[发明专利]一种基于智能电能表的电能质量监测系统及其监测方法

权利要求书

1.一种基于智能电能表的电能质量监测系统，其特征在于，其安装在所述智能电能表中，用于对当前节点的电网电能质量进行监测，并在电网环境异常时及时向电网控制中心发出预警；所述电能表质量监测系统包括：

通信模块，其用于在本地的智能电能表和远端的主站服务器之间建立通信连接；

数据采集单元，其用于获取由智能电能表中的计量单元计量的各项实时的电力信息；

存储模块，其包括程序存储单元和数据存储单元；所述程序存储单元中存储有用于分析和计算各项电能质量监测指标的算法程序，所述数据存储单元用于存储数据采集单元获取到的实时电力信息，以及根据所述实时电力信息计算出的电能质量监测指标的结果；

指令接收单元，其用于接收由主站服务器下达并由智能电能表的主控模块转发的一个电能质量监测指令，并通过设备识别码验证对指令进行安全验证；所述电能质量监测指令中包含主站服务器请求上传的一项或多项电能质量监测指标，以及执行指令的智能电能表的设备识别码；

指令响应单元，其用于在所述电能质量监测指令验证通过后，根据解析出的所述电能质量监测指令中请求上传的电能表质量监测指标项，将所述存储模块中存储的相应的算法程序写入到智能电能表的主控模块的处理器RAM中；主控模块执行所述算法程序时，先向所述计量单元调用各个电能质量监测指标项所需的电力信息，然后计算和分析出相应的电能质量监测指标的结果，最后将结果经通信模块上传到所述主站服务器中，并写入到所述存储模块的数据存储单元中；

警报单元，其用于采集存储模块中写入的实时的电能质量监测结果，并将监测结果与一个预设的安全阈值作比较，当任意一项实时的电能质量监测结果超出安全阈值时，则生成一个相应的安全预警信号。

2.如权利要求1所述的基于智能电能表的电能质量监测系统，其特征在于：所述电能质量监测系统通过URAT接口与所述智能电能表的主控模块电连接；所述数据采集单元通过SPI接口与智能电能表的计量单元电连接，进而获取所需的实时的电力信息。

3.如权利要求2所述的基于智能电能表的电能质量监测系统，其特征在于：所述电能质量监测系统中，用于分析电能质量的电力信息包括：谐波电压、2～50次电流含有率、2～50次谐波电流有效值、电压总谐波畸变率、电流总谐波畸变率、2～50次谐波相角、谐波功率、间谐波电压、0.5～49.5次电流含有率、0.5～49.5次间谐波电流有效值。

4.如权利要求3所述的基于智能电能表的电能质量监测系统，其特征在于：所述电能质量监测系统中，电能质量的监测指标包括稳态数据指标项和暂态数据指标项；其中，所述稳态数据指标项包括：电压偏差、频率偏差、三相电压或三相电流不平衡、电压波动、闪变、谐波类数据和间谐波类数据；所述谐波类数据包括谐波电压或谐波电流含有率、谐波电流有效值、电压总谐波畸变率、电流总谐波畸变率、谐波相角、谐波功率；所述间谐波类数据包括间谐波电压或间谐波电流含有率、间谐波电流有效值；所述暂态数据指标项包括事件数据和有效值数据；所述事件数据包括电压暂降、电压暂升和短时中断；所述有效值数据指触发记录的有效值数据。

5.如权利要求4所述的基于智能电能表的电能质量监测系统，其特征在于：所述电能质量监测系统采用可拆卸的模组方案与现有的智能电能表中预留的通信接口电连接；安装状态下，智能电能表自动配置相应模组的工作状态信息；其中，所述电能质量监测系统中的通信模块采用电能表中现有的功能模块；所述通信模块采用基于以太网、电力载波通信或数字移动通信的功能模块。

6.如权利要求4所述的基于智能电能表的电能质量监测系统，其特征在于：所述电能质量监测系统采用集成化的模组方案设置在现有的智能电能表的主控模块中，作为智能电能表硬件的一部分；所述智能电能表自身配备有电能质量监测功能。

7.如权利要求4所述的基于智能电能表的电能质量监测系统，其特征在于：所述警报单元生成的所述安全预警信号输出到智能电能表本地端连接到的警报器上，用于驱动警报器工作；同时输出到远端的主站服务器，主站服务器接收到安全预警信息后，根据电能质量监测结果分析电能表对应的电网节点的故障状态，并向运维管理人员下达相应的运维决策方案。