[发明专利]可分析电能质量的智能电表及用其计量与质量分析的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种综合电能质量评估及电度计量的新型智能电表。

背景技术

随着国民经济的快速发展，用电负荷日趋复杂化和多样化，大量具有冲击性、非线性和不平衡特征的负荷造成电网电能质量的恶化。而大量基于现代计算机技术的微处理器装置的应用，使得越来越多的行业对电能质量表现出了“敏感”的特征，电能质量的任何扰动都有可能给这些行业造成严重的影响和导致巨大的损失。为保证电网的安全稳定，为用户提供优质的电能，必须大量投入补偿装置，而需要怎样的补偿配置，必须以实时电网参数为依据，因此在用户端安装具有电能质量分析功能的智能电表不仅可以为电力部门提供电能质量实时参数，还可以为用户提供电能质量详细报表，便于保护用电设备，有助于维护用户权益。

目前，对电能质量的智能监测均是针对容易对电网造成影响的大型用户，例如铁路变电站的电能质量检测，面向普通用户的电能质量监测在国内外研究还比较少。而电能质量涉及电压，频率，功率因数等多个方面，电能质量的综合评估需要考虑多方因素，而其好坏直接影响用电设备的寿命，因此面向普通用户的电能质量的检测及评估对电力用户而言具有重要的意义。电力市场的开放化及智能配电网的发展，使得未来电力用户对电能质量拥有足够的话语权，用户对电能质量将会有更高的要求，电能同其他商品一样，必须保证质量，一些经济发达国家已经开始实行电能的多等级质量供电并按不同的价格计费，对不同的电能质量实行不同的价格即按质计价将成为必然，而按质计价的依据在于电能质量分析及评估结果，因此，开发具有电能质量分析单元的智能电表将有着广阔的前景。

发明内容

本发明的目的就是提供一种可分析电能质量的智能电表，该智能电表能对提供给用户的电能质量进行分析，并为用户提供电能质量状况报告；同时可及时为用户发出保护用电设备的预警信号，还可为电力市场提供按质计价的依据。

本发明实现其发明目的，所采用的技术方案是：一种可分析电能质量的智能电表，其组成是：

用户线路的电压互感器和电流互感器均通过低通滤波放大器与A/D转换器相连；ARM处理芯片同时与A/D转换器外部存储器、LCD显示器相连。

与现有技术相比本发明的有效益处是：

本发明所采用的数据采集装置可采集用户供电线路上的实时电压、电流信号，再经滤波转换为数字信号，最后可由ARM处理芯片进行电度量计量并进行谐波等电能质量分析，并最终给出电能质量的评估分析结果。从而该电表不仅能进行电度量计量，还能进行实时电能质量分析，并能为用户提供电能质量状况报告；当用电质量低于设定值时，可及时为用户发出保护用电设备的预警信号，提示用户关断或停用对用电质量敏感的设备，避免用户的用电设备损坏或数据丢失。同时，分析出的电能质量结果既可为电力公司提供谐波治理的参考，还可为电力市场提供按质计价的依据。

上述的ARM处理芯片还与GSM通信模块相连。

这样，通过GSM通信模块，本发明能实现便捷的用户通信，在电能质量出现异常时可通过GSM模块快速及时告知用户，并能识别用户通过GSM手机短信返回的指令信息，根据指令信息做出相应的动作，如回应用户的查询信息，有助于用户更方便及时的获得电能信息。

本发明的第二个发明目的是提供一种使用上述的可分析电能质量的智能电表对电能进行计量同时对电能质量进行分析的方法。

本发明实现第二个发明目的所采用的技术方案是：一种使用权利要求1所述的可分析电能质量的智能电表对电能进行计量同时对电能质量进行分析的方法，包括以下步骤：

A.数据预处理：电压互感器和电流互感器检测电力用户供电线路的实时电压、电流信号，并通过低通滤波放大器滤波并放大后再经A/D转换器以6.4ksps的采样速率转换为实时电压、电流数字信号送入ARM处理芯片进行处理；

B.傅里叶变换：ARM处理芯片将A步骤得到的实时电压、电流数字信号，通过离散傅里叶变换获得电压、电流的基波和各次谐波分量，

C.电能的计量：ARM处理芯片对B步骤得到的电压、电流的基波和各次谐波分量进行离散积分获得当前累计电度量并实时送入LCD显示器显示，并在月末时将该月总电度量送入外部存储器存储；

D.电能质量事件分析：

ARM处理芯片对A步骤得到的实时电压数字信号进行电压突升、电压突降、过电压的质量事件分析，并将电能质量事件发生时刻及持续时间送入外部存储器存储；