[发明专利]一种电能监测数据的优化装置及其优化方法

说明书

技术领域

本发明一种电能监测数据的优化装置及其优化方法涉及一种优化电能监测数据的装置，对非线性负荷用户线路的电能质量实时监测，并实时显示、分析和数据优化，从而有效节约了数据存储空间，提高了传输效率。

背景技术

电能涉及发、供、用各方面的权益，优质的电能对保证电网和广大用户电气设备的安全经济运行，保障国民经济各行各业的正常生产和产品质量以及提高人民生活质量都具有重要意义。

随着国民经济的不断发展，电能受到越来越多的重视，同时也对其在线监测、管理提出了更高的要求。监测的新技术和新方法不断投入使用。部分大、中型非线性负荷用户线路开始采用在线式电能质量监测技术，实行全天候实时监测；并通过复杂的傅立叶变换、瞬时无功功率理论，谐波子组算法等理论计算，实时计算出电网的各项电能质量指标数据，实现实时监测，但电能质量数据量庞大，监测设备每个周波的采样频率大于512次，每天的数据量就高达17M，常规设备需要保存6个月以上的数据，则至少需要1.26G的flash，因而对硬件要求非常高，代价很大。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处提供一种电能监测数据的优化装置及其优化方法，装置采用模块化设计，最大程度简化模块之间的耦合度，以实现对非线性负荷用户线路的电能质量实时监测，并实时显示、分析和数据优化，从而有效节约了数据存储空间，提高了传输效率。

一种电能监测数据的优化装置及其优化方法是采取以下技术方案实现的：

一种电能监测数据的优化装置包括电压/电流互感器、采集分析模块、数据处理优化模块、内存数据库、中央处理器、显示模块和报警模块，该装置通过电压/电流互感器与电网连接，采集电网的基本信号；所述基本信号包括A相电压、B相电压、C相电压、A相电流、B相电流和C相电流；采集分析模块的输入端与电压/电流互感器的输出端相连，数据处理优化模块的输入端与采集分析模块的输出端相连，内存数据库分别与数据处理优化模块的输出端以及中央处理器相连，中央处理器的输出端与显示模块以及报警模块相连。

采集分析模块从电压互感器将A相电压、B相电压、C相电压输入端的大电压信号按比例转换小电压信号，电流互感器将A相电流、B相电流和C相电流的大电流信号按比例转成小电流信号，再通过一个高精度的采样电阻转成电压信号；通过安装在采集分析模块中的模数转换器转化成数字信号，计算出各项电能质量指标数据；所述的各项电能质量指标数据包括频率、有功功率、无功功率、功率因数、电压和电流以及各自的相位角、2-50次谐波以及间谐波的电压含有率和电流、总畸变率、短时闪变和长时闪变以及不平衡度，并进一步计算出电压骤升、骤降、中断事件和波形等。

所述采样电阻型号为AR03TTBY1001N,温度系数5PPM，电阻精度为0.01%，即万分之一精度。

数据处理优化模块从采集分析模块接收各项电能质量指标数据，并通过压缩、优化各项电能质量指标数据；压缩各项电能质量指标数据的算法为：压缩应用基本值×指标值÷系数。

其中，压缩应用基本值根据电压等级而定，如电压等级为35kV，则基本值为35000；系数与指标值的关系为最大值/系数 ≥，如取值10000，32768/10000=3.2768≥；指标值根据实际值的大小确定，其取值范围为-32768～+32767。例如：需要存储的值为171.5，在计算机中需要占用8个字节的空间。而通过该算法可表示为，指标值：49，系数：10000，基本值：35000；49×35000/10000＝171.5。

在发生故障录波的情况下，每个波形需要存储512个点，共A、B、C三相，前后八个波形，如果不采用压缩算法，实际存储占用的空间为：每个数据用8个字节的浮点数表示，则存储空间为：512×3×8×8＝98304字节；而采用压缩算法，则实际需要的存储空间为：512×3×8×2＋2＋4＝24582字节，实际节约73722个字节，节约百分比为：（ 98304—24582）／98304×100%＝74.99%。

将数据处理优化模块输出的各项电能质量指标数据储存在内存数据库中。

显示模块通过总线与中央处理器连接，接收并显示监测的电能质量指标数据的矢量图、波形、棒图、曲线；报警装置通过总线与中央处理器连接，接收报警指示信号，指示报警。

所述中央处理器采用TMS320F2812PGFA处理器，中央处理器将从内存数据库读取的各项电能质量指标数据与设定的阈值进行比较判断，将电能质量指标数据的矢量图、波形、棒图和曲线传输到显示模块进行显示，将报警信息传输到报警模块。