一种电力计量自动化系统终端设备异常监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电力计量自动化系统终端设备异常监测装置及方法。该方法是针对电力计量自动化系统存在谐波的情况下，通过构建谐波分析模型，获取电力计量自动化系统的电能损耗，当电能损耗大于设定阈值时，确定电能计量存在偏差，发出异常预警。本发明专利技术与现有技术相比，其显著优点是：利用傅里叶级数分解原理，对电力计量自动化系统终端设备存在的谐波数据进行分析，运算结果快速准确，解决了传统人工操作失误延迟的问题；同时支持实时监测，工作人员根据收到的判定异常预警，能够及时采取应对措施；适用于无人值守变电站，保障电网的安全正常运行。全正常运行。全正常运行。

【技术实现步骤摘要】
一种电力计量自动化系统终端设备异常监测装置及方法


[0001]本专利技术涉及电力自动化
，特别是一种电力计量自动化系统终端设备异常监测装置及方法。

技术介绍

[0002]电力计量自动化系统中的谐波来自电气设备，具体就是来自发电设备和用电设备。由于发电机的转子产生的磁场不可能是完善的正弦波，因此发电机发出的电压波形不可能是一点不失真的正弦波。由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。谐波对电力计量的影响，一方面表现为谐波功率和谐波电流的影响，电能表的计量误差是这两种影响的叠加；另一方面表现为谐波的存在使电力网络中的潮流方向发生改变，产生谐波电能损耗。
[0003]谐波对电力计量自动化系统产生的危害包括：
[0004]1、引起供电线路的损耗。线路的电阻随着频度的增加，电力的损失和浪费的谐波电流通有可能超过热线路，损害导体的绝缘，同时高频谐波能降低电缆的负载能力。
[0005]2、影响电气设备的正常运行。谐波电流的存在导致电力变压器的额外损耗，造成过载和过热，加速绝缘介质的老化，导致绝缘损坏。正序和负序谐波电流在旋转电动机定子中分别形成正向和反向旋转磁场，导致电动机效率降低，发热增加，缩短寿命。
[0006]3、谐波电流不仅使电子设备出现较大的误差，而且造成电子设备故障。谐波电流和谐波电压影响通信和通信设备的低频信号。例如，变换器和其他电气设备在相变过程中注入的高压脉冲包含高谐波频率，甚至高达1mhz，这些谐波频率将影响通信设备、通信线路的正常运行，从而使通信系统瘫痪。<br/>[0007]4、使电力电容器产生热、噪音、鼓肚、击穿和绝缘寿命缩短。对谐波频率比较敏感的电力电容器，因其自身的容性阻抗特性，以及频率与容抗成反比的特性，使得谐波电流容易被电力电容器吸收从而引起电容器发热过载。
[0008]由于谐波在电力系统中的普遍存在，谐波所造成的危害也日趋严重。因此，设计一种对电力计量自动化系统终端设备具有监测功能的装置和方法是非常有必要的。
[0009]文献1：中国专利技术授权专利CN201611083723.8公开了一种电力计量自动化系统终端设备异常监测方法及装置，其主要作用虽然也是对电力计量自动化系统终端设备异常监测，但是采用的加权平均法的方式来对获取的异常数据进行判定，加权平均法是周期性计算，不利于异常监测的及时性，而且适用范围较小，需要根据不同的异常类型，设计对应的加权判定规则。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种电力计量自动化系统终端设备异常监测装置及方法，以电力计量自动化系统终端设备的采集数据为基础，当出现谐波时，构建谐波分析模型，采用傅里叶级数形式进行分解，得到电能的相对偏差，实现对电力计量自动化系统终端设备
的监测异常预警。
[0011]实现本专利技术目的的技术解决方案为：
[0012]一种电力计量自动化系统终端设备异常监测装置，电力计量自动化系统终端设备存在谐波，该监测装置包括采集模块、分析模块和预警模块，其中：
[0013]采集模块，用于采集电力计量自动化系统终端设备的电力数据，并将电力数据发送至分析模块，电力数据包括电压和电流；
[0014]分析模块，用于基于电力数据得到电能损耗，将电能损耗发送至预警模块；
[0015]预警模块，用于判断接收到的电能损耗是否为零，当不为零时发出异常预警。
[0016]进一步的，分析模块的具体处理流程为：根据内置的谐波分析模型根据电力数据计算电能损耗。
[0017]进一步的，谐波分析模型为：
[0018][0019][0020]式中：E
r
表示电能损耗率，即电能相对偏差值，E
标
表示设定的电能标准值，E
x
表示当前电能测量值；当E
r
≠0时，即存在偏差，非线性负荷向电力计量自动化系统终端设备注入谐波功率；当n＝1时，U
n
、I
n
分别表示基波电压值、基波电流值；当n≠1时，U
n
、I
n
分别表示第n次谐波电压值、谐波电流值；N表示分解谐波的最高次数。
[0021]进一步的，通过傅里叶级数形式对谐波进行分解：
[0022][0023][0024][0025]式中：U
x
表示当前谐波电压值，I
x
表示当前谐波电流值，x表示当前时间；当n＝1时，U
n
、I
n
分别表示基波电压值、基波电流值；当n≠1时，U
n
、I
n
分别表示第n次谐波电压值、谐波电流值；N表示分解谐波的最高次数；ω1表示基波的角频率，α、β分别表示谐波电压、谐波电流的初相角；P
x
表示当前谐波功率。
[0026]本专利技术提供了一种电力计量自动化系统终端设备异常监测方法，具体步骤如下：
[0027]采集电力计量自动化系统终端设备的电力数据，电力数据包括电压和电流；
[0028]基于电力数据得到电能损耗；
[0029]判断接收到的电能损耗是否为零，当不为零时发出异常预警。
[0030]进一步的，电能损耗的计算公式为：
[0031][0032]式中：E
r
表示电能损耗率，即电能相对偏差值，E
标
表示设定的电能标准值，E
x
表示当前电能测量值；当E
r
≠0时，即存在偏差，非线性负荷向电力计量自动化系统终端设备注入谐波功率。
[0033]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于：计算可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现一种电力计量自动化系统终端设备异常监测方法的步骤。
[0034]本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：利用傅里叶级数分解原理，对电力计量自动化系统终端设备存在的谐波数据进行分析，运算结果快速准确，解决了传统人工操作失误延迟的问题；同时支持实时监测，工作人员根据收到的判定异常预警，能够及时采取应对措施；适用于无人值守变电站，保障电网的安全正常运行。
附图说明
[0035]图1是本专利技术的一种电力计量自动化系统终端设备异常监测装置的结构示意图。
具体实施方式
[0036]以下结合附图，详细说明本专利技术的实施方式。
[0037]如图1所示，一种电力计量自动化系统终端设备异常监测装置，电力计量自动化系统终端设备存在谐波，该监测装置包括采集模块、分析模块和预警模块，其中：
[0038]采集模块，用于采集电力计量自动化系统终端设备的电力数据，并将电力数据发送至分析模块，电力数据包括电压和电流；
[0039]分析模块，用于基于电力数据得到电能损耗，将电能损耗发送至预警模块；
[0040]预警模块，用于判断接收到的电能损耗是否为零，当不为零时发出异常预警。
[0041]具体的，分析模块的具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力计量自动化系统终端设备异常监测装置，所述电力计量自动化系统终端设备存在谐波，其特征在于：该监测装置包括采集模块、分析模块和预警模块，其中：所述采集模块，用于采集所述电力计量自动化系统终端设备的电力数据，并将所述电力数据发送至所述分析模块，所述电力数据包括电压和电流；所述分析模块，用于基于电力数据得到电能损耗，将所述电能损耗发送至所述预警模块；所述预警模块，用于判断接收到的所述电能损耗是否为零，当不为零时发出异常预警。2.根据权利要求1所述的一种电力计量自动化系统终端设备异常监测装置，其特征在于：所述分析模块的具体处理流程为：根据内置的谐波分析模型根据所述电力数据计算电能损耗。3.根据权利要求2所述的一种电力计量自动化系统终端设备异常监测装置，其特征在于：所述谐波分析模型为：于：所述谐波分析模型为：式中：E
r
表示电能损耗率，即电能相对偏差值，E
标
表示设定的电能标准值，E
x
表示当前电能测量值；当E
r
≠0时，即存在偏差，非线性负荷向电力计量自动化系统终端设备注入谐波功率；当n＝1时，U
n
、I
n
分别表示基波电压值、基波电流值；当n≠1时，U
n
、I
n
分别表示第n次谐波电压值、谐波电流值；N表示分解谐波的最高次数。4.根据权利要求1所述的一种电力计量自动化系统终端设备异常监测装置，其特征在于：通过傅里叶级数形式对所述谐波进行分解...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁干倪，曲大鹏，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：