[发明专利]一种能进行电能质量监测的智能断路器

权利要求书

1.一种能进行电能质量监测的智能断路器，其特征在于，包括电能质量监测模块，所述电能质量监测模块包括信号预处理单元、数字信号处理单元和通信单元，所述信号预处理单元用于对电路电压和电流进行信号预处理，并将预处理后的电路电压和电流经A/D转换后输出电流数字信号和电压数字信号给所述数字信号处理单元，所述数字信号处理单元用于对所述电流数字信号和电压数字信号进行实时分析，根据分析结果，判断电能质量是否异常，所述通信单元用于将所述分析结果通过有线通信或无线通信方式上传至云端，由所述云端进行储存和分析。

2.根据权利要求1所述的能进行电能质量监测的智能断路器，其特征在于，所述数字信号处理单元通过改进S变换的方法进行实时分析，所述改进S变换的方法为在S变换的高斯窗加入调节因子，并根据所述电流数字信号和电压数字信号的频率分布调快或减慢高斯窗宽度随频率变化的速度。

3.根据权利要求2所述的能进行电能质量监测的智能断路器，其特征在于，所述改进S变换的表达式为：

式中，τ为时间，f为频率，λ为调节因子。

4.根据权利要求3所述的能进行电能质量监测的智能断路器，其特征在于，在进行改进S变换计算时，通过快速傅里叶变换求得主要频率成分，当主要频率成分不止1个时，调节因子取当主要频率成分只有1个且等于基频时，调节因子取λ＝1；当主要频率成分只有1个且不等于基频时，调节因子取λ＝1.4。

5.根据权利要求4所述的能进行电能质量监测的智能断路器，其特征在于，所述数字信号处理单元通过改进S变换的方法进行实时分析时，针对不同频率区段的扰动，选取不同的分析区域，形成低频扰动分析区域、中频扰动分析区域和高频扰动分析区域，分别计算各分析区域的S变换，其中，将100HZ以下的频率区段定义为低频区段，将100HZ～700HZ的频率区段定义为中频区段，将700HZ以上的频率区段定义为高频区段。

6.根据权利要求5所述的能进行电能质量监测的智能断路器，其特征在于，所述改进S变换的表达式为

低频信号：

中频信号：

高频信号：

式中，λ₁为低频区段信号时的调节因子，λ₂为中频区段信号时的调节因子，λ₃为高频区段信号时的调节因子。

7.根据权利要求6所述的能进行电能质量监测的智能断路器，其特征在于，分别计算各频率区域的改变S变换，得到改变S变换结果中的特征向量，并根据各频率区域中的改变S变换结果中的特征向量进行分析，判断电能质量是否异常。

8.根据权利要求7所述的能进行电能质量监测的智能断路器，其特征在于，在根据特征向量进行分析时，定义电能质量监测时的特征向量为Y＝[Y₁ Y₂ Y₃ Y₄ Y₅ Y₆ Y₇]，式中，Y₁为基频处扰动信号时间-幅值曲线穿越标准信号时间-幅值曲线的次数；Y₂为基频处时间-幅值向量的最大值；Y₃为基频处时间-幅值向量的最小值；Y₄为基频处时间-幅值向量的标准差；Y₅为中频段频率-最大幅值向量的平均值；Y₆为高频段频率-最大幅值向量的平均值；Y₇为高频段频率-最大幅值向量的标准差。