[发明专利]一种充电站电能质量监测系统

权利要求书

1.一种充电站电能质量监测系统，其特征在于，包括若干个充电桩监测终端、站端平台和远程云平台；

所述充电桩监测终端包括电流采样模块、电压采样模块、电流预处理模块、电压预处理模块、电流量程识别转换模块、电压量程识别转换模块、电能质量分析计算模块、数据封装模块、数据加密模块、无线传输模块、数据存储模块、异常报警模块；

所述电流采样模块对被测充电桩进行电流采集，并将电流采集信息发送至电流预处理模块；

所述电压采样模块对被测充电桩进行电压采集，并将电压采集信息发送至电压预处理模块；

所述电流预处理模块对电流采集信息进行量程分类处理，并按照不同量程分发至所述电流量程识别转换模块；

所述电压预处理模块对电压采集信息进行量程分类处理，并按照不同量程分发至所述电压量程识别转换模块；

所述电流量程识别转换模块自动识别并接入不同量程的电流采集信息，并进行电流参考方向识别，再进行相应的滤波、放大、模数转换处理，然后发送至电能质量分析计算模块；

所述电压量程识别转换模块自动识别并接入不同量程的电压采集信息，并进行电压参考方向识别，再进行相应的滤波、放大、模数转换处理，然后发送至电能质量分析计算模块；

所述电能质量分析计算模块通过对电流和电压的分析计算，得到表示电能质量的实时电能质量参数，将数据存储模块中存储的阈值电能质量参数与所述实时电能质量参数进行对比分析，若所述阈值电能质量参数与所述实时电能质量参数不匹配时，所述电能质量分析计算模块驱动所述异常报警模块进行异常报警；所述电能质量分析计算模块还将所述实时电能质量参数发送至数据封装模块；

所述数据封装模块对所述实时电能质量参数进行数据封装后发送至数据加密模块；

所述数据加密模块对封装后的所述实时电能质量参数进行数据加密，并发送至无线传输模块；

所述充电桩监测终端通过无线传输模块分别与所述站端平台和远程云平台网络连接。

2.如权利要求1所述的一种充电站电能质量监测系统，其特征在于，所述电能质量分析计算模块通过对电流和电压的分析计算，得到表示电能质量的实时电能质量参数；其中所述实时电能质量参数包括电压偏差、频率偏差、三相不平衡度、各次谐波、闪变和波动。

3.如权利要求2所述的一种充电站电能质量监测系统，其特征在于，所述电压偏差的计算如下：

以10个周期的波形序列数据作为测量时间窗口，在计算中以序列点数计算，连续测量多个时间窗口有效值的平均值，最终计算供电电压的偏差值；

其中有效值的计算方法为以整波的均根值作为最小计算单位来表示，经采样离散化后公式如下：

式中，U为电压有效值，N为每个周期的采样点数；U_k为电压的瞬时采样值；

计算得到电压的有效值后，可以通过对比计算得到电压偏差，公式为：

电压偏差测量时遵循10个周波的测量时间窗原则，并且保持连续采样；根据检测时段T的不同，输出对应的电压有效值U_T：

其中：

上述公式中，U_n为监测时间内第n个10周波的有效值，M为检测时间内10周波的个数，U_k为采样序列中第k个采样值，m为10周波内的采样点数。

4.如权利要求3所述的一种充电站电能质量监测系统，其特征在于，所述频率偏差的计算如下：

频率偏差的定义就是将系统频率的测量值与标称值之差；频率偏差的计算公式如下：

Δf＝f_re-f_N

其中，Δf为频率偏差，f_re为实际测量得到的频率值，f_N为系统标称频率，其中f_N＝50Hz；

频率测量时，计算间隔为10s，即读数每s10刷新一次；公式如下：

用10s内的完整周期的个数n除以完整的周期时间T；

其中，测量的要求是：

(1)测量的时间间隔之间没有重叠；

(2)在每个绝对10s时刻开始测量；

(3)测量评估前，应对信号进行滤波，排除谐波和间谐波带来的影响。