智能環(huán)網(wǎng)柜及其監(jiān)控單元系統(tǒng)和監(jiān)控方法
【專利說(shuō)明】智能環(huán)網(wǎng)柜及其監(jiān)控單元系統(tǒng)和監(jiān)控方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及電力電網(wǎng)技術(shù)，特別涉及電力電網(wǎng)的智能配網(wǎng)技術(shù)。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]智能配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)建設(shè)中的重要一環(huán)，它將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集于一體，對(duì)配電網(wǎng)上的設(shè)備運(yùn)行遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)視，協(xié)調(diào)及控制，這是電力系統(tǒng)現(xiàn)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。目前的配電系統(tǒng)在向開(kāi)放式、一體化和集成化的綜合自動(dòng)化方向發(fā)展，以從提高配電網(wǎng)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和效率、提高供電質(zhì)量、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、充分利用現(xiàn)有的設(shè)備能力以及縮短停電時(shí)間和減少停電面積等多個(gè)方面為供電系統(tǒng)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)智能環(huán)網(wǎng)柜的電氣數(shù)據(jù)的采集監(jiān)視和控制，通常是在環(huán)網(wǎng)柜的進(jìn)線柜和出線柜上分別安裝監(jiān)控單元，進(jìn)行環(huán)網(wǎng)柜的交流電流和交流電壓的數(shù)據(jù)采集，及環(huán)網(wǎng)柜的電機(jī)控制、開(kāi)關(guān)等。
[0006]現(xiàn)有的智能環(huán)網(wǎng)柜的監(jiān)控單元上，為了確保交流電流和交流電壓采集的同步性及有功、無(wú)功的計(jì)算精度，通常是在一臺(tái)監(jiān)控單元上既采集交流電流又采集交流電壓，然后計(jì)算有功、無(wú)功的高級(jí)測(cè)量值。
[0007]由于智能環(huán)網(wǎng)柜的進(jìn)線柜和出線柜的電壓為同一等級(jí)電壓，因此智能環(huán)網(wǎng)柜上的各個(gè)監(jiān)控單元采集出來(lái)的電壓有效值為同一個(gè)值，存在重復(fù)采集、浪費(fèi)電壓互感器等缺點(diǎn)。同時(shí)，現(xiàn)代的配電終端設(shè)備趨向于小型化、低功耗，在監(jiān)控單元上同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流、電壓的采集也不利于裝置的小型化、低功耗。另外，監(jiān)控單元尺寸過(guò)大也不利于其在智能環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)狹小空間的安裝。
[0008]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于避免現(xiàn)有技術(shù)中因重復(fù)采集電壓而導(dǎo)致浪費(fèi)電壓互感器、監(jiān)控單元尺寸大和功耗大的不足之處，本發(fā)明提出了一種智能環(huán)網(wǎng)柜及其監(jiān)控單元系統(tǒng)和監(jiān)控方法，可以減小體積和降低功耗。
[0010]針對(duì)上述要解決的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
提供一種智能環(huán)網(wǎng)柜的監(jiān)控單元系統(tǒng)，包括電壓型監(jiān)控單元和與該電壓型監(jiān)控單元相連的至少一個(gè)電流型監(jiān)控單元，所述電壓型監(jiān)控單元設(shè)有CAN總線接口和1同步接口，所述電流型監(jiān)控單元設(shè)有CAN總線接口和1同步接口，所述電壓型監(jiān)控單元借助CAN總線和同步脈沖信號(hào)線與各電流型監(jiān)控單元連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述電壓型監(jiān)控單元包括主控單元和與主控單元相連的CAN通信單元及用于輸出同步脈沖信號(hào)的控制單元，所述電流型監(jiān)控單元包括主控單元和與主控單元相連的CAN通信單元及用于接收同步脈沖信號(hào)的控制單元。
[0012]提供一種智能環(huán)網(wǎng)柜，包括上述的監(jiān)控單元系統(tǒng)。
[0013]進(jìn)一步地，所述智能環(huán)網(wǎng)柜中，所述電壓型監(jiān)控單元裝設(shè)在智能環(huán)網(wǎng)柜的進(jìn)線柜上，所述電流型監(jiān)控單元裝設(shè)在智能環(huán)網(wǎng)柜的出線柜上。
[0014]設(shè)計(jì)一種智能環(huán)網(wǎng)柜的監(jiān)控方法，在智能環(huán)網(wǎng)柜上設(shè)置電壓型監(jiān)控單元和與該電壓型監(jiān)控單元相連的至少一個(gè)電流型監(jiān)控單元，所述電壓型監(jiān)控單元借助同步脈沖信號(hào)線將同步脈沖信號(hào)輸出給各電流型監(jiān)控單元，所述電壓型監(jiān)控單元借助CAN總線將其采集到的電壓值信號(hào)發(fā)送給各電流型監(jiān)控單元，各電流型監(jiān)控單元根據(jù)其采集到的電流值信號(hào)與其接收到的電壓值信號(hào)計(jì)算出所需的電網(wǎng)特性參數(shù)以對(duì)智能環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行監(jiān)視和控制。
[0015]進(jìn)一步地，所述電壓型監(jiān)控單元在輸出同步脈沖信號(hào)之前，先要通過(guò)所述CAN總線向所述電流型監(jiān)控單元廣播同步序號(hào)。
[0016]進(jìn)一步地，所述電壓型監(jiān)控單元在發(fā)送電壓值信號(hào)給各電流型監(jiān)控單元之前，先要通過(guò)所述CAN總線向各電流型監(jiān)控單元廣播同步序號(hào)。
[0017]進(jìn)一步地，所述電壓型監(jiān)控單元在輸出同步脈沖信號(hào)之后啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集，該電流型監(jiān)控單元在接收到同步脈沖信號(hào)之后啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集。
[0018]進(jìn)一步地，所述電壓型監(jiān)控單元和電流型監(jiān)控單元均在一個(gè)周波內(nèi)采樣多數(shù)個(gè)測(cè)量點(diǎn)，該電壓值信號(hào)和該電流值信號(hào)均是經(jīng)過(guò)FFT計(jì)算采樣點(diǎn)的實(shí)部和虛部得到。
[0019]進(jìn)一步地，所述電壓型監(jiān)控單元和電流型監(jiān)控單元均在一個(gè)周波內(nèi)采樣32個(gè)測(cè)量點(diǎn)。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的智能環(huán)網(wǎng)柜及其監(jiān)控單元系統(tǒng)和監(jiān)控方法的技術(shù)效果在于:通過(guò)設(shè)置一個(gè)電壓型監(jiān)控單元和多個(gè)電流型監(jiān)控單元，并通過(guò)一 CAN總線和一同步脈沖信號(hào)線將這些監(jiān)控單元連接起來(lái)，可以減少不必要的電壓重復(fù)采集及電壓互感器的使用，從而可以減小體積和降低功耗。
[0021]
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明的監(jiān)控單元系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖。
[0023]圖2為本發(fā)明的監(jiān)控單元系統(tǒng)中電壓型監(jiān)控單元的結(jié)構(gòu)示意框圖。
[0024]圖3為本發(fā)明的監(jiān)控單元系統(tǒng)中電流型監(jiān)控單元的結(jié)構(gòu)示意框圖。
[0025]圖4為本發(fā)明的監(jiān)控單元系統(tǒng)中電壓型監(jiān)控單元的工作流程示意圖。
[0026]圖5為本發(fā)明的監(jiān)控單元系統(tǒng)中電流型監(jiān)控單元的工作流程示意圖。
[0027]
【具體實(shí)施方式】
[0028]現(xiàn)結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。
[0029]參見(jiàn)圖1，一種智能環(huán)網(wǎng)柜及其監(jiān)控單元系統(tǒng)100，包括電壓型監(jiān)控單元I和與該電壓型監(jiān)控單元相連的多個(gè)電流型監(jiān)控單元2，電壓型監(jiān)控單元I設(shè)有CAN總線接口 110和1同步接口 120。電流型監(jiān)控單元2設(shè)有CAN總線接口 210和1同步接口 220。各個(gè)監(jiān)控單元1、2之間通過(guò)CAN總線3和同步脈沖信號(hào)線4連接。在本實(shí)施例中，該電壓型監(jiān)控單元I安裝在智能環(huán)網(wǎng)柜的進(jìn)線柜上，這些電流型監(jiān)控單元2安裝在智能環(huán)網(wǎng)柜的出線柜上，可以實(shí)現(xiàn)智能環(huán)網(wǎng)柜的監(jiān)視和控制功能。
[0030]參見(jiàn)圖2，該電壓型監(jiān)控單元I包括:主控單元101 ;通過(guò)系統(tǒng)總線103與該主控單元101相連的存儲(chǔ)單元102、實(shí)時(shí)時(shí)鐘104、程序下載單元105、控制單元106、CAN通信模塊110、交流采樣模塊130及顯示面板160等；與該控制單元106相連的輸入輸出接口 107和1同步接口 120 ;以及用以提供工作電源的系統(tǒng)電源170和電源模塊180。
[0031]該主控單元101采用ARM芯片，用于完成系統(tǒng)的控制和數(shù)據(jù)處理。該存儲(chǔ)單元102，用于存放系統(tǒng)參數(shù)和掉電不可丟失的數(shù)據(jù)記錄。該控制單元106，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制輸出和遙信狀態(tài)輸入，并引出一個(gè)1同步信號(hào)，連接到各電流監(jiān)控單元2上，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)監(jiān)控單元1、2的數(shù)據(jù)同步采集。該CAN通信模塊120，用于完成監(jiān)控單元1、2間的數(shù)據(jù)傳輸。該交流采樣模塊130，用于完成系統(tǒng)的電壓的信號(hào)轉(zhuǎn)換和采集，其具體包括AD轉(zhuǎn)換131、信號(hào)調(diào)理132以及PGA放大133，其通過(guò)連接電壓互感器140獲取待測(cè)電壓信號(hào)。該顯示面板160，用于就地顯示信號(hào)狀態(tài)和測(cè)量數(shù)據(jù)值。
[0032]參見(jiàn)圖3，該電流型監(jiān)控單元2包括:主控單元201 ;通過(guò)系統(tǒng)總線203與該主控單元201相連的存儲(chǔ)單元202、實(shí)時(shí)時(shí)鐘204、程序下載單元205、控制單元206、CAN通信模塊210、交流采樣模塊230及顯示面板260等；與該控制單元206相連的輸入輸出接口 207和1同步接口 220 ;以及用以提供工作電源的系統(tǒng)電源270和電源模塊280。該電流型監(jiān)控單元2與該電壓型監(jiān)控單元I的硬件結(jié)構(gòu)大致相同，二者的差異主要體現(xiàn)