基于GPRS的電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

　　軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計模式采用B /S 模式，采用Internet /Intranet技術(shù)，適用于廣域網(wǎng)環(huán)境，可根據(jù)訪問量，動態(tài)配置Web 服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，以保證系統(tǒng)性能?？蛻舳酥苯永矛F(xiàn)有的局域網(wǎng)或Internet 連接，不需要特殊設(shè)置和安裝;使用標(biāo)準(zhǔn)的Internet 瀏覽器，直接訪問Web 服務(wù)器頁面，即可觀看監(jiān)測和分析電能質(zhì)量的實時數(shù)據(jù)，并能查詢所需歷史數(shù)據(jù)。

　　主站主要用于與監(jiān)測終端進行通信，并進行數(shù)據(jù)的分析與處理。考慮到系統(tǒng)的移植性和跨平臺性，使用J2EE 企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)平臺，有利于系統(tǒng)功能模塊的擴展和系統(tǒng)安全性的保障;用ASP技術(shù)開發(fā)Web 服務(wù)器，使用Apache 和Tomcat整合服務(wù)器環(huán)境;使用數(shù)據(jù)庫MySQL，實現(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的存儲和管理。

　　監(jiān)測終端向主站發(fā)送信息、數(shù)據(jù)，以及執(zhí)行相應(yīng)的控制操作等。監(jiān)測終端采用了嵌入式Linux實時操作系統(tǒng)。其具備完整的嵌入式TCP /IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，可根據(jù)需要進行裁剪。軟件采用C 語言編寫，其結(jié)構(gòu)采用模塊化形式，監(jiān)測終端程序流程如圖4 所示。

圖4 監(jiān)測終端程序流程圖

　　3 測試結(jié)果

　　采用FLUKE F43B 電能質(zhì)量記錄儀和該監(jiān)測系統(tǒng)對同一電壓波形進行處理，并將測量結(jié)果進行比較，驗證系統(tǒng)的正確性。FLUKE F43B 是手持式單相諧波功率儀，集示波器、萬用表和電能質(zhì)量分析儀于一體，能進行2 ～ 51 次諧波分析，可測電壓、電流、功率因數(shù)和諧波相位等參數(shù)。測量到的數(shù)據(jù)精確有效，適合高級電能質(zhì)量分析和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)測試。以測量實驗室單相電壓為例，比較結(jié)果如表1 所示。該電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)可以比較準(zhǔn)確地測到電壓有效值、電壓峰值、功率因數(shù)和基波頻率等數(shù)據(jù)。

表1 監(jiān)測數(shù)據(jù)比較。

　　4 結(jié)語

　　設(shè)計的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)通過無線通信，實現(xiàn)對電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)分析，不僅減少了建設(shè)成本，而且可任意增減監(jiān)測站點，具有無需布線、工作量小、傳輸數(shù)據(jù)量大和系統(tǒng)建設(shè)周期短等優(yōu)點。通過對電網(wǎng)電能質(zhì)量進行監(jiān)測和分析，為實現(xiàn)電能質(zhì)量智能化管理提供了可行性基礎(chǔ)。

　　實驗室測試表明，監(jiān)測系統(tǒng)的各項指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計要求，通信組網(wǎng)功能強、成本低、使用靈活、可擴展性好，具有廣闊的應(yīng)用前景。