CN109164334A - 分布式电网的电能质量监测装置、方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分布式电网的电能质量监测装置、方法及***；其中，该装置包括依次连接的电能采集模块，数据预处理模块及中央处理模块；电能采集模块用于采集分布式电网的电能数据；电能数据包括电压数据和/或电流数据；数据预处理模块用于对电能数据进行预处理；预处理包括采样、模拟数字信号转换、信号放大及滤波中的一种或多种；中央处理模块用于根据经过预处理的电能数据，对预设的电能参数进行计算，得到分布式电网的电能质量。本发明提高了对分布式电网电网电能的监测精度，从而提高了电能质量的检测效率。

Description

分布式电网的电能质量监测装置、方法及***

技术领域

本发明涉及电力***安全技术领域，尤其是涉及一种分布式电网的电能质量监测装置、方法及***。

背景技术

解决好电能质量问题需要依靠优良的电能质量监测技术。通过有效的电能质量监测方法可以实时的在线监测电网的电能质量，快速查找电网中存在的问题，并及时采取相应的措施改善电能质量。然而现有的分布式电网的电能质量监测方式的监测精度较低，检测结果无法作为问题来源的依据，导致电能质量检测效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种分布式电网的电能质量监测装置、方法及***，以提高对分布式电网电能的监测精度，从而提高电能质量上午检测效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种分布式电网的电能质量监测装置，包括依次连接的电能采集模块，数据预处理模块及中央处理模块；电能采集模块用于采集分布式电网的电能数据；电能数据包括电压数据和/或电流数据；数据预处理模块用于对电能数据进行预处理；预处理包括采样、模拟数字信号转换、信号放大及滤波中的一种或多种；中央处理模块用于根据经过预处理的电能数据，对预设的电能参数进行计算，得到分布式电网的电能质量。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述电能采集模块包括霍尔型电压传感器和\或电流互感器；霍尔型电压传感器用于采集分布式电网的电压数据；电流互感器用于采集分布式电网的电流数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述数据预处理模块包括AD采样单元及DSP处理单元；AD采样单元与DSP处理单元通过数据总线连接；AD采样单元用于对电能数据进行采样；DSP处理单元用于对经过采样的电能数据进行信号放大及滤波处理。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，当电能数据包括电压数据和电流数据时，上述中央处理模块还用于：根据经过预处理的电压数据对分布式电网的电压参数进行计算，得到分布式电网的电压质量；根据经过预处理的电流数据对分布式电网的电流参数进行计算，得到分布式电网的电流质量；将电压质量及电流质量确定为分布式电网的电能质量。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述装置还包括显示器；显示器与中央处理模块连接；显示器用于显示中央处理器发送的电能数据和\或电能参数。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述数据预处理模块和中央处理模块通过串行总线进行数据传输。

第二方面，本发明实施例还提供一种分布式电网的电能质量监测方法，该方法应用于上述装置，该方法包括：电能采集模块采集分布式电网的电能数据；电能数据包括电压数据和/或电流数据；数据预处理模块对电能数据进行预处理；预处理包括采样、模拟数字信号转换、信号放大及滤波中的一种或多种；中央处理模块根据经过预处理的电能数据，对预设的电能参数进行计算，得到分布式电网的电能质量。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述数据预处理模块包括AD采样单元及DSP处理单元；AD采样单元与DSP处理单元通过数据总线连接；数据预处理模块对电能数据进行预处理的步骤包括：AD采样单元对电能数据进行采样；DSP处理单元对经过采样的电能数据进行信号放大及滤波处理。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，当电能数据包括电压数据和电流数据时，根据经过预处理的电能数据，对预设的电能参数进行计算，得到分布式电网的电能质量的步骤，包括：根据经过预处理的电压数据对分布式电网的电压参数进行计算，得到分布式电网的电压质量；根据经过预处理的电流数据对分布式电网的电流参数进行计算，得到分布式电网的电流质量；将电压质量及电流质量确定为分布式电网的电能质量。

第三方面，本发明实施例还提供一种分布式电网的电能质量监测***，包括分布式电网及上述电能质量监测装置。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供了一种分布式电网的电能质量监测装置、方法及***；电能采集模块采集分布式电网的电能数据后，数据预处理模块对电能数据进行预处理；中央处理模块根据经过预处理的电能数据，对预设的电能参数进行计算，从而得到分布式电网的电能质量。该方式提高了对分布式电网电能的监测精度，从而提高了电能质量的检测效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明的上述技术即可得知。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种分布式电网的电能质量监测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种分布式电网的电能质量监测装置硬件***结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种过零比较电路的设计电路图；

图4为本发明实施例提供的一种A相电流信号的变换电路图；

图5为本发明实施例提供的直流侧电压采集电路的电路设计图；

图6为本发明实施例提供的偏移电压电路的电路图；

图7为本发明实施例提供的开关量采集电路的电路图；

图8为本发明实施例提供的开关量输出电路的电路图；

图9为本发明实施例提供的监测终端的工作流程图；

图10为本发明实施例提供的一种分布式电网的电能质量监测方法的流程图；

图11为本发明实施例提供的一种分布式电网的电能质量监测***的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，现有的分布式电网的电能质量监测方式的监测精度较低，检测结果无法作为问题来源的依据，导致电能质量检测效率较低，基于此，本发明实施例提供了一种分布式电网的电能质量监测装置、方法及***，可以应用于分布式电网及其他电力***的电能质量检测。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种分布式电网的电能质量监测装置进行详细介绍。

参见图1所示的一种分布式电网的电能质量监测装置的结构示意图，该装置包括依次连接的电能采集模块100，数据预处理模块110及中央处理模块120；电能采集模块100用于采集分布式电网的电能数据；电能数据包括电压数据和/或电流数据；数据预处理模块110用于对电能数据进行预处理；预处理包括采样、模拟数字信号转换、信号放大及滤波中的一种或多种；中央处理模块120用于根据经过预处理的电能数据，对预设的电能参数进行计算，得到分布式电网的电能质量。

具体地，上述电能采集模块可以包括霍尔型电压传感器和电流互感器；也可以根据待监测的电能指标类型，确定其中的一种为电能采集模块，霍尔型电压传感器用于采集分布式电网的电压数据；电流互感器用于采集分布式电网的电流数据；上述两种设备均不直接接入分布式电网，不会对电网的正常工作造成影响。

具体地，上述数据预处理模块包括AD(Analogical and digital，模拟数字)采样单元及DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)处理单元；AD采样单元与DSP处理单元通过数据总线连接；AD采样单元用于对电能数据进行采样；DSP处理单元用于对经过采样的电能数据进行信号放大及滤波处理。

在一些具体实施例中，当需要对分布式电网的电压和电流均进行质量监测时，采集的电能数据包括电压数据和电流数据时，上述中央处理模块还用于：

(1)根据经过预处理的电压数据对分布式电网的电压参数进行计算，得到分布式电网的电压质量；具体地，上述电压参数可以为电压平均值，电压有效值，电压波动值等等，可以根据电压波动值评价电压的稳定性，作为电压质量的标准之一。

(2)根据经过预处理的电流数据对分布式电网的电流参数进行计算，得到分布式电网的电流质量。具体地，上述电流参数可以为电流平均值，电流有效值，电流波动值等等，可以根据电流波动值评价电压的稳定性，作为电流质量的标准之一。

(3)将电压质量及电流质量确定为分布式电网的电能质量；具体地，可以将电流参数及电压参数综合起来，对分布式电网的电能质量进行评价。

为了便于电网性能监测的技术人员更为方便、直观地了解电网的电能质量，上述装置可以包括显示器；该显示器与中央处理模块连接；中央处理器可以将电能数据，如电压数据和电流数据，及电能参数发送至显示器，以使显示器显示上述数据；也可以仅发送电能数据或电能参数发送至显示器。

在一些实施例中，上述数据预处理模块和中央处理模块通过串行总线进行数据传输；中央处理模块可以为单片机，在单片机上设置串行外设接口(Serial PeripheralInterface，SPI)，通过该接口与数据预处理模块连接。

本发明实施例提供了一种分布式电网的电能质量监测装置；电能采集模块采集分布式电网的电能数据后，数据预处理模块对电能数据进行预处理；中央处理模块根据经过预处理的电能数据，对预设的电能参数进行计算，从而得到分布式电网的电能质量。该方式提高了对分的电网电能的监测精度，从而提高了电能质量的检测效率。

本发明实施例还提供了另一种分布式电网的电能质量监测装置；该装置包括两部分：数据采集处理单元和人机交互管理单元。图2所示为电能质量监测装置硬件***结构，前端数据采集处理单元是由AD信号采样单元、DSP数据处理单元组成。本装置首先通过AD采样模块对来自霍尔型电压传感器及电流互感器二次侧的三相电压电流进行采集。通过A/D芯片对电压传感器及电流互感器输出的六路信号进行采样，数据总线将采集的数据传送到

DSP进行相应的数据处理。DSP模块的主要任务是控制A/D转换并将转换后的电能质量数据进行存储计算，然后再通过SPI将处理后的数据传送给数据管理模块，即ARM(Advanced RISC Machines，一种处理器名称)模块进行存储、通信以及显示。

对该装置需要进行电源电路设计，以有效管理整个***的所有芯片正常稳定供电。电源电路最基本的要求是能够按照各个功能模块所采用芯片的要求进行供电，同时还应该具备有足够的功率，从而能够驱动***上的芯片组。本***采用的DSP芯片型号为TMS320F28335，其I/O引脚端口电平为3.3V，内核电压为1.2V。

ARM芯片型号为STM32F103VCT6，内核供电电压为1.8V，I/O引脚的供电电压为3.3V；A/D转换芯片型号为AD7606，其供电电压为5V。所以在整个***中，需要5V，3.3V，1.8V，1.2V。图4-3详细给出了各个模块供电电压。

220V交流电通过URB2415YMD-6WR2电源模块WR2转换成24V电源，主要给驱动电路。220V交流电通过URA2415LD-15电源模块WR2转换成15V电源，主要给开关量输入输出单元，霍尔电压电流采集电路。220V交流电通过URB2405YMD-6WR2电源模块WR2转换成5V电源，主要给主控芯片电源模块，时钟电路，EEPROM电路等供电。

TMS320F28335芯片的内核电压为1.8V和I/O口电压为3.3V，且都需独立供电。且上电时I/O口电压比内核电压先加载。

为了更方便的检测电网频率，选择硬件过零检测。硬件过零检测的原理是将电网电压信号传输到电压比较器芯片，型号为LM339，经过光电隔离，电压比较输出的方波信号传输给DSP进行计数，从而计算出电网频率。LM339和运算放大器比较相似，其响应快，延迟小，但是增益无法调节。LM393比较器有两个输入端，一个同相(“+”)，一个反相(“-”)，还有一个输出端。当比较两个电压时，则把固定电压加在任意一输入端做参考电压，另一个输入端加等待比较的电压。当同相端电压高于反向端时，输出端截止，此时输出端相当于开路。当反向端电压高于同相端时，输出端饱和，此时输出端相当于接低电位。通过电压比较器输出电网跳变的方波信号，并输入到DSP中，经过处理后得到电网频率。

过零比较电路的设计电路如图3所示，根据比较器芯片LM393的特性，输入端信号由正到负的过零时，电路输出高电平；由负到正时，经过零点，此时输出端为低电平，电网的正弦电压信号变为方波信号且相位是相同的。

在双向变流器的实际应用中，有许多的参数需要根据不同的装置容量及功能要求设置，同时为了方便对装置运行状况进行分析，需要存储大量数据。同时这类数据需要保存完好，在设计电路时采用两个24C256，该芯片有SPI接口可通过I²C总线接口进行操作。

为了提供实时的存储时间，设计时钟电路。时钟芯片采用DS1629芯片，该芯片除有精确时间和温度计量，还具有自动掉电保护功能。DS1629采用I²C总线接口可直接与DSP相连。

在分布式储能***逆变器的设计中，根据实际的要求，需要对以下12路信号进行采集:

(1)直流侧电压Udc1，Udc2，使用霍尔型电压传感器进行信号采集。

(2)交流侧四路输出电流，主要包括三相输出电压Ia，Ib，Ic，以及中性点电压In，使用霍尔电流传感器进行信号采集。

(3)三相电源侧电压，使用工频电压互感器进行信号采集。

(4)三相负载侧或电源侧电流，使用工频电流互感器进行信号采集。

(5)IGBT模块温度信号两路非电量信号的采集。

在以上12路信号的采集主要通过电压电流互感器或霍尔传感器配合运放电路完成。

电网侧电流经工频电流互感器变换为标准的0～2mA电流信号后进入模拟量变换电路，实现I/V变换。电路设计中所采用的电流互感器型号为TA21A11。COM端接标准+1.5V偏移电压，将I/V变换后的电压信号抬升+1.5V，信号的电平范围调整为0～3V之间，从而满足DSP芯片A/D采样通道对信号的要求。在运放输出和负输入之间接入限压电阻，大小的设定需根据流过的电流和所要求的电压求得。

Uout＝(2.8-0.2)/2＝1.3V

R＝Uout/I峰值＝1.3/3＝430Ω

当电网出现故障导致冲击电流比较大时，采集所得的电流信号可能比较大，超出正负1.5V，这是的信号不仅可能烧坏OPA2340，也可能烧坏DSP主控芯片，所以需要在输入端并上4个反并联二极管，使输入信号始终维持在1.4V以下。所以电路图AD41，AD42，AD45，AD46四个二极管构成反并联二极管，提供过压限幅功能。

运放电路的输出侧连接一个1N477稳压二极管，它可以将输出电压嵌位在3V以内。当运算放大器的输出大于3V时，由于稳压二极管的导通，电压可以维持在3V以下，保证不会超过A/D转换的电压输入范围。

图4为A相电流信号的变换电路图，其余的2路电流的采集与图4相同，3路电流采集的COM端相连，共用同一个调理电路。

选用TV31B系列电流型电压互感器采集电网侧电压信号，使用时根据需要串联合适的电阻得到2mA的输入电流。电流变比为1:1的，输出电流仍为2mA，图5为电压采集电路原理图，串联电阻计算方法是R_VA1＝U1/2mA，因采集的电压为220V，且留有一定的裕量，本设计选取200kΩ。输入电压限定范围0到300V对应输出0到1.5mA电流。

直流侧电压采集电路选用KV100A系列霍尔电压传感器，产生的二次信号为0～100mA电流信号，图5中所示为直流侧电压采集电路的电路设计图，在COM端接入1.5V的偏移基准电压，电容器主要为滤波作用，AD72和AD71两个稳压管反向串联可以实现稳压和限幅的作用。运放器和电阻主要构成电压跟随电路，运算放大器的正输入端经AR75连接至1.5V的偏移电压，主要实现交流信号的平移，实现I/V变换及幅值调整的双极***流电压信号通过将电压抬高1.5V，满足A/D采样的要求。

双向变流器输出侧三相电流设计与直流侧电压设计大体相同，信号采用相同的I/V变换电路，在采集三相电流时选用型号为KT200AT电流型霍尔传感器，输入电流为0-200A，输出电流为0-100mA。

在偏移电压电路设计中主要将交流电压抬升1.5V，在电路设计中稳压管采用的型号为LM4040B IZ4，可在AZ2两端可以稳出4.1V的电压，在稳压管两并联两个电阻AR14和AR16，通过电阻分压得到运放器的正端输入电压1.5V，负端输入和运放器的输出相连构成负反馈，组成电压跟随电路，得到1.5V的稳定输出电压，偏移电压电路的电路图如图6所示。

开入量采集电路主要是将断路器、隔离开关的状态采集给DSP的I/O口。本电路中有七路开关量输入，在每一路的输入后接磁珠起到滤波的作用，光电隔离部分主要由光电耦合器实现，起到抗干扰的作用。为节省DSP中I/O口的使用，在本电路中主要采用74ls165芯片。图7为开关量采集电路的电路图。

开关量输出电路设计主要是讲DSP发出的控制信号传递给外部设备，如风扇，断路器开关等。经由DSP的输出接74LS245芯片，当输出为高电平时，形成电流回路，继电器吸合，具体电路设计如图8所示。

本发明实施例中采用STM32***；单片机最小***，或者称为最小应用***，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的***。对于STM32最小***来说主要包括五部分：供电、复位、时钟：外部晶振(2个)、Boot启动模式选择和下载电路(串口/JTAG/SWD)。

STM32器件内部有复位电路，且有3种复位模式。在VDD小于2.0V时会产生掉电复位。所以外部复位电路并非必要的，但为调试方便一般开发时还是在NRST脚上连接一个简单的复位电路。当按键没有按下时，RESET引脚为高电平，当按键按下之后，RESET引脚接到地，产生低电平，松开以后又是高电平。这样就产生了持续一定时间的低电平，由此便可以实现复位。

STM32内部具有两个RC(正弦波振荡器)振荡器及PLL(Phase Locking Loop，锁相环)，所以依靠内部RC也可以正常工作，但RC比晶振不够准备也不够稳定。所以有条件还是尽量使用外部晶振。高速外部(HSE OSC)接口可以接晶振，也可以使用其他的时钟源，时钟源最好是方波，也可是三角波、正弦波其占空比应在50％左右。频率不能超过25M。

STM32三种启动模式对应的存储介质均是芯片内置的，它们是：

1)用户闪存＝芯片内置的Flash。

2)SRAM＝芯片内置的RAM区，就是内存啦。

3)***存储器＝芯片内部一块特定的区域，芯片出厂时在这个区域预置了一段Bootloader，就是通常说的ISP程序。这个区域的内容在芯片出厂后没有人能够修改或擦除，即它是一个ROM区，它是使用USART1作为通信口。

下载电路一般采用的是标准的JTAG(Joint Test Action Group，联合测试工作组)接法(支持SWD，Serial Wire Debug，串行线调试)，但是STM32还有SWD接口，SWD只需要最少2跟线就可以下载并调试了。

液晶屏有并行通信和串行通信两种通信方式，所谓串行通信就是串行通信是指使用一条数据线,将数据一位一位地依次传输,每一位数据占据一个固定的时间长度.其只需要少数几条线就可以在***间交换信息,特别使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信.

并行通信时数据的各个位同时传送,可以字或字节为单位并行进行.并行通信速度快,但用的通信线多、成本高,故不宜进行远距离通信.计算机或PLC各种内部总线就是以并行方式传送数据的。各种模块之间通过底板总线交换数据也以并行方式进行。屏幕采用并行通信，DB0-DB7为8位数据口分别连接8个IO口。

该电能质量监测装置与监测终端连接；监测终端程序包括***初始化程序、ADC(Analog to Digital Converter，模拟数字转化器)转换程序、DMA(direct memoryaccess，直接存储器存取)程序、FFT变换程序、433无线通信程序等，该监测终端的工作流程图如图9所示。

ADC转换采用DSP内部的12位的ADC转换控制器，同时结合DMA实现数据存储，将DMA应用于ADC等外设，使得无需CPU干预将数据由ADC高速传输至存储器，节省了CPU资源，提高了效率。ADC的各通道可以单次，连续，扫描或者间断模式执行，连续转换模式下，ADC转换结束后立马启动另一次转换。在扫描模式下，在每个组的每个通道上执行单次转换，在每个转换结束时，同一组的下一个通道被自动转换。

ADC的初始化过程中，依次设置为分辨率、扫描模式、单次转换、禁止外部沿触发、软件触发、数据右对齐、单通道模式等。

DMA的初始化过程中，需设置外设和SRAM地址、设置数据传输方向为外设到存储器、设置缓冲区大小为1、设置外设数据大小为半字、设置为循环传输模式等。

程序设计采用64点采样法，为了提高ADC采样的精确度，对单个通道采样时，在每个点采集三次后取平均值，ADC设置在扫描模式下进行单次转换，以通道1为例，定时器每隔312.5us触发一次ADC，对ADC的通道1进行转换，当转换完通道1时，再次自动转换通道1，当通道1连续转换3次后，停止转换，等待下一次定时器触发ADC后对通道1进行转换，每次转换后将ADC采样值缓存在DMA缓存区中，当完成一个周期的采样后，将DMA缓存区中一个周期的采样值一次性传输至存储器中。

将ADC周期性采样的数据输入到FFT变换模型中求出各次谐波含量，将各次分量进行标度变换后计算电流有效值、电压有效值、功率、能耗等。

本发明实施例提供的电能质量监测装置实时性较高，能够实现快速捕获处理电网故障的能力；通信能力较强，便于集成到区域电能质量管理平台上，以实现对区域电网电能质量的实时监测，为深入分析、事件统计、长期评估和预测电网的电能质量提供可靠的数据。

本发明实施例还提供一种分布式电网的电能质量监测方法，该方法应用于上述装置，其流程示意图如图10所示，该方法包括以下步骤：

步骤S1000，电能采集模块采集分布式电网的电能数据；电能数据包括电压数据和/或电流数据。

步骤S1002，数据预处理模块对电能数据进行预处理；预处理包括采样、模拟数字信号转换、信号放大及滤波中的一种或多种。

具体地，上述数据预处理模块可以包括AD采样单元及DSP处理单元；AD采样单元与DSP处理单元通过数据总线连接；数据预处理模块对电能数据进行预处理的步骤包括：AD采样单元对电能数据进行采样；DSP处理单元对经过采样的电能数据进行信号放大及滤波处理。

步骤S1004，中央处理模块根据经过预处理的电能数据，对预设的电能参数进行计算，得到分布式电网的电能质量。

在一些具体实施例中，当需要对分布式电网的电压和电流均进行质量监测时，采集的电能数据包括电压数据和电流数据时，上述步骤S104具体可通过以下方式实现：

(1)根据经过预处理的电压数据对分布式电网的电压参数进行计算，得到分布式电网的电压质量；

(2)根据经过预处理的电流数据对分布式电网的电流参数进行计算，得到分布式电网的电流质量；

(3)将电压质量及电流质量确定为分布式电网的电能质量。

本发明实施例提供的分布式电网的电能质量监测装置，与上述实施例提供的分布式电网的电能质量监测方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

对应于上述实施例，本发明实施例还提供一种分布式电网的电能质量监测***，其结构示意图如图11所示，该***包括分布式电网10及上述电能质量监测装置11。

本发明实施例所提供的分布式电网的电能质量监测装置、方法以及***的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***和/或装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种分布式电网的电能质量监测装置，其特征在于，包括依次连接的电能采集模块，数据预处理模块及中央处理模块；

所述电能采集模块用于采集所述分布式电网的电能数据；所述电能数据包括电压数据和/或电流数据；

所述数据预处理模块用于对所述电能数据进行预处理；所述预处理包括采样、模拟数字信号转换、信号放大及滤波中的一种或多种；

所述中央处理模块用于根据经过预处理的电能数据，对预设的电能参数进行计算，得到所述分布式电网的电能质量。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电能采集模块包括霍尔型电压传感器和\或电流互感器；

所述霍尔型电压传感器用于采集所述分布式电网的电压数据；

所述电流互感器用于采集所述分布式电网的电流数据。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据预处理模块包括AD采样单元及DSP处理单元；所述AD采样单元与所述DSP处理单元通过数据总线连接；

所述AD采样单元用于对所述电能数据进行采样；

所述DSP处理单元用于对经过采样的电能数据进行信号放大及滤波处理。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述电能数据包括电压数据和电流数据时，所述中央处理模块还用于：

根据经过预处理的电压数据对所述分布式电网的电压参数进行计算，得到所述分布式电网的电压质量；

根据经过预处理的电流数据对所述分布式电网的电流参数进行计算，得到所述分布式电网的电流质量；

将所述电压质量及所述电流质量确定为所述分布式电网的电能质量。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括显示器；所述显示器与所述中央处理模块连接；所述显示器用于显示所述中央处理器发送的所述电能数据和\或所述电能参数。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述数据预处理模块和所述中央处理模块通过串行总线进行数据传输。

7.一种分布式电网的电能质量监测方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-6任一项所述的装置，所述方法包括：

所述电能采集模块采集所述分布式电网的电能数据；所述电能数据包括电压数据和/或电流数据；

所述数据预处理模块对所述电能数据进行预处理；所述预处理包括采样、模拟数字信号转换、信号放大及滤波中的一种或多种；

所述中央处理模块根据经过预处理的电能数据，对预设的电能参数进行计算，得到所述分布式电网的电能质量。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述数据预处理模块包括AD采样单元及DSP处理单元；所述AD采样单元与所述DSP处理单元通过数据总线连接；所述数据预处理模块对所述电能数据进行预处理的步骤包括：

所述AD采样单元对所述电能数据进行采样；

所述DSP处理单元对经过采样的电能数据进行信号放大及滤波处理。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述电能数据包括电压数据和电流数据时，所述根据经过预处理的电能数据，对预设的电能参数进行计算，得到所述分布式电网的电能质量的步骤，包括：

根据经过预处理的电压数据对所述分布式电网的电压参数进行计算，得到所述分布式电网的电压质量；

根据经过预处理的电流数据对所述分布式电网的电流参数进行计算，得到所述分布式电网的电流质量；

将所述电压质量及所述电流质量确定为所述分布式电网的电能质量。

10.一种分布式电网的电能质量监测***，其特征在于，包括分布式电网及权利要求1-6任一项所述的电能质量监测装置。