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申请/专利权人：北京华孚聚能科技有限公司

摘要：本发明公开一种电能频率监测装置，涉及电能质量监测技术领域，所述装置包括，CPU插件，交流插件，开出插件，开入插件，4‑20mA插件，人机交互插件；其中CPU插件与其余插件采用并联形式电连接，用于接收并分析采集数据，判断是否启动保护功能；交流插件采集电流信息以及电压信息；开入插件采集开关量；开出插件遥控分合闸、保护跳闸；4‑20mA插件用于采集直流信息；人机交互插件用于装置与用户的信息交互；实现电化学储能电站变高低压侧的保护控制的同时，满足此系统对电化学储能电站并网点频率采样精度更高，功率响应速度更快的要求，对电化学储能电站的并网点频率、功率、电压、电流、频率变化率、低频振荡频率、功率因数等进行采集。

主权项：1.一种电能频率监测装置，用于监测采集电网的电气信号，其特征在于，包括：交流插件，用于采集电网中的强电信号，并转换为弱电信号；CPU插件，用于对所述弱电信号进行模数转换，获取数字量信息进行抽样检测，生成电能抽样信号；并对电能抽样信号进行滤波处理，获取电能监测信号，基于电能评价指标构建的电能质量评估算法，来计算对所述电能监测信号的质量评估数据；开入插件，用于采集开关量；开出插件，用于遥控分合闸、保护跳闸；人机交互插件，用于装置与用户的信息交互；所述交流插件、开入插件、开出插件以及人机交互插件分别与所述CPU插件采用并联形式电连接；所述CPU插件，还用于根据所述质量评估数据和所述开关量，控制所述开出插件做出相应的操作；所述CPU插件，还用于将所述质量评估数据、所述开关量以及对所述开出插件的操作，通过所述人机交互插件向用户显示；其中，所述CPU插件，包括：主MCU芯片；所述主MCU芯片，包括：电能采样电路、抗混叠滤波电路、电能质量评估单元和电网控制单元；所述电能采样电路，用于对所述数字量信息进行抽样检测，获取电能抽样信号；所述抗混叠滤波电路，用于对所述电能抽样信号进行滤波处理，使所述电能抽样信号以较小的衰弱滤除干扰频率分量，获取电能监测信号；所述电能质量评估单元，包括电能频率测量子单元、电能不平衡度测量子单元以及电能谐波测量子单元；所述电能频率测量子单元，用于根据所述电能监测信号，测量电能频率数据；设所述电能监测信号为： 其中，un为所述电能监测信号的谐波表达式，A0为所述电能监测信号的直流分量，N为获取所述电能监测信号的抽样次数，ai为所述电能监测信号第i次谐波的实部信号，bi为所述电能监测信号第i次谐波的虚部信号，n为所述电能监测信号的谐波次数；根据所述电能监测信号的相邻采样周期，进行基波相位值的计算，获取所述电能监测信号对应的电能频率数据； 其中，Δf为电能频率数据，为相邻采样周期中前一采样周期的相位值，为相邻采样周期中后一采样周期的相位值，ΔT为采样间隔；所述电能不平衡度测量子单元，用于测量所述电能监测信号的电压相位有效值，并计算电压不平衡度数据；将电压相位有效值分解为电压正序分量、电压负序分量、电压零序分量； 其中，Ua、Ub、Uc为所述电能监测信号的三相电压有效值，为Ua的正序分量，为Ua的负序分量，为Ua的零序分量，为Ub的正序分量，为Ub的负序分量，为Ub的零序分量，为Uc的正序分量，为Uc的负序分量，为Uc的零序分量； 其中，U+、U-、U0为所述电能监测信号对应的电压正序分量、电压负序分量、电压零序分量的有效值； 其中，ε为所述电能监测信号的电压不平衡度数据；所述电能谐波测量子单元，用于对所述电能监测信号进行谐波检测，获取电能谐波畸变数据； 其中，U0为所述电能监测信号的基波电压的平方均根值，L为预设周期内对所述电能监测信号的谐波测量次数，U0i为预设周期内第i次测量基波电压的平方均根值； 其中，Uh为所述电能监测信号的第h次电压谐波的平方均根值，Uhi为预设周期内对所述电能监测信号的第i次测量的第h次电压谐波的平方均根值；计算所述电能监测信号对应的电压谐波畸变数据FU； 其中，HU为所述电能监测信号的电压谐波的谐波最高次数； 其中，I0为所述电能监测信号的基波电流的平方均根值，L为预设周期内对所述电能监测信号的谐波测量次数，I0i为预设周期内第i次测量基波电流的平方均根值； 其中，Ih为所述电能监测信号的第h次电流谐波的平方均根值，Ihi为预设周期内对所述电能监测信号的第i次测量的第h次电流谐波的平方均根值；计算所述电能监测信号对应的电流谐波畸变数据FI； 其中，HI为所述电能监测信号的电流谐波的谐波最高次数；所述电能谐波畸变数据，包括电压谐波畸变数据和电流谐波畸变数据；所述质量评估数据，包括电能频率数据、电压不平衡度数据和电能谐波畸变数据；所述电网控制单元，用于基于内置的控制决策模型根据所述质量评估数据和所述开关量，生成控制所述开出插件的控制指令，所述控制指令经模拟电网模型验证通过后，根据所述控制指令控制所述开出插件做出相应的操作。

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