一种非侵入式电能质量智能监测系统及方法与流程

本发明一种非侵入式电能质量智能监测系统及方法属于电能质量监测。

背景技术：

1、在我国，理想的电能是50hz完美正弦波。然后，一些因素会波形产生偏差，由此便产生了电能质量问题。为了探索哪些因素会导致电能质量问题，如何消除这些因素，需要对电能质量进行监测。

2、监测电能质量，可以从以下指标入手：电网频率、电压偏差、三相电压不平衡、公用电网谐波、公用电网间谐波、波动与闪变和电压暂降与短时中断，通过监测电能质量指标，研究哪些因素会导致哪些方面的问题，最后，消除这些干扰因素，使电能最大程度上接近正弦波。

3、为了监测电能质量，需要在不同区域，针对不同指标放置电能质量系统。例如广西电网有限责任公司电力科学研究院的《一种电能质量监测装置现场检定系统及检定方法》，广东升云信息科技有限公司的《一种云端数据库电能质量监测装置》等，这些方法的共同点都是针对所监测数据进行分析，而缺少数据之间关联性的研究。

4、实际上，不同时刻的电能质量具有一定的相关性，如果合理利用这种相关性，可以减少某些时刻的数据采样，实现对这些时刻的“非侵入”分析，有利于减少运算量，提高运算效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于设计一种非侵入式电能质量智能监测系统及方法，将不同区域不同时刻的数据采集后汇总，形成电能质量指标矩阵，通过变换矩阵挖掘数据间的关联性，并依此置0处理，实现对某些时刻的“非侵入”，进而实现在后续的分析过程中，减少运算量，提高运算效率。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、一种非侵入式电能质量智能监测系统，包括现场电能质量采集装置，现场总线和监控系统，所述现场电能质量采集装置将电能质量指标数据通过现场总线发送给监控系统，所述监控系统对所有现场电能质量采集装置采集到的电能质量指标数据进行处理。

4、上述的一种非侵入式电能质量智能监测系统，所述现场电能质量采集装置有n个，电能质量指标有m个，监控系统处理的电能质量指标矩阵为n×n，所述n为2的整数次幂。

5、所述m为7，分别对应以下七种电能质量指标：电网频率、电压偏差、三相电压不平衡、公用电网谐波、公用电网间谐波、波动与闪变和电压暂降与短时中断。

6、所述监控系统按照时间顺序将电能质量指标数据排列成电能质量指标矩阵，行方向排列个子矩阵，列方向排列个子矩阵，所述子矩阵为m×n，对应同一时刻n个电能质量采集装置，每个电能质量采集装置采集m个电能质量指标，为向下取整运算符；未排电能质量指标数据的元素置0。

7、一种非侵入式电能质量智能监测方法，对电能质量指标矩阵进行处理，包括以下步骤：

8、步骤a、按照以下公式计算：处理矩阵一＝变换矩阵一×电能质量指标矩阵×变换矩阵二；

9、步骤b、对处理矩阵一的最右边几列和最下边几行数据置0处理，得到处理矩阵二；

10、步骤c、按照以下公式计算：新电能质量指标矩阵＝变换矩阵三×处理矩阵二×变换矩阵四。

11、上述的一种非侵入式电能质量智能监测方法，其特征在于，变换矩阵一、变换矩阵二、变换矩阵三和变换矩阵四相同。

12、变换矩阵一、变换矩阵二、变换矩阵三和变换矩阵四，按照如下方式得到：如果电能质量指标矩阵为2nn×2nn，其中，nn表示电能质量指标矩阵的位数，则基础矩阵为1，位数为i的矩阵为a，则位数为i+1的矩阵为：

13、

14、上述的一种非侵入式电能质量智能监测方法，对处理矩阵一的最右边几列和最下边几行数据置0处理，将最后一列电能质量指标数据和最后一行电能质量指标数据置0。

15、有益效果：

16、本发明非侵入式电能质量智能监测系统及方法，将不同区域不同时刻的数据采集后汇总，形成电能质量指标矩阵，通过变换矩阵挖掘数据间的关联性，并依此置0处理，实现对某些时刻的“非侵入”，进而实现在后续的分析过程中，减少运算量，提高运算效率。

技术特征：

1.一种非侵入式电能质量智能监测系统，包括现场电能质量采集装置，现场总线和监控系统，其特征在于，所述现场电能质量采集装置将电能质量指标数据通过现场总线发送给监控系统，所述监控系统对所有现场电能质量采集装置采集到的电能质量指标数据进行处理。

2.根据权利要求1所述的一种非侵入式电能质量智能监测系统，其特征在于，所述现场电能质量采集装置有n个，电能质量指标有m个，监控系统处理的电能质量指标矩阵为n×n，所述n为2的整数次幂。

3.根据权利要求2所述的一种非侵入式电能质量智能监测系统，其特征在于，所述m为7，分别对应以下七种电能质量指标：电网频率、电压偏差、三相电压不平衡、公用电网谐波、公用电网间谐波、波动与闪变和电压暂降与短时中断。

4.根据权利要求2所述的一种非侵入式电能质量智能监测系统，其特征在于，所述监控系统按照时间顺序将电能质量指标数据排列成电能质量指标矩阵，行方向排列个子矩阵，列方向排列个子矩阵，所述子矩阵为m×n，对应同一时刻n个电能质量采集装置，每个电能质量采集装置采集m个电能质量指标，为向下取整运算符；未排电能质量指标数据的元素置0。

5.一种非侵入式电能质量智能监测方法，其特征在于，对电能质量指标矩阵进行处理，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种非侵入式电能质量智能监测方法，其特征在于，变换矩阵一、变换矩阵二、变换矩阵三和变换矩阵四相同。

7.根据权利要求6所述的一种非侵入式电能质量智能监测方法，其特征在于，变换矩阵一、变换矩阵二、变换矩阵三和变换矩阵四，按照如下方式得到：如果电能质量指标矩阵为2nn×2nn，其中，nn表示电能质量指标矩阵的位数，则基础矩阵为1，位数为i的矩阵为a，则位数为i+1的矩阵为：

8.根据权利要求5所述的一种非侵入式电能质量智能监测方法，其特征在于，对处理矩阵一的最右边几列和最下边几行数据置0处理，将最后一列电能质量指标数据和最后一行电能质量指标数据置0。

技术总结
本发明一种非侵入式电能质量智能监测系统及方法属于电能质量监测技术领域；该系统包括现场电能质量采集装置，现场总线和监控系统，所述现场电能质量采集装置将电能质量指标数据通过现场总线发送给监控系统，所述监控系统对所有现场电能质量采集装置采集到的电能质量指标数据进行处理；该方法将不同区域不同时刻的数据采集后汇总，形成电能质量指标矩阵，通过变换矩阵挖掘数据间的关联性，并依此置0处理，实现对某些时刻的“非侵入”，进而实现在后续的分析过程中，减少运算量，提高运算效率。

技术研发人员：周扬,孙巍,王海姣,邓琳翠,于琪,胡恒,邱月,孔繁荣,孙清民,张瑾,王秋实,王金玉,杨明扬,周莉莉,夏雪晶,于博文,李萌,徐广野,陈培奇,王艳薇,李惠,刘洋,赵吉超,关雨,刘凯
受保护的技术使用者：国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11