利用NICompactRIO开发完整并现成可用的电能质量分析平台

有客户需求，并且使成本最小化。

　　测量能力

　　固件ENA-Node（参见图库）在基于CompactRIO的ENA450分析仪上直接运行并且提供各种测量服务，包括处理所有数据采集、计算和储存。

　　固件ENA-Node包括一些并行运行的软件模块：

•FFT分析仪
•矢量分析仪
•电流监测器
•闪变计
•EN50160电压监视器
•半周期RMS监视器
•电压发报和报警
•数字输入

　　所有上述固件模块都适合于50Hz和60Hz电力系统。用户可以通过仪器显示器观察数据并且把数据储存在数据文件中。所有仪器都在9.6kS/秒/通道的采样率下工作。采样率与被测量信号的频率同步。实施的算法符合IEC61000-4-30、IEC61000-4-15和IEC61000-4-7等电能质量标准的规定。

　　软件将会分析电网的三个电压信号(最高可达300Vrms)和三路电流瞬时值，以便计算电网的各种变量：RMS值、频率、谐波光谱、总谐波失真、闪变、三相系统不平衡、有功功率、无功功率、电能和许多其他变量。通过使用NI9227电流模块或者通过电流钳连接到ELCOMEL9215I-R1电流模块，可以直接测量电流变送器（1A/5A）输出的电流。

图2ENA450接线图–如何连接到输电线

　　可测量的变量列表

　　用于仪器控制、数据管理和报表的用户界面

　　易于使用的ENA-Touch用户界面是一个用于ENA测量服务的图形用户界面。所有仪器控制、数据显示和测量配置都通过ENA-Touch用户界面进行。为了显示测量的数值，它可以容易、妥当地实现配置并显示测量的数据。有两种类型的可视化面板：一些面板在表格中显示固定数值，一些面板能够支持多种显示数据的方法（如表格、频域图表、图表、矢量图表及电能质量的统计结果）以便显示用户自定义的数值。ENA-Touch用户界面对于控制进行了优化，能够使用触摸屏进行显示，并且也可以在分辨率为800x480的超级移动PC上使用。ENA-Touch可以通过因特网TCP/IP协议远程控制ENA-Node。同时由于显示了所有的联机数据，系统也允许储存数据以进行离线分析。计算后的变量可及时地进行累计并且一些数据在储存之前就经过了统计评估。数据根据一个规定的时间间隔定期储存，另有一些基于事件的数据仅在事件发生时进行储存。

　　利用ENA-Report可以很方便地地对储存的数据进行离线分析，并生成报告。

　　利用ENA进行分布式电能质量监测

　　利用一些ENA450分析仪可以构造分布式监测系统。分布式系统中的数据可以复制到MS-SQL或者ORACLE数据库，以便进行集中储存和离线分析。

　　结论

　　这一电能质量监测系统的主要优势在于性能高，灵活性好并且尺寸小。通过使用具有内置信号调理功能的C系列模块，可以实现强大的、用户容易掌握的解决方案，可以在很大程度上简化软件维护和进一步开发，而不会对当前的系统产生影响。若现有的电能质量监测标准有了任何更新或者修改，电能质量监测仪的特性可以快速更新并且紧跟最新标准。由于该解决方案具有开放性，所以现有系统能够很容易与其他系统结合，通信协议可以根据客户需求进行调整或者集成到用户现有的SCADA系统中。开放式硬件架构允许用户添加新的DIO用于监测和控制，或者添加通信模块实现GPS或者GSM无线通信。

　　NICompactRIOandNILabVIEW的灵活性还使我们得以在数周时间内实现完整的PMU（相位测量单元）分析仪。它允许根据IEEEC37.118-2005标准对同步相量进行精确评估。目前我们正试图将PMU分析仪功能结合到电能质量分析仪ENA450中，以成为一个单独的仪器。