高压计量监测设备的制作方法

本发明涉及监测设备，具体涉及高压计量监测设备。

背景技术：

1、高压计量监测设备是用于测量和监测高压系统中电力参数的设备，这些系统通常包括输电和配电网络，其中电力以高电压传输，以确保有效的能量传输，高压计量监测设备在这些系统中发挥关键作用，帮助电力公司、能源供应商和其他相关组织有效地管理和监控电力网络的运行；

2、高压计量监测设备的主要功能是测量和监测与电力传输和分配相关的参数，如电流、电压、功率因数、频率等，这些设备能够提供关键的数据，帮助运营商了解电网的状态，确保电力系统的稳定和可靠运行，由于高压系统中的电力传输量通常很大，因此高压计量监测设备需要具备高精度，以确保对电力参数的准确测量，这对于准确计费、运营和维护电力系统至关重要，许多高压计量监测设备设计为可以远程监测，这意味着运营商可以通过远程访问实时数据，无需亲自前往设备现场，远程监测大大提高了对电力系统的实时管理和响应能力。

3、现有技术存在以下不足：

4、现有监测设备通常对电力系统进行实时数据监测，并分别为监测的数据设定阈值，这样当某一项数据超过或低于预设的阈值时，监测设备发出警报提示，然而，在实际应用中，由于影响电力系统稳定运行的数据很多，当若干数据同时向坏的方向发展，但均未超过预设的阈值时，也会导致电力系统未来运行出现异常，若不对此类异常进行提前预警，则会导致电力系统的故障难以监测，无法保证电力系统的稳定运行。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供高压计量监测设备，以解决背景技术中不足。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高压计量监测设备，包括传感器模块、数据采集模块、数据分析模块、报警模块、存储模块、通信模块以及远程控制模块：

3、传感器模块：测量电力系统的模拟电力参数，并将模拟电力参数转换为电信号；

4、数据采集模块：将模拟电力参数转换为数字电力参数，并存储实时的数字电力参数；

5、数据分析模块：对采集到的数字电力参数进行处理，进行趋势分析，预测电力系统未来是否存在异常情况；

6、报警模块：当预测电力系统未来存在异常情况时触发报警；

7、存储模块：用于将模拟电力参数以及数字电力参数上传至云端数据库存储；

8、通信模块：将报警信号以及云端数据库中的数据传输到远程控制模块；

9、远程控制模块：用于操作人员查看云端数据库中的数据以及将报警信号发送至操作人员。

10、优选的，所述数据分析模块对采集到的数字电力参数进行处理包括以下步骤：

11、对采集到的数字电力参数进行初步的筛选和处理，去除错误数据、缺失值或异常值；

12、对数字电力参数进行转换，包括对电力参数进行归一化、标准化；

13、从数字电力参数中提取具有代表性的特征，包括从电流、电压参数中提取频率、相位差、谐波特征；

14、将数字电力参数按照相应的时间间隔划分，计算每个时间段或事件的统计指标。

15、优选的，所述数据分析模块对采集到的数字电力参数进行趋势分析包括以下步骤：

16、获取电力系统中的频率偏差指数、相位差指数以及谐波含量偏差指数；

17、将频率偏差指数、相位差指数以及谐波含量偏差指数综合计算获取异常系数ycx，计算表达式为：式中，plc为频率偏差指数，xwc为相位差指数，xbc为谐波含量偏差指数，α、β、γ分别为频率偏差指数、相位差指数以及谐波含量偏差指数的比例系数，且α、β、γ均大于0。

18、优选的，所述数据分析模块预测电力系统未来是否存在异常情况包括以下步骤：

19、将获取的异常系数ycx值与预设的异常阈值进行对比，异常阈值用于区分电力系统是否存在异常；

20、若异常系数ycx值＞异常阈值，预测电力系统未来存在异常情况；

21、若异常系数ycx值≤异常阈值，预测电力系统未来不存在异常情况。

22、优选的，所述频率偏差指数plc表示电力系统实际频率与标准频率之间的差异，计算公式为：式中，fa为实际频率，fn为标准频率。

23、优选的，所述相位差指数xwc表示电压和电流之间的相位差异与标准相位差之间的差异，计算表达式为：式中，θa是实际相位差，θn为标准相位差。

24、优选的，所述谐波含量偏差指数xbc表示实际谐波含量与标准谐波含量之间的差异，计算表达式为：式中，h表示谐波的次数，thdha是实际第h谐波的总谐波含量，thdhn是标准情况下第h谐波的总谐波含量。

25、优选的，所述传感器模块包括电流传感器、电压传感器、功率因数传感器、频率传感器、温度传感器、湿度传感器；

26、电流传感器基于电磁感应原理，通过测量感应电流的磁场来获得电流的强度信息；

27、电压传感器基于电阻分压原理、电容分压原理或电磁感应原理，将电压转换为电信号；

28、功率因数传感器用于测量电力系统中的功率因数；

29、频率传感器用于测量电力系统中的频率；

30、温度传感器用于测量电力设备或系统中的温度；

31、温度传感器监测设备的工作状态。

32、优选的，所述数据采集模块将传感器模块输出的模拟电力参数信号转换为数字形式，对传感器模块输出的信号进行放大、滤波处理，提供时钟同步，使数字电力参数具有时间戳。

33、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

34、本发明通过数据采集模将模拟电力参数转换为数字电力参数，并存储实时的数字电力参数，数据分析模块对采集到的数字电力参数进行处理，进行趋势分析，预测电力系统未来是否存在异常情况，报警模块当预测电力系统未来存在异常情况时触发报警，通信模块将报警信号以及云端数据库中的数据传输到远程控制模块，远程控制模块用于操作人员查看云端数据库中的数据以及将报警信号发送至操作人员。该监测设备通过实时获取电力系统中的电力参数后进行趋势分析，预测电力系统未来运行是否会出现异常，从而能够在电力系统出现异常前及时进行报警，保证电力系统的稳定运行。

技术特征：

1.高压计量监测设备，其特征在于：包括传感器模块、数据采集模块、数据分析模块、报警模块、存储模块、通信模块以及远程控制模块：

2.根据权利要求1所述的高压计量监测设备，其特征在于：所述数据分析模块对采集到的数字电力参数进行处理包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的高压计量监测设备，其特征在于：所述数据分析模块对采集到的数字电力参数进行趋势分析包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的高压计量监测设备，其特征在于：所述数据分析模块预测电力系统未来是否存在异常情况包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的高压计量监测设备，其特征在于：所述频率偏差指数plc表示电力系统实际频率与标准频率之间的差异，计算公式为：式中，fa为实际频率，fn为标准频率。

6.根据权利要求5所述的高压计量监测设备，其特征在于：所述相位差指数xwc表示电压和电流之间的相位差异与标准相位差之间的差异，计算表达式为：式中，θa是实际相位差，θn为标准相位差。

7.根据权利要求6所述的高压计量监测设备，其特征在于：所述谐波含量偏差指数xbc表示实际谐波含量与标准谐波含量之间的差异，计算表达式为：式中，h表示谐波的次数，thdha是实际第h谐波的总谐波含量，thdhn是标准情况下第h谐波的总谐波含量。

8.根据权利要求7所述的高压计量监测设备，其特征在于：所述传感器模块包括电流传感器、电压传感器、功率因数传感器、频率传感器、温度传感器、湿度传感器；

9.根据权利要求8所述的高压计量监测设备，其特征在于：所述数据采集模块将传感器模块输出的模拟电力参数信号转换为数字形式，对传感器模块输出的信号进行放大、滤波处理，提供时钟同步，使数字电力参数具有时间戳。

技术总结本发明公开了高压计量监测设备，涉及监测设备技术领域，通过数据采集模将模拟电力参数转换为数字电力参数，并存储实时的数字电力参数，数据分析模块对采集到的数字电力参数进行处理，进行趋势分析，预测电力系统未来是否存在异常情况，报警模块当预测电力系统未来存在异常情况时触发报警，通信模块将报警信号以及云端数据库中的数据传输到远程控制模块，远程控制模块用于操作人员查看云端数据库中的数据以及将报警信号发送至操作人员。该监测设备通过实时获取电力系统中的电力参数后进行趋势分析，预测电力系统未来运行是否会出现异常，从而能够在电力系统出现异常前及时进行报警，保证电力系统的稳定运行。技术研发人员：周越,王孙遥,余萌,祝君剑,郑宜超,夏昆,胡志强,杨小弟,游小辉,高晶受保护的技术使用者：国网江西省电力有限公司供电服务管理中心技术研发日：技术公布日：2024/8/16