一種基於事件觸發模塊的智能錄波分析儀及其方法與流程
2023-10-04 00:34:44 2
本發明涉及一種智能錄波分析儀，具體是涉及一種基於事件觸發模塊的智能錄波分析儀及其方法。
背景技術：
隨著新能源行業以及電力電子技術的迅速發展，直流輸電、大功率整流器、大功率逆變器被廣泛的應用，並與電力系統存在直接或間接的交互，從而引起電網電壓畸變、使電網波形收到汙染，供電質量惡化，附加損失增加，電能傳輸能力下降，成為影響電能質量的重要因數。
為此，國家制定了相關標準，例如，GB/T 15543-2008電能質量，三相電壓不平衡等，用于衡量新能源設備與電力系統公共接入點出的電能質量是否滿足要求。所以，國家在大力推進新能源行業發展同時，對電能質量的要求更加嚴格，這樣從能保證整個電力系統的穩定運行。本項目開發的可攜式智能錄波分析儀符合這一市場需求，其可以完成對新能源入網設備電能質量監測，並結合事先設置的標準，對超標的設備給出警示信號。一個不穩定的事件觸發模塊會導致儀器進行誤動作，記錄了大量無價值的數據，給數據分析和統計造成困擾。
國內外現有的監測和錄波儀只相當於可自行存儲的示波器，只能提供數據，不具備分析能力。而很對客戶並非技術專業出身，所以當出現電能質量問題或系統故障時，往往需要廠家安排專業人士才能排查相關問題，增加維護成本。本項目監測和分析儀器，一方面可以提供數據給客戶，另一方面可以自行根據設置的標準對數據進行監控，並對故障數據具有智能分析能力，能夠診斷故障原因及故障類型。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種含事件觸發模塊的智能錄波分析儀。
本發明的目的可以這樣實現，設計一種基於事件觸發模塊的智能錄波分析儀，包括主控制器和上位機，所述主控制器分別與監控裝置、接口驅動電路和電能質量監測模塊通信連接；
所述上位機分別與智能分析伺服器、故障資料庫、經驗庫、參數配置模塊、數據分析模塊和報告生成模塊通信連接；所述主控制器還與事件觸發模塊通信連接。
進一步地，所述殼體的外部設有數據採集接口和通訊接口；所述通訊接口的輸出端與數據採集接口的輸入端通信連接；所述數據採集接口的輸出端與主控制器的輸入端通信連接；所述主控制器的輸出端與所述上位機通信連接。
進一步地，所述主控制器還與壓縮存儲模塊通信連接。
進一步地，所述事件觸發模塊包括具有故障錄波功能的模塊。
進一步地，所述事件觸發模塊用於給儀器設置指令，當外界條件滿足指令要求時，便執行設置動作。
進一步地，所述智能分析伺服器用於對數據的分析，還包括對電能質量、故障診斷等功能的分析。
進一步地，所述故障資料庫用於對故障原因、故障類型進行分析判斷。
進一步地，所述通訊接口用於連接乙太網、USB接口，還可與wifi連接。
進一步地，所述基於事件觸發模塊的智能錄波分析儀的使用步驟如下：
步驟（1）：通訊接口將被監控的對象進行參數採集和配置，並將信息傳輸給數據採集接口；
步驟（2）：數據採集接口將接收到的信息傳輸給主控制器；
步驟（3）：壓縮存儲模塊將龐大的數據進行壓縮處理，並通過電能質量監測模塊對電能質量進行分析和監測；根據接收到的數據通過事件觸發模塊分配設置指令，更智能化，生成時間/故障數據記錄；
步驟（4）：主控制器的輸出端將時間/故障數據記錄傳輸給上位機，進行人工智慧分析；調動參數配置模塊、數據分析模塊、故障資料庫和經驗庫對故障進行分析、定位，並更新經驗庫；
步驟（5）：通過報告生成模塊將接收到的數據生成分析報告。
有益效果：（1）事件觸發模塊，就是給儀器設置一個指令，當外界條件滿足指令要求時，便執行設置動作；（2）這一機制引入使得儀器更加智能化，而且有利於節省存儲空間；（3）可以提供數據給客戶；（4）可以自行根據設置的標準對數據進行監控，並對故障數據具有智能分析能力，能夠診斷故障原因及故障類型；（5）體積小、功能豐富及高採樣率的特點，方便攜帶。
附圖說明
圖1為本發明的方法步驟流程圖。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明作進一步的描述。
一種基於事件觸發模塊的智能錄波分析儀，包括主控制器和上位機，所述主控制器分別與監控裝置、接口驅動電路和電能質量監測模塊通信連接；
所述上位機分別與智能分析伺服器、故障資料庫、經驗庫、參數配置模塊、數據分析模塊和報告生成模塊通信連接；其特徵在於，所述主控制器還與事件觸發模塊通信連接；所述事件觸發模塊包括具有故障錄波功能的模塊；所述主控制器還與壓縮存儲模塊通信連接。
所述殼體的外部設有數據採集接口和通訊接口；所述通訊接口的輸出端與數據採集接口的輸入端通信連接；所述數據採集接口的輸出端與主控制器的輸入端通信連接；所述主控制器的輸出端與所述上位機通信連接。
所述事件觸發模塊用於給儀器設置指令，當外界條件滿足指令要求時，便執行設置動作。
所述智能分析伺服器用於對數據的分析，還包括對電能質量、故障診斷等功能的分析。
所述故障資料庫用於對故障原因、故障類型進行分析判斷。
所述通訊接口用於連接乙太網、USB接口，還可與wifi連接。
所述基於事件觸發模塊的智能錄波分析儀的使用步驟如下：
步驟（1）：通訊接口將被監控的對象進行參數採集和配置，並將信息傳輸給數據採集接口；
步驟（2）：數據採集接口將接收到的信息傳輸給主控制器；
步驟（3）：壓縮存儲模塊將龐大的數據進行壓縮處理，並通過電能質量監測模塊對電能質量進行分析和監測；根據接收到的數據通過事件觸發模塊分配設置指令，更智能化，生成時間/故障數據記錄；
步驟（4）：主控制器的輸出端將時間/故障數據記錄傳輸給上位機，進行人工智慧分析；調動參數配置模塊、數據分析模塊、故障資料庫和經驗庫對故障進行分析、定位，並更新經驗庫；
步驟（5）：通過報告生成模塊將接收到的數據生成分析報告。
其中，被監測對象主要針對新能源系統入網設備，例如光伏併網逆變器。常規錄波分析儀為固定式，主要用於高壓系統，由於高壓隔離技術較為複雜，從而增加了系統成本。本項目產品把監測對象放在主要應用於高壓系統低壓電力接口，例如315V、400V等電壓等級，該監控對象變化有利於減小產品的體積和成本，並且低壓測量是的產品具有更好的穩定性。
數據採集接口是未來實現入網設備的電能質量監測以及故障數據的記錄，需要對入網接口電壓和電流進行採樣，為了濾除採樣信號高頗幹擾，採樣接口需要增加相應的調理電路。為了提高產品兼容性以及測量精度，採樣接口需要具備高採樣率、高採樣精度、多採樣通道，通道靈活配置等特點。該特點要求將影響採樣晶片、數字控制器的選型和設計。
主控制器為本項目智能分析儀的控制核心，常用設計為DSP+FPGA設計方案。FPGA用於處理底層信號，如採樣數據處理、採樣邏輯控制。DSP主要負責核心控制算法的數字實現，並完成數據監測、分析、記錄、通訊等。控制器可有客戶進行設置監測模式。由於不同國家、不同區域關於入網設備的電能質量標準不同，所以產品支持客戶自定義輸入監測標準，並根據設置的標準進行數據監測。主控制器的事件觸發模塊給客戶提供了更靈活的自定義空間。例如，客戶可以設置當監測電壓低於額定電壓90%時觸發儀器故障錄波功能，這樣可以避免設備不斷地記錄更新數據，節省儀器的存儲空間。為了實現電能質量監測，主控制器需要完成FFT、濾波算法以及諧波分析法的運算，這樣可以提取出監測電壓和電流幅值、頻率、相位、諧波等信息，從而後續的數據監測，故障判斷及數據記錄，以及數據分析。
智能分析儀器離不開功能完善的上位機分析軟體，其為客戶提供了與分析儀器的交互接口。該軟體配置智能化分析模塊，建立了完善的故障分析資料庫。首先，分析儀通過通訊接口將實時採樣數據或故障記錄數據傳送至上位機；其次，軟體根據事先設置的分析模式對數據分析，可完成電能質量分析，故障診斷等功能。當軟體被設置成故障診斷時，器利用自身的故障資料庫進行計算分析，並對故障原因、故障類型進行判斷，最終直接生成分析報告。另外，該軟體可以對歷史故障進行統計，客戶或相關設備開發商根據統計數據對系統進行優化和改善。
乙太網、USB通信方式的使用，不但可有效的解決傳統故障錄波裝置數據通信方式單一的缺陷，還提高了數據的傳輸能力。其中，乙太網的使用還使故障錄波裝置具備數據遠傳能力，便於調度中心對裝置的監測與操控。對於工業使用，項目分析儀預留RS485通訊接口，用於與特殊設備之間的通訊。另外，設備配置WIFE通訊模塊，用於手機連接，從手機App中便可以實時查看分析器採集數據以及分析的結果，使得設備更加智能化。
總而言之，本發明採用事件觸發模塊，就是給儀器設置一個指令，當外界條件滿足指令要求時，便執行設置動作；這一機制引入使得儀器更加智能化，而且有利於節省存儲空間。