专利名称：基于人工神经网络的电网谐波检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测装置，具体的说是基于人工神经网络的电网谐波检测装置。
背景技术：
随着各种电力电子装置和非线性负荷的大量应用，电力系统的谐波污染日益严 重，给电力系统的安全经济运行带来了极大的危害。谐波能够产生很大的危害，由于供电系 统和输电线路具有一定的阻抗，这个阻抗是随频率变化的，各次谐波电流流过电网时会产 生一定的电压降，此电压降叠加在供电电压上，引起电网电压波形畸变，使电能质量下降， 影响发电供电和用电设备的安全经济的运行，增加对通信系统的干扰。同时，电网谐波对各 种电气设备，对继电保护、自动装置、计算机测量和计量仪器均有不利影响。由于谐波的作 用引起的经济损失，缩短了电气设备的寿命，有些情况下还使产品的质量降低，数量减少。现有的技术主要包括以下几种模拟滤波装置、自适应谐波检测装置、快速傅里叶 变换装置、基于小波分析的检测装置。这几种装置的缺点分别如下误差大、实时性差、电网 频率变化时尤其明显、对电路元件参数十分敏感、参数变化时检测效果明显变差；动态响应 较慢、在电网电压不对称时谐波电流的检测误差较大；计算量大导致实时性较差、对非整数 次谐波的检测有频谱泄漏和栅栏现象等缺点，检测出的谐波幅值、相角和频率有误差；混叠 现象的普遍存在导致其精度低。

发明内容
发明目的针对上述现有纵向电缆连接器所存在的问题和不足，本发明的目的是 提供一种误差小、实时性好、稳定性高、效果好、精度高的基于人工神经网络的电网谐波检 测装置。技术方案为实现上述目的，本发明提供的技术方案为一种基于人工神经网络的 电网谐波检测装置，包括数据采集装置、与数据采集装置相连的谐波检测装置、与谐波检测 装置相连的综合分析装置以及与综合分析装置相连的数据存储及输出装置；其中数据采集 装置包括隔离装置及与隔离装置相连的差分输入装置，综合分析装置包括ARM芯片以及设 置在ARM芯片中的FIFO缓存器。所述谐波检测装置包括与差分输入装置相连的抗混叠滤波装置、与抗混叠滤波装 置相连的锁相环、与锁相环相连的DSP芯片以及设置在DSP芯片中且与抗混叠滤波装置相 连的A/D转换器。所述数据存储及输出装置包括分别与ARM芯片相连的IXD显示器、互联网、GPRS、 FLASH、RS232通讯口、键盘、USB以及鼠标。所述FIFO缓存器有两个。所述ARM芯片以及FIFO缓存器分别与DSP芯片相连。所述隔离装置与电网电压相连。有益效果本发明误差小、实时性好、稳定性高、效果好、精度高。


图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的工作流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明 本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各 种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图1所示一种基于人工神经网络的电网谐波检测装置，包括数据采集装置1、 与数据采集装置1相连的谐波检测装置2、与谐波检测装置2相连的综合分析装置3以及 与综合分析装置3相连的数据存储及输出装置4 ；其中数据采集装置1包括隔离装置5及 与隔离装置5相连的差分输入装置6，隔离装置5与电网电压相连，谐波检测装置2包括与 差分输入装置6相连的抗混叠滤波装置9、与抗混叠滤波装置9相连的锁相环10、与锁相环 10相连的DSP芯片11以及设置在DSP芯片11中且与抗混叠滤波装置9相连的A/D转换器 12，综合分析装置3包括ARM芯片7以及设置在ARM芯片7中的两个FIFO缓存器8，ARM芯 片7以及两个FIFO缓存器8分别与DSP芯片11相连，数据存储及输出装置4包括分别与 ARM芯片7相连的IXD显示器13、互联网14、GPRS (通用分组无线服务装置)15、FLASH(存 储芯片)16、RS232通讯口 17、键盘18、USB(数据传输口)19以及鼠标20。工作流程如图2所示，开始工作，接着数据采集，各参数设置完成之后，装置将采 集的数据进行处理；可同时进行两种数据处理，一种是先进行谐波检测，再进行数据存储， 另一种是先进行数据读取，再进行谐波分析；之后将得到的数据进行处理，可以进行数据查 询、数据管理或者数据显示，当数据超限的时候还会进行超限报警。电力谐波检测系统具有如下的主要功能1、检测参数设定通过交互式操作，可以通过ARM或远程的PC机设定所要检测的 电压等级、谐波次数、超限标准以及数据存盘间隔等参数。2、电压谐波的检测、分析和显示实时检测总谐波电压含量及畸变率、基波电压分 量、2-31次谐波电压分量及含有率；并通过二维波形图、棒状图和数据表格等多种形式来 显示检测分析的结果。3、停电记录记录当日、当月、当季的停电次数、停电最长时间(min)、停电最短时 间(min)、停电总时间(min)，什么时候停电(XXXX年XX月XX日XX时XX分)。4、数据存储和备份在设定的数据存盘间隔内存储电网的运行参数，并可以对其 进行备份和清理，可以长时间保留数据。5、查询和统计可以按不同方式对数据库内的数据进行查询得到系统的运行、 增容和升级情况；并能够把RAM中存储的数据转存到PC机中，实现对历史数据的保存，并能 够统计电网的运行参数，分析各个参数的变化趋势，如总谐波电压畸变合格时及合格率、 总谐波电压畸变最大值及最大值出现的时间等。6、通信功能提供串 口 (RS232 或 RS485)，网络(LAN)，GPRS, MODEM, USB 等。
权利要求
一种基于人工神经网络的电网谐波检测装置，其特征在于该装置包括数据采集装置(1)、与数据采集装置(1)相连的谐波检测装置(2)、与谐波检测装置(2)相连的综合分析装置(3)以及与综合分析装置(3)相连的数据存储及输出装置(4)；其中数据采集装置(1)包括隔离装置(5)及与隔离装置(5)相连的差分输入装置(6)，综合分析装置(3)包括ARM芯片(7)以及设置在ARM芯片(7)中的FIFO缓存器(8)。
2.根据权利要求1所述基于人工神经网络的电网谐波检测装置，其特征在于所述谐 波检测装置(2)包括与差分输入装置(6)相连的抗混叠滤波装置(9)、与抗混叠滤波装置 (9)相连的锁相环(10)、与锁相环(10)相连的DSP芯片(11)以及设置在DSP芯片(11)中 且与抗混叠滤波装置(9)相连的A/D转换器(12)。
3.根据权利要求1所述基于人工神经网络的电网谐波检测装置，其特征在于所述数 据存储及输出装置(4)包括分别与ARM芯片(7)相连的LCD显示器(13)、互联网(14)、 GPRS (15)、FLASH (16)、RS232 通讯口(17)、键盘(18)、USB (19)以及鼠标(20)。
4.根据权利要求1所述基于人工神经网络的电网谐波检测装置，其特征在于所述 FIFO缓存器(8)有两个。
5.根据权利要求1、2或4所述基于人工神经网络的电网谐波检测装置，其特征在于 所述ARM芯片(7)以及FIFO缓存器⑶分别与DSP芯片(11)相连。
6.根据权利要求1所述基于人工神经网络的电网谐波检测装置，其特征在于所述隔 离装置(5)与电网电压相连。
全文摘要
本发明公开了一种基于人工神经网络的电网谐波检测装置，包括数据采集装置、与数据采集装置相连的谐波检测装置、与谐波检测装置相连的综合分析装置以及与综合分析装置相连的数据存储及输出装置；其中数据采集装置包括隔离装置及与隔离装置相连的差分输入装置，综合分析装置包括ARM芯片以及设置在ARM芯片中的FIFO缓存器。本发明误差小、实时性好、稳定性高、效果好、精度高。
文档编号G01R23/16GK101937020SQ20101024996
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月10日 优先权日2010年8月10日
发明者尚雪嵩 申请人:南京世都科技有限公司