[发明专利]一种节电潜力在线自动检测和快速能源审计智能系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种节能诊断设备，特别是涉及一种节电潜力在线自动检测和快速能源审计智能系统。

背景技术

我国进入二十一世纪以来迎来了一个建设发展的高速发展期，2010年我国GDP超过日本成为全球第二大经济体，2011年我国可能将超过美国成为全球第一的能源消耗大国，但我国单位GDP能耗却仍是世界平均水平的三倍左右，在国际上处于很落后的位置。自20世纪70年代发生全球性的能源危机后，世界各国政府开始认识到能源的重要性，很多国家建立了自己的节能政策和审计计划。它是一种专业性审计活动，是审计单位依据国家有关的节能法规和标准，对企业和其他用能单位能源利用的物理过程和财务过程进行检验、核查和分析评价。

节能诊断作为能源审计中针对企业用电情况和节电潜力发掘的初步诊断，可以更好的判断企业生产电耗，对企业节电潜力挖掘，科学合理用电，注重用电质量与用电安全等目标，具有重大的意义。

用户端内部的配电系统普遍缺乏在线监测系统，即便有在线监测系统，但在电能质量数据采集、存储和分析方面技术存在着不足，故我们特研制了节电潜力在线自动检测和快速能源审计智能系统。该装置“即插即用”、可至少存储一周数据，在用户不停电的条件下，对各类大用户的用电情况和电能质量可实施有效地在线监测和数据记录。

发明内容

本发明提供一种采样同步性好，测量精度高，转换速度速率高，转换时间少的节电潜力在线自动检测和快速能源审计智能系统。

一种节电潜力在线自动检测和快速能源审计智能系统，包括同步采样信号模块以及依次连接的信号传感模块、信号调理模块、A/D采样模块、DSP及其外围电路和CPLD及其外围模块；数据传感模块还通过同步采样信号模块与A/D采样模块连接；信号传感模块与专线用户待测线路连接；

所述信号传感模块包括电流互感器和电压互感器；信号调理模块包括依次连接的带通滤波器和运算放大器，电流互感器和电压互感器一端分别与专线用户待测线路连接，另一端分别与带通滤波器连接；

所述同步采样信号模块包括依次连接的过零比较电路和锁相环同步倍频电路；过零检测电路根据电压过零的点可检测出所测电路的周期，确定出所测电路的频率；A/D采样模块采用MAX1324芯片；锁相环同步倍频电路连接MAX1324芯片；锁相倍频电路包括CD4046和CD4040，CD4040为分频器；锁相倍频电路构成频率跟踪电路，对所测电路的频率进行同步倍频256次；

所述DSP及其外围电路包括DSP数据分析芯片，FLASH和RAM；FLASH和RAM都是存储芯片，分别与DSP数据分析芯片连接；DSP数据分析芯片选用TMS320F2812芯片；MAX1324芯片与TMS320F2812芯片连接；数据处理芯片TMS320F2812对A/D采样芯片模块的数字信号在所测的一个周期内采集128点的数据；经数据处理芯片TMS320FDSP2812处理得到三相电压、电流有效值，再对采样收集到的三相电压、电流进行运算，求出三相有功功率、无功功率、视在功率、频率偏差、电压偏差、功率因素，应用快速傅里叶变换算法把采样的电压电流的基波和各次谐波分离，并分别计算出电压电流的基波分量和各次谐波分量，并算出电压、电流谐波总畸变率；

所述CPLD及其外围模块包括CPLD、显示屏、键盘、通讯模块和存储模块；显示屏、键盘、通讯模块和存储模块分别与CPLD连接；TMS320F2812芯片与CPLD连接。

为进一步实现本发明的目的，优选地，所述运算放大器为OP4227PA型运算放大器。所述电压互感器采用霍尔传感器CLSM‐10mA。所述CPLD选用大规模集成电路芯片EPM3256SQC144。所述通讯模块采用UART芯片TL16C550。所述存储模块采用U盘或SD卡。

本发明具有如下优点：

1）本发明可高精度的监测各项数据，包括电压、电流、功率因素、有功功率、无功功率、视在功率、电压偏差、频率偏差、基波功率因素、三相电压不平衡、三相电流不平衡、各次电压电流谐波量、各次谐波畸变率、间谐波等电力参数，为能源审计提供精确、详细的数据，也对解决电能质量问题的针对措施具有重要的意义。

2）本发明采用MAX1324芯片作为AD采样数据芯片，测量精度高，转换速度速率高，使转换时间大大减小，而且也减少了AD转换芯片硬件设置和软件设计的复杂度。

3）本发明采样信号模块应用锁相倍频采样，可消除采样不同步和周期测量误差对测量精度的影响。