[发明专利]综合电力监测方法和装置

说明书

本发明属于电力系统监测、监控装置领域，适用于发电厂（站），变电所的工况测量。

目前国内外电力系统监测装置在完成反映运行工况的电参量包括有功功率：P（t），无功功率：Q（t），有功电量：Wp（t），无功电量：Wq（t），电流：I（t），电压：V（t）等测量时，采用的原理框图如图一所示：

图中有功功率、无功功率、电流、电压分别通过相应的变送器转换成直流信号，再通过A/D模数转换成数字量，用计算机采集处理。

采用上述方式存在如下问题：

1.以测量原理和方法讲，由于采用等周期采样，用采样点的瞬时值来代表整个采样周期的其它瞬时值，而其它点的瞬时值可能与采样点的瞬时值偏差较大。

2.无论被监测值是否有变化，或变化快慢，都要以同样的周期采样。

3.由于采用了大量的变送器，使系统结构复杂，环节增多，施工维护量大，工程造价高，易造成事故，限制了监测装置的普遍应用。我国目前绝大部分60KV以下的变电所和小型发电厂还未能装上自动监测装置，直接影响电力系统的安全运行和经济调度。

本发明的目的是提供一种不需功率变送器而完成功率采集的微机负荷缩合电力监测的方法和装置。

为实现上述目的，本发明的具体技术措施如下：

图（4）表示脉冲电度表产生的脉冲序列，脉冲周期△t与脉冲周期内的平均功率P的关系为：

P＝W/△t （1）

上式中W表示脉冲电度表每个脉冲所代表的电量，是一个常数，△t表示脉冲周期。所以，只要能测出每一个脉冲前沿时刻t_i，进而通过计算相邻两个脉冲前沿的时间差：

△t＝t_i+1-t₁（2）

就可以根据（1）式计算出平均功率（P）。

由计算机、脉冲和脉冲时间间隔采集接口、A/D模数转换接口、开关量输入输出接口、标准通讯接口电路、电压变送器、有功脉冲电度表，无功脉冲电度表和实时多任务的操作系统，应用软件包组成的综合电力监测装置，完成有功功率、无功功率、电流、电压、有功电量、无功电量的采集。不需要功率变送器而实现了对电力系统的监测。

下面将结合附图详细描述本发明的细节。

附图1为已有技术的框图。其中（1）是计算机，（2）是A/D接口，（3）是脉冲采集接口，（4）是电压变送器，（5）是有功功率变送器，（6）是无功功率变送器，（7）是电流变送器，（8）是有功脉冲电度表，（9）是无功脉冲电度表，（10）是电力系统工况。

附图2为本发明的综合电力监测装置原理框图，其中（1）是计算机，（2）是脉冲及脉冲时间间隔采集接口，（3）是模数转换接口，（4）是电压变送器，（5）是有功脉冲电度表，（6）是无功脉冲电度表，（7）是电力系统工况。

附图3为脉冲及脉冲时间间隔采集电路原理框图，其中（1）是计算机，（2）是带清零端的D型触发器，（3）是八输入端与非门，（4）是三输入端或非门，（5）是八输入端与非门，（6）是三一八译码器，（7）是八位锁存器，（8）是放大整形电路，（9）是机械式或电子式脉冲电度表。

附图4中，t₁，t_i+1分别表示脉冲电度表中产生的第i个脉冲及第i+1个脉冲前沿的时刻，P（t）表示电功率曲线，曲边梯形面积表示每一个脉冲所代表的电功，是一个常数，P表示在t_i+1到t_i+2时间内的平均值。

△t＝t_i+1-t_i

现在参见附图2，附图2中的D型触发器的D端通过限流电阻接V_cc，放大整形电路的输入端接脉冲电度表的信号输出端，经整形后的脉冲输入到D触发器时钟端，（3）、（4）、（5）共同组成一个192个输入端或门扩展电路，（5）的输出端接到计算机的INT端，来自脉冲电度表的脉冲前沿使触发器翻转，在Q端产生一个下降沿，经（3）、（4）、（5）后产生一个中断信号，计算机响应中断后立刻通过译码器（6）产生一个清零信号，使Q端变成高电平，开放中断扩展电路，接着计算机一方面将相应的脉冲量累加，完成电功测量，一方面通过内部时钟读得当前时刻t_i+1，减去前一个脉冲前沿的时刻t_i，求得相邻两个脉冲的时间差△t。再通过一个除法运算：

P＝W/△t计算出△t时间内的平均电功率。

无功功率Q与有功功率的测量原理及方法完全相同。

电流I可通过下式加以计算：