專利名稱：用于智能電網(wǎng)的電能質(zhì)量信號發(fā)生系統(tǒng)及綜合測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)電能質(zhì)量領(lǐng)域，具體提出了用于智能電網(wǎng)的電能質(zhì)量信號發(fā) 生系統(tǒng)及綜合測試方法。
背景技術(shù)：
隨著信息時代的發(fā)展，人們更加關(guān)注數(shù)字化電網(wǎng)和分布式能源，正在努力將信息 革命和新能源革命在電力行業(yè)整合起來形成新一代的智能電網(wǎng)。一方面，各種新能源電力 引入傳統(tǒng)電網(wǎng)的規(guī)模越來越大，使智能電網(wǎng)具有分布式能源的特點，例如各地的風(fēng)能、太陽 能等新能源通過柔性接入實現(xiàn)電力并網(wǎng)；另一方面，隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的引入和大功 率電力電子器件的廣泛應(yīng)用，越來越復(fù)雜的電網(wǎng)用戶端負載對象產(chǎn)生高次諧波并出現(xiàn)使電 網(wǎng)電壓波形產(chǎn)生嚴重畸變等現(xiàn)象。由于以上兩方面的原因，使得目前智能電網(wǎng)的電能質(zhì)量 問題日益嚴重。為了能系統(tǒng)地了解、熟悉和研究電能質(zhì)量問題，并能在工作中對電能質(zhì)量反映的 問題或測量結(jié)果進行分析和判斷，從而找出引起電能質(zhì)量問題的根本原因和采取針對性的 解決辦法，將電能質(zhì)量現(xiàn)象進行科學(xué)、合理的分類是非常重要的。針對電能質(zhì)量現(xiàn)象，傳統(tǒng)的國家標準主要以電壓偏差、頻率偏差、電壓三相不平 衡、諧波和間諧波、電壓波動和閃變等參數(shù)刻畫了電能質(zhì)量現(xiàn)象中的穩(wěn)態(tài)信號，而對復(fù)雜的 動態(tài)信號沒有相應(yīng)的規(guī)定；該標準適用于傳統(tǒng)的電力網(wǎng)和普通的用電設(shè)備。國際電工委員會 IEC(International Electrotechnical Commission)從電磁兼 容及相互干擾的角度考慮，對引起電磁干擾的基本現(xiàn)象進行了分類，包括傳導(dǎo)型低頻現(xiàn)象、 輻射型低頻現(xiàn)象、傳導(dǎo)型高頻現(xiàn)象、輻射型高頻現(xiàn)象等。相比傳統(tǒng)的國家標準，增加了對暫 態(tài)電能質(zhì)量的分類，例如電壓暫時中斷、電壓驟降、電壓驟升等，因而能夠更好的描述各種 對電能質(zhì)量敏感的現(xiàn)代用電設(shè)備的正常工作需求。電網(wǎng)中的電能質(zhì)量指標如果不達標，將會危及電網(wǎng)及其供電設(shè)備的安全穩(wěn)定運 行，嚴重的影響電力企業(yè)及廣大用戶的經(jīng)濟效益。在風(fēng)電和光伏等新能源領(lǐng)域內(nèi)，大規(guī)模新 能源電力接入電網(wǎng)后可能會出現(xiàn)電網(wǎng)電壓水平下降、線路傳輸功率超出熱極限、系統(tǒng)短路 容量增加和系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性改變等一系列問題。采用大功率電力電子器件的電力負荷，會 引起的較大諧波和負序分量、線路壓降和電壓波動等問題，對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量產(chǎn)生的嚴 重不良影響。智能電網(wǎng)是一個安全可靠的強健電網(wǎng)，它通過其先進的控制方法監(jiān)測電網(wǎng)的基本 元件，從而快速準確的診斷電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量問題，并采用先進的技術(shù)手段和相應(yīng)的電 能質(zhì)量治理設(shè)備提高供電可靠性和電能質(zhì)量。對于分布式新能源，智能電網(wǎng)采用變流器等電能質(zhì)量治理設(shè)備滿足了電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn) 定性及低電壓穿越能力的要求，使各種不同類型發(fā)電和儲能系統(tǒng)能夠無縫的接入供用電 網(wǎng)，包括分布式電源如光伏發(fā)電、風(fēng)電、先進的電池系統(tǒng)、即插式混合動力汽車和燃料電池。對于各種復(fù)雜的非線性用戶負荷，智能電網(wǎng)采用分布在各個電網(wǎng)節(jié)點的高性能無功補償裝置、諧波防治裝置等電能質(zhì)量治理設(shè)備來改善電能質(zhì)量，以加強用電管理和計量 管理，提高用戶用電功率因數(shù)和工效。在電能質(zhì)量治理設(shè)備投入智能電網(wǎng)前，需要基于電能質(zhì)量信號發(fā)生裝置來對其性 能進行檢定和測試，檢驗電能質(zhì)量控制裝置減小擾動的能力；在電能質(zhì)量治理設(shè)備投入智 能電網(wǎng)后，需要用電能質(zhì)量信號發(fā)生裝置對整個或局部智能電網(wǎng)的運行情況進行檢定和測 試，確定電力系統(tǒng)中電能質(zhì)量擾動的大小和類型；針對給定的智能電網(wǎng)用戶設(shè)備，需要用電 能質(zhì)量信號發(fā)生裝置測試電氣設(shè)備在受到電能質(zhì)量擾動時的工作情況。傳統(tǒng)的電能質(zhì)量信號發(fā)生裝置無法滿足智能電網(wǎng)的要求，主要表現(xiàn)為以下幾個方1、功能單一，同一設(shè)備只能生成一種類型的電能質(zhì)量信號；2、其多采用開關(guān)放大器來實現(xiàn)，基于目前的國家標準，適合生成傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)電能 質(zhì)量信號，包括電壓偏差、諧波、閃變等給定類型的穩(wěn)態(tài)指標；無法生成IEC標準中復(fù)雜快 變的暫態(tài)電能質(zhì)量信號。該開關(guān)放大器一般采用PWM(Pulse Width Modulation，脈寬調(diào)制) 輸出，因此在輸出回路需要有一定的電感、電容濾波環(huán)節(jié)，這樣就造成了開關(guān)功率放大器響 應(yīng)速度慢的特點。此外，開關(guān)放大器存在很大的開關(guān)噪聲，會對數(shù)字仿真系統(tǒng)及保護設(shè)備造 成很大的電磁干擾，嚴重的會損壞仿真系統(tǒng)及保護設(shè)備。而且基于傳統(tǒng)電能質(zhì)量信號發(fā)生裝置的電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)通常只是局限于在電 網(wǎng)的某個節(jié)點。但電力系統(tǒng)是一個分布面廣、設(shè)備量大、信息參數(shù)多的系統(tǒng)，僅對其中的某 個節(jié)點進行測試，只能反映本地孤立節(jié)點的電力特性，而無法對整個電網(wǎng)分布式系統(tǒng)特性 進行全面有效的測試。在目前所公開的電能質(zhì)量信號生成技術(shù)中都僅針對某些電能質(zhì)量干擾信號進行 模擬和生成，用于測試某個節(jié)點的負載特性或者節(jié)點本地的電網(wǎng)控制器的抗擾動特性；而 且這些裝置也沒有同電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)有機地結(jié)合在一起，不能實現(xiàn)對智能電網(wǎng)的分布式 電能質(zhì)量綜合測試。

發(fā)明內(nèi)容
為彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于智能電網(wǎng)的電能質(zhì)量信號發(fā)生系統(tǒng) 及綜合測試方法，實現(xiàn)智能電網(wǎng)的電能質(zhì)量綜合測試，滿足目前越來越豐富的電能質(zhì)量綜 合測試需求。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于智能電網(wǎng)的電能質(zhì)量信號發(fā)生系統(tǒng)，所 述發(fā)生系統(tǒng)包括電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊、電能質(zhì)量監(jiān)測模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、GPS模塊、綜合 測試系統(tǒng)模塊，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊包括無線網(wǎng)絡(luò)模塊和有線網(wǎng)絡(luò)模塊，所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊用于負 責(zé)所述電能質(zhì)量信號發(fā)生系統(tǒng)的組網(wǎng)通信工作；所述綜合測試系統(tǒng)模塊，管理各個測試節(jié)點，對分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行配置和協(xié)同 綜合測試，并且對相關(guān)的電能質(zhì)量測試數(shù)據(jù)進行匯總、分析和報表統(tǒng)計；所述電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊包括信號發(fā)生器和功率放大模塊，所述功率放大模塊 用于將所述信號發(fā)生器發(fā)出的模擬命令信號轉(zhuǎn)化為電能質(zhì)量信號對應(yīng)的功率輸出信號。所述信號發(fā)生器包括數(shù)字信號處理器和存儲器，所述信號發(fā)生器用于生成各種電能質(zhì)量信號對應(yīng)的模擬命令信號；所述數(shù)字信號處理器用于生成電能質(zhì)量信號和對所生成的電能質(zhì)量信號進行數(shù) 模轉(zhuǎn)換，所述數(shù)字存儲器用于存儲信號處理方式和數(shù)據(jù)。所述功率放大模塊，包括濾波器和線性功率放大器。所述電能質(zhì)量監(jiān)測模塊用于對智能電網(wǎng)被測節(jié)點的電能質(zhì)量信號進行分布式協(xié) 同監(jiān)測，并將監(jiān)測信息通過所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊傳送到所述綜合測試系統(tǒng)模塊。所述有線網(wǎng)絡(luò)模塊包括以太網(wǎng)模塊，所述有線網(wǎng)絡(luò)模塊用于將各分布式節(jié)點通過 電力標準通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器與整體以太網(wǎng)相連；所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊，用于實現(xiàn)分布式電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊間的無線通訊和控制 功能，以及與所述綜合測試系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)和信息交互功能。所述GPS模塊包括GPS時標和定位模塊，所述GPS模塊用于對電能質(zhì)量信號發(fā)生 模塊進行時間上的精確同步和空間上的精確定位。此外，本發(fā)明還提供了一種面向智能電網(wǎng)的電能質(zhì)量綜合測試方法，其特征在 于，所述綜合測試方法包括如下步驟步驟1 通過綜合測試系統(tǒng)模塊對各電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊進行管理和初始化配 置；步驟2 電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊在GPS時標和定位模塊的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下，發(fā)出給定電 能質(zhì)量信號，激勵本地待測對象，實現(xiàn)電能質(zhì)量的協(xié)同綜合測試；步驟3 各電能質(zhì)量監(jiān)測模塊采集被測對象的實時電能質(zhì)量信息，并將監(jiān)測數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊傳送到其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點實現(xiàn)節(jié)點間的互動，或者傳送到所述綜合測試系統(tǒng) 模塊；步驟4:所述綜合測試系統(tǒng)模塊向各個分布式節(jié)點發(fā)送協(xié)同綜合測試命令，使并 接受各節(jié)點的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并進行匯總、分析和報表統(tǒng)計。所述步驟3中，所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊采用有線網(wǎng)絡(luò)將各分布式節(jié)點通過電力標準通 信協(xié)議轉(zhuǎn)換器與整體以太網(wǎng)相連；所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊采用無線網(wǎng)絡(luò)進行所述電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊間的無線通訊 和控制操作，以及與所述綜合測試系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)和信息交互。所述步驟4中，所述綜合測試系統(tǒng)模塊按照電能質(zhì)量測試的需求，通過分布式通 信網(wǎng)絡(luò)對各節(jié)點進行動態(tài)的功能配置；各測試節(jié)點通過所述GPS模塊獲得統(tǒng)一的時間信息和空間信息，按照配置信息協(xié) 同動作，并且在測試過程中通過分布式通信網(wǎng)絡(luò)進行信息和數(shù)據(jù)的交互，實現(xiàn)對智能電網(wǎng) 的電能質(zhì)量綜合測試。本發(fā)明的技術(shù)方案基于最新IEC標準中各類復(fù)雜的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)電能質(zhì)量，利用數(shù) 字信號處理器生成指令信號；利用線性功率放大器輸出功率信號，提高了電能質(zhì)量信號發(fā) 生模塊的性能；分布式網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點的電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊，通過GPS時標和定位模塊來 校準同步時間和定位空間位置，以及通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊進行信息交互，實現(xiàn)用于智能電網(wǎng) 的電能質(zhì)量信號協(xié)同測試。本發(fā)明的電能質(zhì)量綜合測試系統(tǒng)，具有測試信號種類豐富、響應(yīng) 速度快等特點，能夠滿足智能電網(wǎng)測試對電能質(zhì)量信號發(fā)生的各種需求；本發(fā)明的電能質(zhì) 量綜合測試方法，通過有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)將分布式測試節(jié)點有機的結(jié)合起來，能夠?qū)崿F(xiàn)
6智能電網(wǎng)電能質(zhì)量的分布式協(xié)同測試。


圖1是本發(fā)明技術(shù)方案中電能質(zhì)量信號發(fā)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的電能質(zhì)量信號發(fā)生方法的流程圖；圖3是本發(fā)明實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實施例的電能質(zhì)量監(jiān)測方法的消息處理流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案， 而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。實施例1如圖1及圖3所示，本實施例具體描述本發(fā)明所提出的一種用于智能電網(wǎng)的電能 質(zhì)量信號發(fā)生系統(tǒng)，包括電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊、電能質(zhì)量監(jiān)測模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、GPS模 塊、綜合測試系統(tǒng)模塊；所述電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊包括信號發(fā)生器、功率放大模塊，用于生成指定電能 質(zhì)量信號激勵被測節(jié)點。所述信號發(fā)生器包括數(shù)字信號處理器和存儲器，采用數(shù)字信號處理器進行各種電 能質(zhì)量信號的生成和數(shù)模轉(zhuǎn)換，采用數(shù)字存儲器存儲各種信號處理方式和數(shù)據(jù)，用于生成 各種電能質(zhì)量信號對應(yīng)的模擬命令信號。所述功率放大模塊，包括濾波器和線性功率放大器，用于將信號發(fā)生器發(fā)出的模 擬命令信號轉(zhuǎn)化為電能質(zhì)量信號對應(yīng)的輸出功率信號。如圖2所示，所述數(shù)字信號處理器，基于最新的IEC標準，用于產(chǎn)生不同類型的電 能質(zhì)量信號，包括各種暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)信號，以及將所述電能質(zhì)量信號轉(zhuǎn)換為模擬命令信號并 輸出；濾波器，用于濾除模擬命令信號中的高頻干擾；線性功率放大器，用于將模擬命令信 號進行放大，輸出期望的功率信號驅(qū)動負載。上述電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊，用于生成各種類型的電能質(zhì)量信號，電能質(zhì)量信號 生成節(jié)點1 η分布于各被測節(jié)點處(η為節(jié)點的個數(shù))，用于根據(jù)來自所述綜合測試系統(tǒng) 模塊的動態(tài)配置信息、來自所述GPS時標和定位模塊的系統(tǒng)同步時鐘和空間位置信息向各 被測節(jié)點同步地生成電能質(zhì)量信號，以激勵各被測節(jié)點。所述電能質(zhì)量監(jiān)測模塊，分布于各被測節(jié)點處，用于實時監(jiān)測各被測節(jié)點的電能 質(zhì)量信號響應(yīng)，根據(jù)所述動態(tài)配置信息將所述電能質(zhì)量信號響應(yīng)作為監(jiān)測結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)通 信模塊發(fā)送給所述綜合測試系統(tǒng)模塊。所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊包括無線網(wǎng)絡(luò)模塊和有線網(wǎng)絡(luò)模塊，負責(zé)所述電能質(zhì)量信號發(fā) 生系統(tǒng)的組網(wǎng)通信工作，用于將所述動態(tài)配置信息、系統(tǒng)同步時鐘和空間位置信息、電能質(zhì) 量信號響應(yīng)在各被測節(jié)點之間傳輸；所述有線網(wǎng)絡(luò)模塊包括以太網(wǎng)模塊，用于將各分布式節(jié)點通過電力標準通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器與整體以太網(wǎng)相連；所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊，用于實現(xiàn)分布式電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊間的無線通訊和控制 功能，以及與綜合測試系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)和信息交互功能。所述GPS模塊包括GPS時標和定位模塊，用于對各電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊進行時 間上的精確同步和空間上的精確定位；所述GPS時標和定位模塊，用于設(shè)定分布式網(wǎng)絡(luò)中的系統(tǒng)同步時鐘和空間位置信 息，并將系統(tǒng)同步時鐘和空間位置信息發(fā)送到各被測節(jié)點，以實現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)中各被測節(jié) 點的時間同步和位置定位；所述綜合測試系統(tǒng)模塊，用于使用戶了解整個分布式網(wǎng)絡(luò)中各電能質(zhì)量信號發(fā)生 模塊的配置情況，給用戶運行電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)提供一個控制平臺。具體來說，管理各個測 試節(jié)點，將動態(tài)配置信息發(fā)送到分布式網(wǎng)絡(luò)中的各被測節(jié)點，所述動態(tài)配置信息用于設(shè)定 各被測節(jié)點處的電能質(zhì)量生成信號；對分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行配置和協(xié)同綜合測試，并且對 相關(guān)的電能質(zhì)量測試數(shù)據(jù)進行匯總、分析和報表統(tǒng)計。實施例2如圖2所示，本實施例具體描述本發(fā)明所提出的一種基于實施例1的用于智能電 網(wǎng)的電能質(zhì)量信號發(fā)生方法，包括以下步驟步驟1，利用數(shù)字信號處理器生成不同類型的電能質(zhì)量信號；步驟2 將所述電能質(zhì)量信號轉(zhuǎn)換為模擬命令信號，并濾波；步驟3，利用線性功率放大器，將模擬命令信號進行放大，輸出期望的功率信號驅(qū) 動負載。實施例3如圖4所示，本實施例具體描述本發(fā)明所提出的一種基于實施例1的用于智能電 網(wǎng)的電能質(zhì)量綜合測試方法，包括如下步驟步驟1 通過綜合測試系統(tǒng)模塊將動態(tài)配置信息發(fā)送到分布式網(wǎng)絡(luò)中的各被測節(jié) 點；所述動態(tài)配置信息用于設(shè)定各被測節(jié)點處的電能質(zhì)量生成信號，該信號包括各種暫態(tài) 和穩(wěn)態(tài)信號，例如干擾信號；設(shè)定分布式網(wǎng)絡(luò)中的系統(tǒng)同步時鐘和空間位置信息，并將系統(tǒng)同步時鐘和空間位 置信息發(fā)送到各被測節(jié)點；步驟2 根據(jù)所述動態(tài)配置信息，電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊在GPS時標和定位模塊 的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下，向各被測節(jié)點同步地發(fā)出給定電能質(zhì)量信號，激勵本地待測對象，實現(xiàn)電能 質(zhì)量的協(xié)同綜合測試；步驟3 各電能質(zhì)量監(jiān)測節(jié)點采集被測對象的實時電能質(zhì)量信息，并將監(jiān)測數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊傳送到其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點實現(xiàn)節(jié)點間的互動，或者傳送到綜合測試系統(tǒng)模 塊；所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊采用有線網(wǎng)絡(luò)將各分布式節(jié)點通過電力標準通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器 與整體以太網(wǎng)相連；采用無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)分布式電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊間的無線通訊和控制 功能，以及與綜合測試系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)和信息交互功能。通過無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)的有機 結(jié)合，實現(xiàn)分布式通信網(wǎng)絡(luò)。步驟4:綜合測試系統(tǒng)模塊向各個分布式節(jié)點發(fā)送協(xié)同綜合測試命令，使并接受各節(jié)點的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并進行匯總、分析和報表統(tǒng)計；所述綜合測試系統(tǒng)模塊按照電能質(zhì)量測試的需求，通過分布式通信網(wǎng)絡(luò)對各節(jié)點 進行動態(tài)的功能配置；各測試節(jié)點通過GPS模塊獲得統(tǒng)一的時間信息和空間信息，按照配 置信息協(xié)同動作，并且在測試過程中通過分布式通信網(wǎng)絡(luò)進行信息和數(shù)據(jù)的交互，實現(xiàn)對 智能電網(wǎng)的電能質(zhì)量綜合測試。由以上實施例可以看出，本發(fā)明基于最新的IEC標準，利用數(shù)字信號處理器實現(xiàn) 了生成各類穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)電能質(zhì)量信號；利用線性功率放大器實現(xiàn)了復(fù)雜的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)電能 質(zhì)量信號的功率輸出，此外，還利用線性放大器負載能力要求較高、小信號輸出精度高、長 時間連續(xù)工作、低失調(diào)及低漂移的特點，提高了電能質(zhì)量信號發(fā)生裝置的綜合性能；將電能 質(zhì)量信號發(fā)生模塊分布在智能電網(wǎng)的各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上，通過GPS時標和定位模塊獲得統(tǒng)一 的系統(tǒng)同步時鐘和空間位置信息，并按照分布式配置模塊中的配置參數(shù)實現(xiàn)對智能電網(wǎng)在 各節(jié)點同步地生成電能質(zhì)量干擾信號；還通過分布式網(wǎng)絡(luò)通信模塊進行遠程通信，實現(xiàn)了 網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)分布式配置。本發(fā)明的系統(tǒng)性能高、響應(yīng)速度快、能夠?qū)崿F(xiàn)對智能電網(wǎng)的分布式 電能質(zhì)量綜合測試。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
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權(quán)利要求
1.一種用于智能電網(wǎng)的電能質(zhì)量信號發(fā)生系統(tǒng)，所述發(fā)生系統(tǒng)包括電能質(zhì)量信號發(fā)生 模塊、電能質(zhì)量監(jiān)測模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、GPS模塊、綜合測試系統(tǒng)模塊，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊包括無線網(wǎng)絡(luò)模塊和有線網(wǎng)絡(luò)模塊，所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊用于負責(zé)所 述電能質(zhì)量信號發(fā)生系統(tǒng)的組網(wǎng)通信工作；所述綜合測試系統(tǒng)模塊，管理各個測試節(jié)點，對分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行配置和協(xié)同綜合 測試，并且對相關(guān)的電能質(zhì)量測試數(shù)據(jù)進行匯總、分析和報表統(tǒng)計；所述電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊包括信號發(fā)生器和功率放大模塊，所述功率放大模塊用于 將所述信號發(fā)生器發(fā)出的模擬命令信號轉(zhuǎn)化為電能質(zhì)量信號對應(yīng)的功率輸出信號。
2.如權(quán)利要求1所述的電能質(zhì)量信號發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述信號發(fā)生器包括數(shù) 字信號處理器和存儲器，所述信號發(fā)生器用于生成各種電能質(zhì)量信號對應(yīng)的模擬命令信 號；所述數(shù)字信號處理器用于生成電能質(zhì)量信號和對所生成的電能質(zhì)量信號進行數(shù)模轉(zhuǎn) 換，所述數(shù)字存儲器用于存儲信號處理方式和數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的電能質(zhì)量信號發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述功率放大模塊，包括 濾波器和線性功率放大器。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的電能質(zhì)量信號發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述電能質(zhì) 量監(jiān)測模塊用于對智能電網(wǎng)被測節(jié)點的電能質(zhì)量信號進行分布式協(xié)同監(jiān)測，并將監(jiān)測信息 通過所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊傳送到所述綜合測試系統(tǒng)模塊。
5.如權(quán)利要求4所述的電能質(zhì)量信號發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述有線網(wǎng)絡(luò)模塊包括以太網(wǎng)模塊，所述有線網(wǎng)絡(luò)模塊用于將各分布式節(jié)點通過電力 標準通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器與整體以太網(wǎng)相連；所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊，用于實現(xiàn)分布式電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊間的無線通訊和控制功 能，以及與所述綜合測試系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)和信息交互功能。
6.如權(quán)利要求5所述的電能質(zhì)量信號發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述GPS模塊包括GPS時 標和定位模塊，所述GPS模塊用于對電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊進行時間上的精確同步和空間 上的精確定位。
7.一種面向智能電網(wǎng)的電能質(zhì)量綜合測試方法，其特征在于，所述綜合測試方法包括 如下步驟步驟1 通過綜合測試系統(tǒng)模塊對各電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊進行管理和初始化配置；步驟2 電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊在GPS時標和定位模塊的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下，發(fā)出給定電能質(zhì) 量信號，激勵本地待測對象，實現(xiàn)電能質(zhì)量的協(xié)同綜合測試；步驟3 各電能質(zhì)量監(jiān)測模塊采集被測對象的實時電能質(zhì)量信息，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過 網(wǎng)絡(luò)通信模塊傳送到其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點實現(xiàn)節(jié)點間的互動，或者傳送到所述綜合測試系統(tǒng)模 塊；步驟4:所述綜合測試系統(tǒng)模塊向各個分布式節(jié)點發(fā)送協(xié)同綜合測試命令，使并接受 各節(jié)點的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并進行匯總、分析和報表統(tǒng)計。
8.如權(quán)利要求7所述的面向智能電網(wǎng)的電能質(zhì)量綜合測試方法，其特征在于，所述步 驟3中，所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊采用有線網(wǎng)絡(luò)將各分布式節(jié)點通過電力標準通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器與 整體以太網(wǎng)相連；所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊采用無線網(wǎng)絡(luò)進行所述電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊間的無線通訊和控 制操作，以及與所述綜合測試系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)和信息交互。
9.如權(quán)利要求8所述的面向智能電網(wǎng)的電能質(zhì)量綜合測試方法，其特征在于，所述步 驟4中，所述綜合測試系統(tǒng)模塊按照電能質(zhì)量測試的需求，通過分布式通信網(wǎng)絡(luò)對各節(jié)點 進行動態(tài)的功能配置；各測試節(jié)點通過所述GPS模塊獲得統(tǒng)一的時間信息和空間信息，按照配置信息協(xié)同動 作，并且在測試過程中通過分布式通信網(wǎng)絡(luò)進行信息和數(shù)據(jù)的交互，實現(xiàn)對智能電網(wǎng)的電 能質(zhì)量綜合測試。
全文摘要
本發(fā)明提出了用于智能電網(wǎng)的電能質(zhì)量信號發(fā)生系統(tǒng)及綜合測試方法，屬于智能電網(wǎng)電能質(zhì)量領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊、電能質(zhì)量監(jiān)測模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、GPS模塊、綜合測試系統(tǒng)模塊；電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊包括信號發(fā)生器、功率放大模塊，用于生成指定電能質(zhì)量信號激勵被測節(jié)點。本發(fā)明的技術(shù)方案基于最新IEC標準中各類復(fù)雜的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)電能質(zhì)量，利用數(shù)字信號處理器生成指令信號；利用線性功率放大器輸出功率信號，提高了電能質(zhì)量信號發(fā)生模塊的性能。本發(fā)明的電能質(zhì)量綜合測試系統(tǒng)，具有測試信號種類豐富、響應(yīng)速度快等特點，能夠滿足智能電網(wǎng)測試對電能質(zhì)量信號發(fā)生的各種需求。
文檔編號G01R31/00GK102082464SQ200910241679
公開日2011年6月1日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者胡志琳, 陳衛(wèi) 申請人:北京博電新力電力系統(tǒng)儀器有限公司