頻率覆蓋范圍；頻域分析方法主要用于電能質(zhì)量諧波問題，缺點(diǎn)是計(jì)算量大，求解過程復(fù)雜；變換域分析方法雖然是近年來較為成熟的方法，但是在其單獨(dú)應(yīng)用時(shí)還是存在局限性，并不能很好的滿足精度高，智能化的需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的內(nèi)容是提供一種電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，其能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的某種或某些缺陷。本實(shí)用新型能夠基于模糊邏輯分析方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使得能夠較佳地降低數(shù)據(jù)處理強(qiáng)度并能夠得到較佳地精度。另外，本實(shí)用新型能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控電力網(wǎng)絡(luò)的電能質(zhì)量，從而能夠較佳地降低人工成本。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，其包括:
[0007]互感器模塊，用于對(duì)電能質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行采集并轉(zhuǎn)換成參數(shù)信號(hào)；
[0008]處理模塊，用于接收參數(shù)信號(hào)，并對(duì)參數(shù)信號(hào)進(jìn)行處理以得到控制信號(hào)；
[0009]操作信號(hào)發(fā)送模塊，用于接收控制信號(hào)，并對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行處理以得到操作信號(hào)；以及
[0010]補(bǔ)償裝置，用于接收操作信號(hào)，并根據(jù)操作信號(hào)對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行補(bǔ)償。
[0011]本實(shí)用新型中，互感器模塊能夠有多個(gè)，以對(duì)相同線路的多個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，從而保證測(cè)量的精準(zhǔn)性，由于互感器模塊能夠?qū)z測(cè)到的參數(shù)發(fā)送給處理模塊，從而能夠較佳地替代人工對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。
[0012]本實(shí)用新型中，處理模塊能夠?qū)崟r(shí)地對(duì)接收的參數(shù)進(jìn)行分析，并能夠根據(jù)分析結(jié)果產(chǎn)生控制信號(hào)，操作信號(hào)發(fā)送模塊能夠?qū)刂菩盘?hào)進(jìn)行接收并分析，從而產(chǎn)生操作信號(hào)，補(bǔ)償裝置能夠接收操作信號(hào)并執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，從而對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行補(bǔ)償，從而能夠較佳地自動(dòng)處理一些影響電能質(zhì)量的問題。由上述可知，本實(shí)用新型不僅能夠較佳地對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，還能夠較佳地對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控，從而為電能質(zhì)量的監(jiān)控提供了較佳地方案。
[0013]作為優(yōu)選，還包括第一通訊模塊和第二通訊模塊，互感器模塊和操作信號(hào)發(fā)送模塊均通過第一通訊模塊和第二通訊模塊與處理模塊信息交互。
[0014]本實(shí)用新型中，能夠通過第一通訊模塊和第二通訊模塊實(shí)現(xiàn)多個(gè)互感器模塊與處理模塊間，以及操作信號(hào)發(fā)送模塊與處理模塊間的信息交互，從而能夠使得互感器模塊和操作信號(hào)發(fā)送模塊能夠較佳地與處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[0015]作為優(yōu)選，第一通訊模塊和第二通訊模塊間的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議采用Zigbee協(xié)議。
[0016]本實(shí)用新型中，第一通訊模塊和第二通訊模塊能夠采用例如zigbee、wif1、藍(lán)牙等無線通信方式進(jìn)行通信，從而能夠較佳地解決現(xiàn)場(chǎng)布線難、成本高的問題，同時(shí)還能夠較佳地降低維護(hù)成本。
[0017]作為優(yōu)選，補(bǔ)償裝置采用無功補(bǔ)償裝置。
[0018]本實(shí)用新型中，補(bǔ)償裝置能夠采用例如無功補(bǔ)償裝置，從而能夠較佳地提高電力供電系統(tǒng)中的功率因數(shù)，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境等。
[0019]作為優(yōu)選，還包括操作模塊，操作模塊用于向處理模塊發(fā)送輸入指令。
[0020]本實(shí)用新型中，還能夠包括例如操作模塊，通過操作模塊能夠較佳地對(duì)處理模塊發(fā)送輸入指令，從而使得本實(shí)用新型能夠更為靈活運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)中。
[0021]作為優(yōu)選，還包括顯示模塊，處理模塊將參數(shù)信號(hào)和控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成顯示信號(hào)后發(fā)送給顯示模塊。
[0022]本實(shí)用新型中，還能夠包括例如顯示模塊，顯示模塊能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，使得使用者能夠較為及時(shí)、直觀的了解現(xiàn)場(chǎng)情況，從而能夠及時(shí)作出處理判斷。
[0023]作為優(yōu)選，還包括后臺(tái)中心，后臺(tái)中心用于對(duì)處理模塊進(jìn)行控制。
[0024]本實(shí)用新型中，還能夠包括例如后臺(tái)中心，后臺(tái)中心能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)處理模塊進(jìn)行管理，從而使得通過后臺(tái)中心能夠較佳地實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)工作站(每個(gè)工作站用于單獨(dú)對(duì)一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控)的管理，而后臺(tái)中心能夠通過例如英特網(wǎng)和工作站進(jìn)行通信，從而能夠較佳地統(tǒng)一管理一片區(qū)域的多個(gè)工作站。
[0025]作為優(yōu)選，處理模塊采用小波變換和模糊邏輯相結(jié)合的算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
[0026]本實(shí)用新型中，處理模塊能夠采用小波變換和模糊邏輯相結(jié)合的算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，暫態(tài)電能質(zhì)量擾動(dòng)的指標(biāo)通?；\統(tǒng)的給出了一些限值，且不同地區(qū)有不同的要求，對(duì)擾動(dòng)類別和擾動(dòng)強(qiáng)度的正確判斷需要具有專家知識(shí)并了解當(dāng)?shù)厍闆r，而模糊邏輯分類方法能夠通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)和參數(shù)選擇將專家知識(shí)與當(dāng)?shù)貙?shí)際要求綜合考慮，自動(dòng)給出較為直觀、準(zhǔn)確的判斷評(píng)價(jià)，從而實(shí)現(xiàn)較為高效、精確的檢測(cè)。
[0027]作為優(yōu)選，處理模塊包括四個(gè)輸入模塊、模糊推理模塊和兩個(gè)輸出模塊，四個(gè)輸入模塊用于采用小波變換算法對(duì)參數(shù)信號(hào)進(jìn)行處理以得出“擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間信號(hào)”、“擾動(dòng)幅度信號(hào)”、“擾動(dòng)頻率信號(hào)”和“電壓變化率絕對(duì)值信號(hào)”并發(fā)送給模糊推理模塊；模糊推理模塊用于采用模糊邏輯算法對(duì)“擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間信號(hào)”、“擾動(dòng)幅度信號(hào)”、“擾動(dòng)頻率信號(hào)”和“電壓變化率絕對(duì)值信號(hào)”進(jìn)行處理以得出“擾動(dòng)類型信號(hào)”和“擾動(dòng)強(qiáng)度信號(hào)”并分別發(fā)送給兩個(gè)輸出模塊。
[0028]本實(shí)用新型中，四個(gè)輸入模塊能夠采用小波變換提取擾動(dòng)時(shí)間特征，根據(jù)各類暫態(tài)電能質(zhì)量的內(nèi)在特征選擇擾動(dòng)發(fā)生時(shí)間的電壓幅值、電壓變化率絕對(duì)值、擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間和擾動(dòng)頻率4個(gè)特征量組成暫態(tài)電能質(zhì)量擾動(dòng)分類的特征向量。從而能夠簡(jiǎn)化算法，降低了小波變換提取特征所需時(shí)間。另外，本實(shí)用新型能夠根據(jù)各種暫態(tài)擾動(dòng)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)4輸入(分別通過四個(gè)輸入模塊輸入)2輸出(分別通過兩個(gè)輸出模塊輸出)的模糊邏輯推理系統(tǒng)(通過模糊推理模塊實(shí)現(xiàn))和多條模糊邏輯規(guī)則，用模糊邏輯方法分類，通過仿真分析