[发明专利]实现电能质量监测及污染源定位的电能质量监测仪和方法

权利要求书

1.一种实现电能质量监测及污染源定位的电能质量监测仪，其特征在于：包括顺次连接的信号采集装置、信号处理装置、系统控制装置和工控机；

信号采集装置用于：将电网信号的A相电压波形经过二阶滤波后形成正弦波信号，通过过零比较将正弦波信号变成方波信号；将方波信号进行电平转换和去毛刺、去抖动处理后输入到信号处理装置；

信号处理装置用于：在方波信号的每次上升沿期间进入中断，根据连续两次中断所记录的内部脉冲数，计算得出外部电网的网频频率；将信号处理装置的采样频率调节至与外部电网的网频频率同步后，进行同步采样和暂态数据分析处理，并将采样的稳态波形数据发送至系统控制装置；

系统控制装置用于：对稳态波形数据进行数据分析得到电能质量技术参数，并将电能质量技术参数发送至工控机；

工控机用于：对所有电能质量技术参数进行电能质量分析统计；根据电能质量分析统计，生成各种电能质量报表；从电能质量分析统计中得到电能质量超标参数，根据电能质量超标参数对电能质量污染源进行定位判断，电能质量污染源包括谐波/间谐波污染源、波动闪变污染源、电压骤升骤降污染源、电压三相不平衡污染源、电压偏差污染源、频率偏差污染源。

2.如权利要求1所述的实现电能质量监测及污染源定位的电能质量监测仪，其特征在于：所述信号采集装置包括电压电流互感器、有源滤波放大器、过零比较器、复杂可编程逻辑器件CPLD芯片和模数转换器；电压电流互感器的输入端与电网信号连接，输出端分别与有源滤波放大器的输入端、过零比较器的输入端连接；过零比较器的输出端与CPLD芯片的输入端连接；有源滤波放大器的输出端、CPLD芯片的控制模数转换IO均与模数转换器的输入端连接；模数转换器的输出端与信号处理装置连接。

3.如权利要求1所述的实现电能质量监测及污染源定位的电能质量监测仪，其特征在于：若工控机初次运行，所述所有电能质量技术参数为当前电能质量技术参数；若工控机非初次运行，所述所有电能质量技术参数为当前电能质量技术参数和整个运行时间段保存的历史电能质量技术参数。

4.如权利要求1至3中任一项所述的实现电能质量监测及污染源定位的电能质量监测仪，其特征在于：所述信号处理装置还连接有用于保存采样数据的扩展存储器，以及用于信号处理装置的在线仿真和程序下载的JTAG仿真接口。

5.如权利要求1至3中任一项所述的实现电能质量监测及污染源定位的电能质量监测仪，其特征在于：所述系统控制装置还连接有用于实现人机对话操作的LCD接口、键盘接口。

6.一种基于权利要求1至5中任一项所述监测仪的实现电能质量监测及污染源定位的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：信号采集装置接收各监测点的电网信号；将电网信号的A相电压波形经过二阶滤波后形成正弦波信号，通过过零比较将正弦波信号变成方波信号；将方波信号进行电平转换和去毛刺、去抖动处理后输入到信号处理装置，转入S2；

S2：信号处理装置在方波信号的每次上升沿期间进入中断，根据连续两次中断所记录的内部脉冲数，计算得出外部电网的网频频率；将信号处理装置的采样频率调节至与外部电网的网频频率同步后，进行同步采样和暂态数据分析处理，并将采样的稳态波形数据发送至系统控制装置，转入S3；

S3：系统控制装置对稳态波形数据进行数据分析得到电能质量技术参数，并将电能质量技术参数发送至工控机，转入S4；

S4：工控机对所有电能质量技术参数进行电能质量分析统计；根据电能质量分析统计，生成各种电能质量报表；从电能质量分析统计中得到电能质量超标参数，根据电能质量超标参数对电能质量污染源进行定位判断，其中，电能质量污染源包括谐波/间谐波污染源、波动闪变污染源、电压骤升骤降污染源、电压三相不平衡污染源、电压偏差污染源、频率偏差污染源。