专利名称：一种在线电能质量监测仪和电能质量监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种在线电能质量监测仪和电能质量监测系统。
背景技术：
电能质量(Power Quality)主要包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量等 指标，在线电能质量监测仪是一种进行电能质量实时监测的设备。现有的绝大多数在线电能监测仪所采用的硬件平台通常都只基于数字信号处理 (DSP, Digital Signal Processing)芯片。其中，DSP芯片也称数字信号处理器，是一种适 合进行数字信号处理运算的微处理器，能够实时快速地实现各种数字信号处理算法，具有 数据处理能力强、快速准确等特点。但现有的在线电能监测仪对很多通用功能的支持却相 对较弱，例如现有的在线电能监测仪通常只支持实时的显示供电系统当前电能质量的监测 结果等功能。随着电力电子器件及其它非线性负荷在电网中大量的部署，致使供电电网的非线 性、不稳定性和不对称性日趋严重。电能质量不合格的供电会引起例如电子设备不能正常 工作而导致出现大量废品、设备损坏、带来安全隐患等诸多问题。因此，如何有效的改善电 能质量、制定有关电能质量的合理治理措施和政策变得非常重要。在实现本实用新型的过程中，发明人发现，现有的在线电能监测仪通常只支持实 时的显示供电系统当前电能质量的监测结果等功能，可以理解，实时的显示供电系统的电 能质量监测结果，通常无法让管理员真正的了解供电系统长期整体的供电情况，也就不利 于为改善电能质量、制定有关电能质量的合理治理措施和政策提供必要可靠的依据。

实用新型内容本实用新型实施例提供一种在线电能质量监测仪和电能质量监测系统，能够为有 效的改善电能质量、制定有关电能质量的合理治理措施和政策提供必要可靠的依据。为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案一种在线电能质量监测仪，包括用于采样电信号的数据采集装置；以及，与所述数据采集装置连接的，用于按照预置的处理算法处理所述数据采集 装置采样到的电信号的数据处理装置；以及，与所述数据处理装置连接的，用于显示所述数据处理装置对电信号的处理 结果，以及将所述数据处理装置对电信号的处理结果记录到本地数据库中的数据应用装 置；其中，所述数据处理装置基于数字信号处理器构建，所述数据应用装置基于ARM 芯片构建。优选的，所述数据应用装置还用于，按照预置的分析算法，分析所述本地数据库中记录的所述数据处理装置在某段时间内对电信号的处理结果。 优选的，所述数据应用装置还用于，将所述本地数据库记录的所述数据处理装置 对电信号的处理结果备份到监控中心的中心数据库中。优选的，所述在线电能质量监测仪包括一个或多个大容量的存储器，所述本地数 据库基于一个或多个大容量的存储器构建。优选的，所述数字信号处理器的型号为TMS320VC5510A，所述ARM芯片的型号为 AT91SAM9261S 芯片。优选的，所述数据采集装置采用ADS8365芯片作为模数转换芯片。一种电能质量监测系统，包括至少一个在线电能质量监测仪，以及与所述在线电 能质量监测仪连接的监控中心，其中，所述在线电能质量监测仪，包括用于采样电信号的数据采集装置；以及，与所述数据采集装置连接的，用于按照预置的处理算法处理所述数据采集 装置采样到的电信号的数据处理装置；以及，与所述数据处理装置连接的，用于显示所述数据处理装置对电信号的处理 结果，以及将所述数据处理装置对电信号的处理结果记录到本地数据库中的数据应用装 置；其中，所述数据处理装置基于数字信号处理器构建，所述数据应用装置基于ARM 芯片构建。优选的，所述数据应用装置还用于，按照预置的分析算法，分析所述本地数据库中 记录的所述数据处理装置在某段时间内对电信号的处理结果。优选的，所述数据应用装置还用于，将所述本地数据库记录的所述数据处理装置 对电信号的处理结果备份到监控中心的中心数据库中。优选的，所述数字信号处理器的型号为TMS320VC5510A，所述ARM芯片的型号为 AT91SAM9261S 芯片。由上可见，本实用新型实施例采用的技术方案具有如下有益效果本实用新型实施例中，在线电能监测仪采用DSP加ARM的双核架构，并在在线电能 监测仪中构建本地数据库，将采样的电信号的处理结果记录到本地数据库中，进而可以为 有效的改善电能质量、制定有关电能质量的合理治理措施和政策提供必要可靠的依据，同 时也可为电能质量治理装置技术参数的确定提供重要依据。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需 要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实 施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附 图获得其他的附图。图Ι-a是本实用新型实施例提供的一种在线电能质量监测仪示意图；图Ι-b是本实用新型实施例提供的另一种在线电能质量监测仪示意图；图2是本实用新型实施例提供的一种在线电能质量监测系统示意图。
具体实施方式
本实用新型实施例提供一种在线电能质量监测仪和电能质量监测系统，能够为有 效的改善电能质量、制定有关电能质量的合理治理措施和政策提供必要可靠的依据。为使得本实用新型的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本 实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显 然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中 的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例， 都属于本实用新型保护的范围。参见图l_a，本实用新型实施例提供的一种在线电能质量监测仪10，可以包括用于采样电信号的数据采集装置11 ；以及，与数据采集装置11连接的，用于按照预置的处理算法处理数据采集装置11 采样到的电信号的数据处理装置12 ；以及，与数据处理装置12连接的，用于显示数据处理装置12对电信号的处理结 果，以及将数据处理装置11对电信号的处理结果记录到本地数据库中的数据应用装置13 ；其中，数据处理装置12基于数字信号处理器构建，数据应用装置13基于ARM芯片 构建。参见图l_b，本实用新型实施例的另一种在线电能质量监测仪100，具体可以包 括数据采集装置110，数据处理装置120、数据应用装置130。其中，数据采集装置110，用于采样供电系统的电信号。数据采集装置110可以将供电系统电信号(电压、电流等)转换成数据处理装置 120可识别和处理的数字电信号，并向数据处理装置120提供转换成的数字电信号。数据采集装置110例如可以通过电压互感器PT、电流互感器CT及信号调理滤波电 路进行前期模拟信号处理，其中，为避免信号中混杂的各种不同噪声对AD采样处理和数字 信号处理的较大干扰，数据采集装置110可以先对其进行去噪滤波处理；为了避免造成频 谱混叠，在前级电路中还可以加入抗混叠滤波电路等；最后，数据采集装置110通过模数转 换器将调理好的模拟电信号转化成数字电信号并提供给数据处理装置120。其中，本实施例数据采集装置110选用的模数转换器例如可以是ADS8365芯片，当 然也可以选用其它芯片。其中，数据采集装置110例如还可以包括同步采样电路，同步采样电路可以包括 “过零比较”、“选相”、“锁相倍频”等电路。同步采样电路可以自动的跟踪电力系统频率，并 将该频率倍频来控制ADS8365芯片的采样速率，从而实现同步采样。数据处理装置120与数据采集装置110连接，主要用于按照预置的处理算法，处理 数据采集装置110采集提供的电压、电流信号数据。数据处理装置120例如可以根据需要预置多种数字信号处理算法，通过预置各种 处理算法，对电压、电流波形的电能质量进行在线监测，并可以将监测处理结果通过高速并 行接口(HPI)提供给数据应用装置130进行后续的处理和显示。其中，本实施例数据采集装置110基于数字信号处理器构建，所选用的数字信号 处理器的型号可以为TMS320VC5510A，当然也可以选用其它型号的数字信号处理器。
6[0049]数据处理装置120可以按照处理算法处理数据采集装置110提供的数字信号，进 而可以检测出谐波、电压暂升、电压暂降等各种电能质量问题。 数据应用装置130与数据处理装置120连接，用于显示数据处理装置120对电信 号的处理结果，以及将数据处理装置120对电信号的处理结果记录到本地数据库中，以便 于后续对数据处理装置120在一段时间内对电信号的处理结果进行历史数据分析。 其中，本实施例数据应用装置130基于ARM芯片构建，所选用的ARM芯片的型号可 以为AT91SAM9261S芯片，也可选用其它型号的ARM芯片。进一步的，数据应用装置130可以根据需要预置一种或多种分析算法，数据应用 装置130还可以用于，按照预置的分析算法，分析本地数据库中记录的某段时间内数据处 理装置120对电信号的处理结果，获得供电系统在一段时间内的运行情况，并可以进一步 利用显示设备显示分析结果。其中，数据应用装置130可以设置有多种通信接口(例如通用串行口、以太网接 口)，数据应用装置130可以利用通信接口和监控中心连接通信。进一步的，数据应用装置130还可以用于，将本地数据库记录的数据处理装置120 对电信号的处理结果备份到监控中心的中心数据库中。数据应用装置130利用监控中心的中心数据库对本地数据库记录的数据处理装 置120对电信号的处理结果进行备份，进一步提高了数据安全性，即使本地数据库损毁，管 理员仍然可以从监控中心的中心数据库获得数据处理装置120对电信号的处理结果，并可 以进行历史数据分析。在一种应用场景下，在线电能质量监测仪100可以包括一个或多个大容量的存储 器(例如可以包括3个4G容量的存储器)，本地数据库则可以基于上述一个或多个大容量 的存储器构建(具体例如可以基于结构化查询语言(SQL)构建本地数据库)，数据应用装 置130例如可以将数据处理装置120在连续一个月内对电信号的处理结果记录到本地数据 库，并可以在任意时候根据分析指令，对本地数据库记录的处理结果进行一个月的历史数 据分析，获得供电系统在一个月的整体运行情况。在线电能质量监测仪100数据处理过程可以如下数据采集装置110采集电信号，并将采集的模拟电信号转换成数字电信号提供给 数据处理装置120 ；数据处理装置120按照预置的数字信号处理算法处理数据采集装置110 提供的数字电信号，将对电信号的处理结果提供给数据应用装置130 ；数据应用装置130利 用显示设备显示数据处理装置120对电信号的处理结果，以及数据处理装置120对电信号 的处理结果记录到本地数据库中；并可以按照分析指令，对本地数据库记录的数据处理装 置120在一段时间内对电信号的处理结果进行历史数据分析，获得供电系统在一段时间内 的运行情况；数据应用装置130例如还进一步将本地数据库记录的数据处理装置120对电 信号的处理结果及时的备份到监控中心的中心数据库中。参见图2，本实用新型实施例还提供一种电能质量监测系统，具体可以包括至少 一个在线电能质量监测仪210和监控中心220，其中，以及上述至少一个在线电能质量监测 仪210和监控中心220连接。其中，在线电能质量监测仪210，可以包括用于采样电信号的数据采集装置；[0062]以及，与上述数据采集装置连接的，用于按照预置的处理算法处理上述数据采集 装置采样到的电信号的数据处理装置，以及，与上述数据处理装置连接的，用于显示上述数据处理装置对电信号的处理 结果，以及将上述数据处理装置对电信号的处理结果记录到本地数据库中的数据应用装 置； 其中，上述数据处理装置基于数字信号处理器构建，上述数据应用装置基于ARM 芯片构建。数据处理装置的选用的数字信号处理器型号可以为TMS320VC5510A，数据应用装 置选用的ARM芯片的型号为AT91SAM9261S芯片。本实施例在线电能质量监测仪210可以是如上述是实施例中的在线电能质量监 测仪100，可以用于实现在线电能质量监测仪100的全部功能，其各个功能模块的功能可以 根据上述描述方式具体实现。在一种应用场景下，数据应用装置还可以用于，按照预置的分析算法分析上述本 地数据库中记录的数据处理装置在某段时间内(例如5天)对电信号的处理结果，获得供 电系统在一段时间内的运行情况。在一种应用场景下，数据应用装置还用于，将上述本地数据库记录的上述数据处 理装置对电信号的处理结果备份到监控中心220的中心数据库中。监控中心220可以对各个在线电能质量监测仪210备份到中心数据库的数据进行 统一的管理和维护，并可以通过历史数据分析，获得各个在线电能质量监测仪210所监测 的供电系统的局部的运行情况。监控中心220和多个在线电能质量监测仪210组成了一个分布式的电能质量监控 系统，各个在线电能质量监测仪210可以自行分析各自的电信号处理结果，获得各自监控 的供电系统局部的运行情况，并可将分析结果上报给监控中心；或者，也可以直接由监控中 心利用中心数据库中备份的电信号处理结果进行历史数据分析，直接获得整个供电系统的 运行情况。并且，上述架构具有很好的可扩展性，可以根据需要灵活的扩展电能质量监控系 统包括的在线电能质量监测仪210的数量。综上，本实用新型实施例在线电能监测仪采用DSP加ARM的双核架构，并在在线电 能监测仪中构建本地数据库，将采样的电信号的处理结果记录到本地数据库中，进而可以 为有效的改善电能质量、制定有关电能质量的合理治理措施和政策提供必要可靠的依据， 同时也可为电能质量治理装置技术参数的确定提供重要依据。进一步的，利用监控中心和多个在线电能监测仪构建出一个分布式的电能质量监 测系统，提供了良好的可扩展性；有利于深入全面的掌握整个供电系统的运行情况，同时提 高电能质量监测的稳定性和抗故障能力。以上对本实用新型实施例所提供的一种在线电能质量监测仪和电能质量监测系 统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域 的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处， 综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求一种在线电能质量监测仪，其特征在于，包括用于采样电信号的数据采集装置；以及，与所述数据采集装置连接的，用于按照预置的处理算法处理所述数据采集装置采样到的电信号的数据处理装置；以及，与所述数据处理装置连接的，用于显示所述数据处理装置对电信号的处理结果，以及将所述数据处理装置对电信号的处理结果记录到本地数据库中的数据应用装置；其中，所述数据处理装置基于数字信号处理器构建，所述数据应用装置基于ARM芯片构建。
2.根据权利要求1所述的在线电能质量监测仪，其特征在于，所述数据应用装置还用于，按照预置的分析算法，分析所述本地数据库中记录的所述 数据处理装置在某段时间内对电信号的处理结果。
3.根据权利要求1或2所述的在线电能质量监测仪，其特征在于，所述数据应用装置还用于，将所述本地数据库记录的所述数据处理装置对电信号的处 理结果备份到监控中心的中心数据库中。
4.根据权利要求1或2所述的在线电能质量监测仪，其特征在于，所述在线电能质量监测仪包括一个或多个大容量的存储器，所述本地数据库基于一个 或多个大容量的存储器构建。
5.根据权利要求1或2所述的在线电能质量监测仪，其特征在于，所述数字信号处理器的型号为TMS320VC5510A，所述ARM芯片的型号为AT91SAM9261S-H-- I I心片。
6.根据权利要求1或2所述在线电能质量监测仪，其特征在于 所述数据采集装置采用ADS8365芯片作为模数转换芯片。
7.一种电能质量监测系统，其特征在于，包括至少一个在线电能质量监测仪，以及与 所述在线电能质量监测仪连接的监控中心，其中，所述在线电能质量监测仪，包括 用于采样电信号的数据采集装置；以及，与所述数据采集装置连接的，用于按照预置的处理算法处理所述数据采集装置 采样到的电信号的数据处理装置；以及，与所述数据处理装置连接的，用于显示所述数据处理装置对电信号的处理结果， 以及将所述数据处理装置对电信号的处理结果记录到本地数据库中的数据应用装置；其中，所述数据处理装置基于数字信号处理器构建，所述数据应用装置基于ARM芯片 构建。
8.根据权利要求7所述的电能质量监测系统，其特征在于，所述数据应用装置还用于，按照预置的分析算法，分析所述本地数据库中记录的所述 数据处理装置在某段时间内对电信号的处理结果。
9.根据权利要求7或8所述的电能质量监测系统，其特征在于，所述数据应用装置还用于，将所述本地数据库记录的所述数据处理装置对电信号的处 理结果备份到监控中心的中心数据库中。
10.根据权利要求7或8所述的电能质量监测系统，其特征在于，所述数字信号处理器的型号为TMS320VC5510A，所述ARM芯片的型号为AT91SAM9261S芯片.
专利摘要本实用新型实施例公开了一种在线电能质量监测仪和电能质量监测系统。其中，一种在线电能质量监测仪，包括用于采样电信号的数据采集装置；以及，与所述数据采集装置连接的，用于按照预置的处理算法处理所述数据采集装置采样到的电信号的数据处理装置；以及，与所述数据处理装置连接的，用于显示所述数据处理装置对电信号的处理结果，以及将所述数据处理装置对电信号的处理结果记录到本地数据库中的数据应用装置；其中，所述数据处理装置基于数字信号处理器构建，所述数据应用装置基于ARM芯片构建。本实用新型技术方案能够为有效的改善电能质量、制定有关电能质量的合理治理措施和政策提供必要可靠的依据。
文档编号G01R31/00GK201615930SQ20092026628
公开日2010年10月27日 申请日期2009年11月16日 优先权日2009年11月16日
发明者张应榜, 张进军, 梁羽生 申请人:深圳市华力特电气股份有限公司