[发明专利]一种基于ZigBee的电能质量监控系统及方法

说明书

本发明涉及并网光伏电站电能质量检测技术领域，更具体地说，涉及一种基于ZigBee的电能质量监控系统及方法，电能质量监控系统包括：数据采集终端、路由设备、ZigBee协调器和上位机，数据采集终端、路由设备和ZigBee协调器构成网状拓扑结构；数据采集终端采集、处理光伏阵列的电能质量信号并将其通过路由设备发送给ZigBee协调器；ZigBee协调器将电能质量信号发送给上位机；上位机根据电能质量信号计算得到分析结果，实现对电能质量的监测。本发明提供了的基于ZigBee的电能质量监控系统及方法，能够实现对光伏并网电能质量的实时监控，能够提供高效、准确、可靠的监测数据，有助于光伏并网系统的稳定工作，对保障电网和电力设备的安全运行有着重要的意义。

技术领域

本发明涉及并网光伏电站电能质量检测技术领域，更具体地说，涉及一种基于ZigBee的电能质量监控系统及方法。

背景技术

随着能源危机及环境污染等问题日益严重，光伏发电已成为我国能源优化战略的重要发展方向。光伏发电在电网中的渗透率不断增加，大型光伏电站可能因光资源的不确定性或变流器运行品质引发严重电能质量问题，影响公用电网的正常运行。因此，如何对并网光伏电站的电能质量进行实时、准确的在线监测，对保证电网及电力设备的安全、稳定运行具有非常重要的意义。而传统光伏电站电能质量的监测，多采用有线方式来进行数据传输，工程量大、成本高、可靠性低、运行维护困难，急需对传统电能质量监控通信方式进行改变。

现有的无线传感器网络在应用于并网光伏电站电能质量检测中均存在一些不足，如：wifi存在安全性低、稳定性差的问题；蓝牙存在传输距离短，覆盖范围小的问题；红外存在容易受各种热源光源干扰，穿透力差的问题，均不适用于中大规模并网光伏电站。

因此，如何有效解决光伏电能质量监控现场布线困难、通信可靠性低等问题是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于ZigBee的电能质量监控系统及方法，相较于蓝牙、wifi、红外等无线数据传输网络，具有低成本、低功耗、高可靠、高容量、短延时等优点。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于ZigBee的电能质量监控方法，包括：

S1，数据采集终端采集光伏阵列的电能质量信号，并通过路由设备将所述电能质量信号发送至ZigBee协调器；

S2，所述ZigBee协调器检测所述电能质量信号是否正确，如果是，则执行步骤S3，如果否，则控制所述数据采集终端重新发送所述电能质量信号；

S3，所述ZigBee协调器将所述电能质量信号发送至上位机，所述上位机基于所述电能质量信号计算得到分析结果，对电能质量进行监测。

优选地，S1具体为：所述数据采集终端在公用电网与并网光伏电站公共连接点处采集所述电能质量信号，并对所述电能质量信号依次进行信号调理及滤波处理。

优选地，S3中分析结果包括：电压偏差分析、频率偏差分析、谐波检测分析、电压波动分析和电压闪变分析。

优选地，所述数据采集终端的采样频率大于或等于12.8kHz，所述谐波检测分析中的谐波检测次数小于或等于7次。

优选地，所述谐波检测分析包括：采用Harming窗对所述电能质量信号进行截断，再利用双谱线插值算法求出所述电能质量信号的频谱信息。