[发明专利]一种变电站多点电能质量监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于变电站设备技术领域，尤其涉及一种变电站多点电能质量监测装置及方法。

背景技术

随着电力系统中非线性负载用户的增多和更多用户对电能质量提出越来越高的要求，变电站所在的配网电能质量监测在电力系统中广受重视。电网部门以此为依据保证电网可靠运行，同时监测用户向电网排放污染情况；一些电能质量敏感企业可借此了解电网供电质量，研判其对敏感设备的影响；对电网污染较大企业则可以监测其向电网排污达标情况，检验其补偿设备是否有效；同时该设备保存的客观数据，也可以作为电网与客户发生争端时的评判依据。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现有的变电站电能质量监测任务多为单点任务检测，通常用于对关键设备的检测，很少关注造成电能质量的源头，以及对潜在的电能质量问题进行定位，功能较为单一。现有的各电能质量检测设备往往独立运行，采集的数据之间缺乏没有必要的联系，缺少对多点电能质量检测数据的集中管理与分析。若能建立基于特定网络协议的分布式多点电能质量检测装置，并通过集中检测与管理各节点电能质量数据，解析各电能质量数据之间的关联关系，通过特定的算法，确定各电能质量的状态，对电能质量存在严重故障的数据进行预测和报警处理；并能根据各数据的关联关系，完成某些电能质量污染源的定位，对于变电站的投运、运行维护和检修都有特别积极的指导作用，对于提前预测可能故障，检测电网污染情况、评估电能质量补偿设备的有效性、评估用电企业的污染状况已经责任分配等，都可以提供重要的参考数据。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种变电站多点电能质量监测装置及方法。

本发明是这样实现的，一种变电站多点电能质量监测方法，所述变电站多点电能质量监测方法通过电压和电流检测和调理电路，借助DSP自身的AD转换端口完成三相电压和电流信号的采集，经内部算法处理，得到各次电压和电流谐波数据，并分析电压、电流对称度，功率因素、总谐波含量的电能质量参数；将电能质量计算结果连续写入指定存储单元，再通过MODBUS RTU协议送到上位机分析处理。

进一步，所述变电站多点电能质量监测方法具体包括：

以DSP28335为控制核心，通过电压和电流调理电路，将三相电压和电流信号变送成符合DSP的AD端口电平要求的低压单极性直流形式；

借助DSP的AD转换端口内部的算法编程，根据采集的三相电压电流数值，以规定的周期，计算三相电压和电流的25次以下各次谐波含量，计算三相电压和电流平衡度，功率因数，并按规定的数据格式存储在内部存储器中；

遵循MODBUS RTU通讯协议，采用主机呼叫从机方式完成主从式的多机通讯；

上位机采用力控组态软件编写操控界面，进行电能质量参数的提取，量化，单位变换；

编写上位机软件算法，调整电能质量参数报警阈值，对电能质量参数中阈值超标参数进行颜色、声音报警提示；

多点测量时，根据电能质量参数数值大小，预测电能质量问题潜在污染源的方向分布。

本发明的另一目的在于提供一种变电站多点电能质量监测装置包括：

DSP28335控制器，用于变电站多点电能质量监测和控制运行程序；

调理电路，先将高压大电流模拟信号转换为低压小电流交流信号，再经AD转换装置转化为数字量进行计算；使用DSP自带12位AD转换端口；

多点通讯接口：用于完成多个监测终端的远距离信息采集；

电能质量参数计算模块，

用于计算电压和电流中的各次谐波含量；

电网同步信号采集模块，借助三相软件锁相原理获得电网相位信息；根据坐标变换的原理，三相电压合成矢量u_s的大小不变时，同步旋转坐标系下的u_s的q轴分量u_sq反映出d轴和电网电压u_s的相位关系；当u_sq＝0时，电网电压u_s和d轴同相；通过控制u_sq＝0用于实现两者的同相位；将零与u_sq做差后，经PI调节器得到ω_err，与基准频率ω_N比较后，经过积分，得到锁相相位角θ；

MODBUS软件协议模块，采用RS485网络建立主从式多机通讯系统，通过主机呼叫从机，从机应答方式进行通讯；

多点检测与谐波源定位模块，用于定位谐波源以及划分谐波责任；并基于谐波功率潮流方向确定谐波源方位。