专利名称：灵活的广域电网谐波同步监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力系统监测技术领域，尤其涉及一种灵活的广域电网谐波同步监测系统。
背景技术：
近年来，配电网中换流器、变频调速、电弧炉、电气化铁路、家用电子设备以及各种电力电子设备不断增加，这些负荷的用电特性(非线性、冲击性和不对称性)使电力系统中的电压和电流波形发生严重的畸变，这就是电力谐波。在公用电网中，谐波使供电和用电设备过热、电能损耗增加，影响它们的正常运行，轻则降低设备的使用寿命和系统的功率因数，重则会导致短路和对谐波敏感的继电保护等设备误动作，甚至烧毁元器件、电机或变压器。因此，对电力系统谐波污染的治理已成为电工科学技术界所必须解决的问题。准确有效地监测电网谐波对查找谐波源进而进行谐波治理意义重大。电力谐波检测一般要得到如下的量单次谐波电压、电流的含有率；谐波电压，电流的总畸变率；有时还需要测量谐波的相位角、谐波功率和谐波阻抗。各国都把电力系统谐波实时分析作为研究重点，并以此作为认识谐波和抑制谐波的基础。从测量仪器方面看，发达国家在研制和使用谐波分析仪方面发展较为迅速，仪器的性能先进，测量功能齐全，适用范围广。日本成功研制了用于现场实时测量打印、实时分析波形和数据的记录和显示功能的3195型数字电能分析仪，电压、电流和功率的精度达到 0. 1级，谐波测量精度模值小于2%。德国生产的N0WA-1型谐波分析仪、莱姆公司研制的 AN2060手持式电力谐波分析仪、瑞典imipower公司研制的unilyZer900F便携式电能质量分析仪等，都具有对电能质量进行监测，记录数据，分析各次谐波含量和畸变率以及功率的流向等功能。与国外相比，我国电力系统谐波分析和测量的研究仍存在较大差距。国内测量仪器可靠性和精度方面尚待提高，主要适用于谐波测量方面，而在波形分析、采用窗口的选择、数据处理以及结果输出方面有一定差距。现在新一代数字式、自动化和智能化谐波监测仪是研制的方向和趋势。特别是近年来，基于DSP、ARM和PC104的嵌入式系统在检测方面广泛应用，尤其是在多参数、多通道的测试中非常具有开发研究意义。DSP具有很高的运算速度和很大存储空间的高速寻址功能，随着其价格的下降，将来在我国会得到更大发展。关于谐波同步监测系统方面，目前一些地区组建了电力系统谐波量测系统 (Harmonic Measurement System, HMS)，可以实现多点测量，但是这些测量点之间并不是同步测量。而且HMS基本上采用的是固定组网模式。传统的谐波监测一般采用便携式仪器进行定期测量，测量数据有一定的局限性， 不能反应区域内电网谐波状况。随着信息网络化发展，国内市级电力公司大部分已实现局域网的构建，可通过固定安装的监测装置进行组网谐波监测，但站点监测装置之间的数据处于非同步采样测量，且目前监测装置大都是固定安装，谐波监测地点不改变。其主要缺陷有如下两点(1)各个谐波测点的测量装置不能同步采样，不能实现对整个电网谐波的同步监测，这对于谐波状态估计，计算网络的谐波潮流，分析谐波的流通情况和放大情况，寻找谐波源并进行谐波治理是不利的；(2)谐波测量装置固定安装于被测电网，在彻底掌握该局部电网的谐波状况后仍继续监测而不能使其应用于谐波状态未知的电网的谐波监测，造成谐波监测设备利用率低。
发明内容本实用新型的目的在于，提出一种灵活的广域电网谐波同步监测系统，用于解决目前谐波同步监测系统测量缺乏实时性以及测量装置利用率低的问题。技术方案是，一种灵活的广域电网谐波同步监测系统，其特征是所述谐波同步监测系统包括顺序相连的谐波同步监测终端、通信系统和谐波监测中心平台；所述谐波同步监测终端用于接收谐波监测中心平台发送的监测任务，并根据监测任务进行电网谐波的同步测量，然后将同步测量结果通过通信系统传输到谐波监测中心平台；通信系统用于传输谐波监测中心平台发送的监测任务，还用于传输各个谐波同步监测终端的同步测量结果；所述谐波监测中心平台用于确定各个谐波同步监测终端的安装位置，并经过通信系统向各个谐波同步监测终端发送监测任务；还用于接收各个谐波同步监测终端的同步测量结果，并对接收的同步测量结果进行处理和输出。所述谐波同步监测终端包括顺序相连的信号拾取模块、前向通道模块、A/D转换模块和数字信号处理模块，还包括与所述A/D转换模块和数字信号处理模块相连的同步采样波形形成模块，还包括与数字信号处理模块相连的通信模块和输入输出模块；所述信号拾取模块用于拾取模拟电压信号和模拟电流信号，并将模拟电压信号和模拟电流信号发送至前向通道模块；所述前向通道模块用于对模拟电压信号和模拟电流信号进行处理，以便于模拟电压信号和模拟电流信号分别转换为数字电压信号和数字电流信号；所述A/D转换模块用于将模拟电压信号和模拟电流信号分别转换为数字电压信号和数字电流信号；还用于接收同步采样波形形成模块输出的与秒脉冲PPS信号同步的采样波形，并根据所述与秒脉冲PPS信号同步的采样波形对数字电压信号和数字电流信号进行采样，并将经过采样的数字电压信号和数字电流信号发送到数字信号处理模块；所述同步采样波形形成模块用于接收秒脉冲PPS信号，并在数字信号处理模块的控制下，产生与秒脉冲PPS信号同步的采样波形，并向A/D转换模块输出所述与秒脉冲PPS 信号同步的采样波形；所述数字信号处理模块用于控制同步采样波形形成模块产生与秒脉冲PPS信号同步的采样波形；还用于接收经过采样的数字电压信号和数字电流信号，并存储所述经过采样的数字电压信号和数字电流信号；还用于接收输入输出模块的输入信息；还用于通过输入输出模块输出所述经过采样的数字电压信号和数字电流信号；还用于通过通信模块将
5所述经过采样的数字电压信号和数字电流信号通过通信系统发送到谐波监测中心平台；所述通信模块用于在数字信号处理模块的控制下，将经过采样的数字电压信号和数字电流信号发送至通信系统；所述输入输出模块用于向数字信号处理模块提供输入信息；还用于在数字信号处理模块的控制下输出经过采样的数字电压信号和数字电流信号。所述信号拾取模块包括模拟电流信号拾取器和模拟电压信号拾取器。所述前向通道模块包括顺序相连的隔离电路、放大电路、相位调节电路、程控放大电路、有源滤波电路和电位平移电路；所述隔离电路用于实现拾取的模拟电流信号和模拟电压信号与谐波同步监测终端的电路板之间的隔离，避免产生电气干扰；所述放大电路用于放大拾取的模拟电流信号和模拟电压信号；所述相位调节电路用于提高经放大电路放大的模拟电流信号和模拟电压信号的相角精度；所述程控放大电路用于对相位调节后的模拟电流信号和模拟电压信号进行比例放大；所述有源滤波电路用于对程控放大后的模拟电流信号和模拟电压信号进行低通滤波，滤除高频干扰信号； 所述电位平移电路用于对有源滤波电路滤波后的模拟电流信号和模拟电压信号进行位移，实现单极性输入。所述同步采样波形形成模块由GPS接收单元和复杂可编程逻辑单元组成；所述 GPS接收单元用于接收GPS信号，并根据接收的GPS信号输出秒脉冲PPS信号；所述复杂可编程逻辑单元在秒脉冲PPS信号和数字信号处理模块控制下，输出与秒脉冲PPS信号同步的采样波形。所述通信模块包括JR45接口、RS-232/485串口和USB接口。所述输入输出模块包括键盘和显示器。所述通信系统包括有线网络和/或无线网络；所述有线网络采用以太网或串行线网络；所述无线网络采用3G、Wi-Fi、GPRS或者CDMA网络。所述谐波监测中心平台包括谐波同步监测终端管理中心、数据处理中心和数据存储中心；所述谐波同步监测终端管理中心用于绘制被测电网的拓扑结构，并根据被测电网的拓扑结构确定各个谐波同步监测终端的安装位置；同时还用于通过通信系统向各个谐波同步监测终端发送监测任务；所述数据处理中心用于接收各个谐波同步监测终端的同步测量结果，并对同步测量结果进行处理，得到各次电压谐波的幅值、各次电压谐波的相位、各次电压谐波的含有率、各次电流谐波的幅值、各次电流谐波的相位、各次电流谐波的含有率、电压的总畸变率、 电流的总畸变率、电网谐波状态和电网元件的谐波参数；所述数据存储中心用于存储各个谐波同步监测终端的同步测量结果以及对同步测量结果进行处理后的数据。本实用新型提供的灵活的广域电网谐波同步监测系统，实现了各个谐波同步监测终端电压信号和电流信号的同步采集，克服了测量缺乏实时性的缺陷；同时，谐波同步监测终端根据被测电网的拓扑结构灵活布设，提高了测量终端的利用率。

图1是灵活的广域电网谐波同步监测系统结构图；图2是谐波同步监测终端结构图；图3是模拟电流信号拾取器示意图；图4是模拟电压信号拾取器示意图；其中，(a)插入式端子模拟电压信号拾取器示意图，(b)是夹式端子模拟电压信号拾取器示意图，(c)是针形端子模拟电压信号拾取器示意图，(d)是钳形端子模拟电压信号拾取器示意图；图5是前向通道模块结构示意图；图6是隔离电路、放大电路和相位调节电路示意图；图7是A/D转换模块和数字信号处理模块连接示意图；图8是同步采样波形形成模块结构图；图9是数字信号处理模块与JR45接口连接电路图图；图10是数字信号处理模块与RS-232/485串口连接电路图图；图11是数字信号处理模块与USB接口连接电路图；图12是数字信号处理模块扩展EPROM接口电路图；图13是谐波监测中心平台工作流程图；[0054]图14是谐波同步监测终端工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。图1是灵活的广域电网谐波同步监测系统结构图。图1中，本发明提供的灵活的广域电网谐波同步监测系统包括顺序相连的谐波同步监测终端、通信系统和谐波监测中心平台。其中，谐波同步监测终端用于接收谐波监测中心平台发送的监测任务，并根据监测任务进行电网谐波的同步测量，然后将同步测量结果通过通信系统传输到谐波监测中心平台。通信系统用于传输谐波监测中心平台发送的监测任务，还用于传输各个谐波同步监测终端的同步测量结果。谐波监测中心平台用于确定各个谐波同步监测终端的安装位置，并经过通信系统向各个谐波同步监测终端发送监测任务；还用于接收各个谐波同步监测终端的同步测量结果，并对接收的同步测量结果进行处理和输出。图2是谐波同步监测终端结构图。图2中，谐波同步监测终端包括顺序相连的信号拾取模块、前向通道模块、A/D转换模块和数字信号处理模块，还包括与所述A/D转换模块和数字信号处理模块相连的同步采样波形形成模块，还包括与数字信号处理模块相连的通信模块和输入输出模块。图2中，信号拾取模块用于拾取模拟电压信号和模拟电流信号，并将模拟电压信号和模拟电流信号发送至前向通道模块。信号拾取模块包括模拟电流信号拾取器和模拟电压信号拾取器。图3是模拟电流信号拾取器示意图，图3中，模拟电流信号拾取器采用宽量
7程线性钳形电流互感器，使得测量时无需打开被测的电流回路，对被测系统无干扰(或低干扰)。被测电流量程为5A，拾取后为2. 5mA的电流信号。图4是模拟电压信号拾取器示意图，图4中，采用夹、针、片等各种电压信号拾取接入端子，无需松动原有电压端子即可接入，对被测系统无干扰(或低干扰)。在相线中串入电阻R (阻值为40k Ω )，被测电压量程为 100V，拾取后为2. 5mA的电流信号。电流测量采用小型的宽量程线性钳形电流互感器卡入被测系统或系统CT二次回路，电压测量配有各种插接适配端子(如接线夹、插针、插片等)， 可据现场实际情况选择合适端子连接到系统或其PT 二次侧，不需改动系统的任何接线，具备灵活的接线方式，适应于系统灵活动态组网的特点，对被测系统无干扰(或低干扰)。电压、电流拾取后的信号统一，可灵活设定输入通道的类型(电压、电流)，可适应实际监测的需要，提高设备的利用率。图2中，前向通道模块用于对模拟电压信号和模拟电流信号进行处理，以便于模拟电压信号和模拟电流信号分别转换为数字电压信号和数字电流信号。图5是前向通道模块结构示意图，图5中，前向通道模块包括顺序相连的隔离电路、放大电路、相位调节电路、程控放大电路、有源滤波电路和电位平移电路。隔离电路采用1 1小型电压互感器，用于实现拾取的模拟电流信号和模拟电压信号与谐波同步监测终端的电路板之间的隔离，避免产生电气干扰。放大电路用于放大拾取的模拟电流信号和模拟电压信号，将毫安级信号进行放大，产生大小合适的电流信号，便于A/D转换模块采样。图6是隔离电路、放大电路和相位调节电路示意图。图6中，相位调节电路用于提高经放大电路放大的模拟电流信号和模拟电压信号的相角精度，通过调节&的阻值可对每通道信号的相位进行调节校正，提高不同通道及不同谐波监测终端之间所测相量的相角同步精度。程控放大电路用于对相位调节后的模拟电流信号和模拟电压信号进行比例放大。 可根据被测信号实际大小对其进行最合适放大倍数的调节，使得被测信号在较宽范围内都有较好的测量精度，具有自适应宽量程的特点。有源滤波电路用于对程控放大后的模拟电流信号和模拟电压信号进行低通滤波， 滤除高频干扰信号，提高测量精度。电位平移电路用于对有源滤波电路滤波后的模拟电流信号和模拟电压信号进行位移，实现单极性输入。在本发明中，主要是将-2. 5V +2. 5V信号变为OV +5V信号，和 A/D转换模块的单极性输入相匹配。图2中，A/D转换模块用于将模拟电压信号和模拟电流信号分别转换为数字电压信号和数字电流信号；还用于接收同步采样波形形成模块输出的与秒脉冲PPS信号同步的采样波形，并根据所述与秒脉冲PPS信号同步的采样波形对数字电压信号和数字电流信号进行采样，并将经过采样的数字电压信号和数字电流信号发送到数字信号处理模块。图7 是A/D转换模块和数字信号处理模块连接示意图，图7中，A/D转换模块选用16位多通道输入高速A/D转换芯片ADS8365，内部具有采样保持电路。A/D转换模块将模拟量转换成数字量由数字信号处理模块从其内部寄存器读取。数字信号处理模块芯片选择TMS320F2812。图2中，同步采样波形形成模块用于接收秒脉冲PPS信号，并在数字信号处理模块的控制下，产生与秒脉冲PPS信号同步的采样波形，并向A/D转换模块输出所述与秒脉冲PPS信号同步的采样波形。图8是同步采样波形形成模块结构图，图8中，同步采样波形形成模块由GPS接收单元和CPLD (Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑单元组成。CPLD通过编程实现同步采样波形的输出，GPS接收单元通过天线接收GPS卫星信号，定位后可输出高精度的秒脉冲(PPQ信号，误差小于1 μ s。在PPS触发和数字信号处理模块的控制下，CPLD输出与PPS同步的采样波形，输出给A/D转换模块，控制其采样，实现不同谐波同步监测终端之间的同步采样。图2中，数字信号处理模块用于控制同步采样波形形成模块产生与秒脉冲PPS信号同步的采样波形；还用于接收经过采样的数字电压信号和数字电流信号，并存储所述经过采样的数字电压信号和数字电流信号；还用于接收输入输出模块的输入信息；还用于通过输入输出模块输出所述经过采样的数字电压信号和数字电流信号；还用于通过通信模块将所述经过采样的数字电压信号和数字电流信号通过通信系统发送到谐波监测中心平台。图2中，通信模块用于在数字信号处理模块的控制下，将经过采样的数字电压信号和数字电流信号发送至通信系统。通信模块扩展有JR45接口、RS-232/485串口及USB 接口。据监测点实际情况可选择局域网通信或485总线方式通信。若监测点没有预留通信接口，则谐波同步监测终端可通过USB接口扩展无线上网卡(无线网卡)，通过Wi-Fi、GPRS 或CDMA无线网络实现与谐波监测中心平台的通信。通过高速硬件以太网协议芯片W5100来扩展网络通信接口，电路图如图9所示。 RJ45采用13F-60系列带网络变压器的RJ45接口。RS232/485通信接口的扩展通过芯片TL16C550和MAX3160来实现，通过DSP的 GPI0A2来控制选择RS232或RS485。电路示意图如图10所示。USB接口的扩展通过PDIUSBD12芯片来实现，电路示意图如图11所示。图2中，输入输出模块用于向数字信号处理模块提供输入信息；还用于在数字信号处理模块的控制下输出经过采样的数字电压信号和数字电流信号。为了降低谐波同步监测终端的体积，使其更加便携、方便，适合灵活组网的需要，简化扩展的显示器、键盘。键盘设5个功能按键(光标的左右移动，数据的加减，确定键)，能够输入必要的信息即可。显示器为3寸IXD显示器。另外，本发明的数字信号处理模块的存储功能通过DSP的GPI0A4和GPI0A5引脚扩展ATMC512实现。数字信号处理模块能够存储被测电压互感器变比、电流互感器变比、 设备编号等；还可以用来存储任务信息，如测量任务开始时刻、结束时刻等信息，在任务执行过程中若发生终端断电情况，上电后可读出任务信息，继续执行。电路图如图12所示。图1中，通信系统包括有线网络和/或无线网络；所述有线网络采用以太网或串行线网络；所述无线网络采用3G、Wi-Fi、GPRS或者CDMA网络。如果被监测电网条件许可，首选以太网(特别是局域网)通信，将谐波监测中心平台和各个谐波同步监测终端通过网线接入电力系统局域网，进行通信。如果监测范围较小，可通过RS-485总线实现联网，实现谐波监测中心平台和谐波同步监测终端的通信。如果被监测电网没有预留任何通信接口，则谐波监测中心平台和谐波同步监测终端均可通过USB接口扩展无线上网卡，通过GPRS(或 CDMA)无线网络实现通信。总之，可据现场实际情况灵活选择通信方式。谐波监测中心平台包括谐波同步监测终端管理中心、数据处理中心和数据存储中心，负责协调谐波同步监测系统各个组成部分之间工作。图13是谐波监测中心平台工作流程图，其主要任务包括①动态建立被测电网拓扑模型。由于基于灵活思想的谐波同步监测系统的检测对象是不固定的，因此，方便的绘制被测电网主接线图，自动生成被测电网拓扑结构模型尤为重要。谐波同步监测终端管理中心可以实现基于图形平台的被测电网自动建模程序。②谐波同步监测终端的优化布局。当需要被监测的电网规模较大而谐波同步监测终端数目较少时，谐波同步监测终端的安装位置的优化配置尤为重要，谐波同步监测终端管理中心能够实现谐波同步监测终端优化布局功能，以保证谐波同步监测终端的最优配置。③对谐波同步监测终端的远方监视与控制。通过谐波同步监测终端管理中心可以给所有谐波同步监测终端下发检测任务并实时监测终端工作状态，极大地提高了系统的便捷性和可靠性。④对谐波同步监测终端数据的接收、分析计算及存储。数据处理中心可以采用多种通信方式(有线以太网、无线以太网、GPRS、串口等) 接收监测终端传来的具有同步时标的数据。数据处理中心还对接收数据作计算分析，如各次电压谐波的幅值、各次电压谐波的相位、各次电压谐波的含有率、各次电流谐波的幅值、 各次电流谐波的相位、各次电流谐波的含有率、电压的总畸变率、电流的总畸变率、电网谐波状态和电网元件的谐波参数，最后将处理后的数据存储到数据存储中心。⑤数据的信息挖掘及输出数据存储中心提供了标准的数据接口，外部应用程序可以通过标准的数据接口访问原始采样数据、FFT后的数据以及序分解后的数据和进行其它高级应用，如被测电网统谐波特性分析、被测电网谐波状态估计值等。数据存储中心还可以把测量数据上载到被测电网拓扑图上显示，分析问题更直观。图14是谐波同步监测终端工作流程图。在谐波监测中心平台的控制下，谐波同步监测终端工作过程如图14所示。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求1.一种灵活的广域电网谐波同步监测系统，其特征是所述谐波同步监测系统包括顺序相连的谐波同步监测终端、通信系统和谐波监测中心平台；所述谐波同步监测终端用于接收谐波监测中心平台发送的监测任务，并根据监测任务进行电网谐波的同步测量，然后将同步测量结果通过通信系统传输到谐波监测中心平台；通信系统用于传输谐波监测中心平台发送的监测任务，还用于传输各个谐波同步监测终端的同步测量结果；所述谐波监测中心平台用于确定各个谐波同步监测终端的安装位置，并经过通信系统向各个谐波同步监测终端发送监测任务；还用于接收各个谐波同步监测终端的同步测量结果，并对接收的同步测量结果进行处理和输出。
2.根据权利要求1所述的一种灵活的广域电网谐波同步监测系统，其特征是所述谐波同步监测终端包括顺序相连的信号拾取模块、前向通道模块、A/D转换模块和数字信号处理模块，还包括与所述A/D转换模块和数字信号处理模块相连的同步采样波形形成模块，还包括与数字信号处理模块相连的通信模块和输入输出模块；所述信号拾取模块用于拾取模拟电压信号和模拟电流信号，并将模拟电压信号和模拟电流信号发送至前向通道模块；所述前向通道模块用于对模拟电压信号和模拟电流信号进行处理，以便于模拟电压信号和模拟电流信号分别转换为数字电压信号和数字电流信号；所述A/D转换模块用于将模拟电压信号和模拟电流信号分别转换为数字电压信号和数字电流信号；还用于接收同步采样波形形成模块输出的与秒脉冲PPS信号同步的采样波形，并根据所述与秒脉冲PPS信号同步的采样波形对数字电压信号和数字电流信号进行采样，并将经过采样的数字电压信号和数字电流信号发送到数字信号处理模块；所述同步采样波形形成模块用于接收秒脉冲PPS信号，并在数字信号处理模块的控制下，产生与秒脉冲PPS信号同步的采样波形，并向A/D转换模块输出所述与秒脉冲PPS信号同步的采样波形；所述数字信号处理模块用于控制同步采样波形形成模块产生与秒脉冲PPS信号同步的采样波形；还用于接收经过采样的数字电压信号和数字电流信号，并存储所述经过采样的数字电压信号和数字电流信号；还用于接收输入输出模块的输入信息；还用于通过输入输出模块输出所述经过采样的数字电压信号和数字电流信号；还用于通过通信模块将所述经过采样的数字电压信号和数字电流信号通过通信系统发送到谐波监测中心平台；所述通信模块用于在数字信号处理模块的控制下，将经过采样的数字电压信号和数字电流信号发送至通信系统；所述输入输出模块用于向数字信号处理模块提供输入信息；还用于在数字信号处理模块的控制下输出经过采样的数字电压信号和数字电流信号。
3.根据权利要求2所述的一种灵活的广域电网谐波同步监测系统，其特征是所述信号拾取模块包括模拟电流信号拾取器和模拟电压信号拾取器。
4.根据权利要求2所述的一种灵活的广域电网谐波同步监测系统，其特征是所述前向通道模块包括顺序相连的隔离电路、放大电路、相位调节电路、程控放大电路、有源滤波电路和电位平移电路；所述隔离电路用于实现拾取的模拟电流信号和模拟电压信号与谐波同步监测终端的电路板之间的隔离，避免产生电气干扰；所述放大电路用于放大拾取的模拟电流信号和模拟电压信号；所述相位调节电路用于提高经放大电路放大的模拟电流信号和模拟电压信号的相角精度；所述程控放大电路用于对相位调节后的模拟电流信号和模拟电压信号进行比例放大；所述有源滤波电路用于对程控放大后的模拟电流信号和模拟电压信号进行低通滤波， 滤除高频干扰信号；所述电位平移电路用于对有源滤波电路滤波后的模拟电流信号和模拟电压信号进行位移，实现单极性输入。
5.根据权利要求2所述的一种灵活的广域电网谐波同步监测系统，其特征是所述同步采样波形形成模块由GPS接收单元和复杂可编程逻辑单元组成；所述GPS接收单元用于接收GPS信号，并根据接收的GPS信号输出秒脉冲PPS信号；所述复杂可编程逻辑单元在秒脉冲PPS信号和数字信号处理模块控制下，输出与秒脉冲PPS信号同步的采样波形。
6.根据权利要求2所述的一种灵活的广域电网谐波同步监测系统，其特征是所述通信模块包括JR45接口、RS-232/485串口和USB接口。
7.根据权利要求2所述的一种灵活的广域电网谐波同步监测系统，其特征是所述输入输出模块包括键盘和显示器。
8.根据权利要求1-7中任意一项权利要求所述的一种灵活的广域电网谐波同步监测系统，其特征是所述通信系统包括有线网络和/或无线网络；所述有线网络采用以太网或串行线网络；所述无线网络采用3G、Wi-Fi、GPRS或者CDMA网络。
9.根据权利要求1-7中任意一项权利要求所述的一种灵活的广域电网谐波同步监测系统，其特征是所述谐波监测中心平台包括谐波同步监测终端管理中心、数据处理中心和数据存储中心；所述谐波同步监测终端管理中心用于绘制被测电网的拓扑结构，并根据被测电网的拓扑结构确定各个谐波同步监测终端的安装位置；同时还用于通过通信系统向各个谐波同步监测终端发送监测任务；所述数据处理中心用于接收各个谐波同步监测终端的同步测量结果，并对同步测量结果进行处理，得到各次电压谐波的幅值、各次电压谐波的相位、各次电压谐波的含有率、各次电流谐波的幅值、各次电流谐波的相位、各次电流谐波的含有率、电压的总畸变率、电流的总畸变率、电网谐波状态和电网元件的谐波参数；所述数据存储中心用于存储各个谐波同步监测终端的同步测量结果以及对同步测量结果进行处理后的数据。
专利摘要本实用新型公开了电力系统监测技术领域中的一种灵活的广域电网谐波同步监测系统。包括顺序相连的谐波同步监测终端、通信系统和谐波监测中心平台；谐波同步监测终端用于接收谐波监测中心平台发送的监测任务，并根据监测任务进行电网谐波的同步测量，然后将同步测量结果通过通信系统传输到谐波监测中心平台；通信系统用于传输监测任务和各个谐波同步监测终端的同步测量结果；谐波监测中心平台用于确定各个谐波同步监测终端的安装位置，并经过通信系统向各个谐波同步监测终端发送监测任务；还用于接收各个谐波同步监测终端的同步测量结果，并对接收的同步测量结果进行处理和输出。本实用新型克服了测量缺乏实时性的缺陷并提高了测量终端的利用率。
文档编号G01R19/00GK202196121SQ20112030741
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者周文, 梁志瑞, 段晓波, 牛胜锁, 苏海锋, 郝晓光 申请人:华北电力大学(保定), 河北省电力研究院