[发明专利]基于MQTT协议的用户侧电能质量监测分析系统及使用方法

说明书

本发明涉及电力系统电能质量监测技术领域，是一种基于MQTT协议的用户侧电能质量监测分析系统及使用方法，其前者包括云服务装置、客户机和多个电能质量检测装置；电能质量检测装置，包括信号采集计算单元、供电单元和数据上传单元，供电单元用于给信号采集计算单元和数据上传单元供电；信号采集计算单元采集电能质量运行参数。本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过多个电能质量监测装置与云服务装置连接，进行多个电能质量监测装置的分布式统一监测，从而实现多用户电能质量的同步监测，解决了现有用户侧电能质量检测分析方法存在的无法多用户同步进行监测导致测试周期长的问题，降低了电能质量监测装置的测试周期。

技术领域

本发明涉及电力系统电能质量监测技术领域，是一种基于MQTT协议的用户侧电能质量监测分析系统及使用方法。

背景技术

随着科学技术和国民经济的快速发展，大量分布式电源和非线性负载导致的电能质量问题引起人们的广泛关注，实现全网电能质量的监测与管理是解决电能质量问题的唯一方法。目前，国内针对主网的电能质量监测、管理工作已基本完成。大多电能质量问题都来源于配网末端的用户侧，用户侧非线性负荷引起的电能质量问题会给电网和用户带来大量的经济损失，甚至会影响电网的正常运行及用户的可靠用电。因此，实现用户侧电能质量的全面监测与分析，是建设绿色电网环境的重要途径。

目前，实现用户侧电能质量监测分析的方法主要有两种，一是大容量非线性用户并网时，均要求安装电能质量监测装置，实现用户电能质量的本地监测；二是通过定期开展用户侧电能质量现场测试，以掌握用户电能质量情况。这些方法主要存在以下不足：1）大多数用户都无力建设电力专用信道，已部署的监测装置无法接入统一的电能质量在线监测系统，成为一个个“信息孤点”，一方面导致监测数据无法深入挖掘分析，另一方面给用户电能质量的运维管理工作带来了较大的难度；2）电能质量现场测试通常无法多用户同步进行，且测试时间有限（一般连续监测不超过48小时），无法掌握用户电能质量的运行全状态，导致测试结果缺乏说服力。

发明内容

本发明提供了一种基于MQTT协议的用户侧电能质量监测分析系统及使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有用户侧电能质量检测分析方法存在的无法多用户同步进行监测导致测试周期长的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种基于MQTT协议的用户侧电能质量监测分析系统，包括云服务装置、客户机和多个电能质量检测装置；

电能质量检测装置，包括信号采集计算单元、供电单元和数据上传单元，供电单元用于给信号采集计算单元和数据上传单元供电；信号采集计算单元采集与其相连接的用户线路侧的电能质量运行参数，并将电能质量运行参数输出至对应的数据上传单元；数据上传单元将电能质量监测过程中产生的数据上传至云服务装置，其中产生的数据包括电能质量运行参数、电能质量监测装置运行数据、电能质量监测装置状态信息；

云服务装置，包括MQTT消息代理服务器、数据库和Web系统，MQTT消息代理服务器建立各个电能质量监测装置与客户机之间的数据传输链路；数据库存储电能质量监测过程中产生的数据，其中产生的数据包括电能质量运行参数、电能质量监测装置运行数据、电能质量监测装置状态信息；Web系统用于对电能质量监测过程中产生的数据进行分析和展示；

客户机与MQTT消息代理服务器通信，查看电能质量监测过程中产生的数据以及分析结果，并发布相应的指令。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述Web系统还可包括最值概率值统计模块、合格率统计模块、谐波频谱分析模块、电压暂升/暂降/中断模块、ITIC/SEMI统计模块、电能质量评估模块和电能质量干扰源定位模块；

最值概率值统计模块，对某时段内用户电能质量运行参数进行统计；

合格率统计模块，根据最值概率值统计模块的统计结果确定合格率；

谐波频谱分析模块，根据最值概率值统计模块的统计结果绘制谐波幅值频谱图；