張帥

摘要：電能質(zhì)量問題基本都是由配網(wǎng)側(cè)用戶產(chǎn)生，配網(wǎng)側(cè)用戶端也是電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的主要來源，配網(wǎng)側(cè)用戶具有分布區(qū)比較分散、通訊網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)難度大等特點。電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)的核心目的是為電力用戶提供優(yōu)質(zhì)的電能。借助強大的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，供電單位能夠第一時間準確地掌握轄區(qū)電能質(zhì)量指標如何變化、受電能質(zhì)量干擾源影響的程度，記錄電壓暫降和閃變等現(xiàn)象，有助于電網(wǎng)和用戶及早發(fā)現(xiàn)電能質(zhì)量問題并解決，將事故隱患控制在萌芽階段，保障電力需求側(cè)的利益與電網(wǎng)的安全可靠運行。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；電能質(zhì)量；在線監(jiān)測

一、電能質(zhì)量的在線監(jiān)測

目前，供配電系統(tǒng)中電能質(zhì)量監(jiān)測按照檢測方式不同大致可以劃分為設(shè)備入網(wǎng)前的專門檢測、供電系統(tǒng)中電能的定期或不定期檢修及動態(tài)在線檢測3大類。由于供電電能質(zhì)量在傳輸、分配調(diào)度以及消耗使用過程中的特殊性，前面兩種監(jiān)測模式所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果，在實時性、可靠性、準確性、全面性等方面，均很難滿足現(xiàn)代智能配電系統(tǒng)供電電能質(zhì)量檢測需求。為了滿足現(xiàn)在智能配電網(wǎng)對供電電能質(zhì)量數(shù)據(jù)信息動態(tài)采集的需求，建立電能質(zhì)量在線動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)已成為電力系統(tǒng)研究的重要內(nèi)容。通過在線實時動態(tài)檢測，可實現(xiàn)連續(xù)采集、傳輸、運算分析、記錄以及存儲電網(wǎng)調(diào)度運行實時數(shù)據(jù)信息，動態(tài)掌握電網(wǎng)系統(tǒng)頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、諧波以及供電三相不平衡度等電能質(zhì)量特性參數(shù)，動態(tài)運算分析供電質(zhì)量可能存在的問題，并采取有針對性的治理策略，有效提高和改善供配電系統(tǒng)中供電電能質(zhì)量。在電能質(zhì)量在線檢測系統(tǒng)設(shè)計時，考慮到電磁場會對裝置運行環(huán)境的影響，應(yīng)優(yōu)先選擇無風(fēng)扇、無硬盤以及寬溫度范圍的液晶LCD顯示裝置，這樣可以利用裝置自身所具有的高電磁兼容性能。電能在線檢測裝置以DSP數(shù)據(jù)單元為核心，可以為整個電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)提供全面的電能數(shù)據(jù)監(jiān)測和運算分析功能，并具有強大的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)同步并行數(shù)據(jù)采集工作。系統(tǒng)中監(jiān)測和管理高級應(yīng)用軟件設(shè)計過程中，應(yīng)選擇邏輯運算清晰合理、能夠及時高效可靠進行電能質(zhì)量數(shù)據(jù)采集、傳輸、運算分析的監(jiān)測管理應(yīng)用軟件。電能質(zhì)量監(jiān)測中心應(yīng)能夠與配電網(wǎng)系統(tǒng)中其它電能質(zhì)量監(jiān)測相互通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息資源的交互共享和互操作，同時應(yīng)考慮系統(tǒng)兼容擴展功能，確保電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)具有較高兼容性、可靠性、可擴充性。

二、電能質(zhì)量的測量方法

2.1測量頻率

電網(wǎng)頻率是電能質(zhì)量體系中的一個重要指標，國內(nèi)外已經(jīng)有了很多研究都是關(guān)于頻率的測量，在現(xiàn)實生活中，較多的算法也被一一應(yīng)用，成果較顯著。以前測量的過程不僅時間長，而且誤差大，后來利用DSP數(shù)字技術(shù)對頻率進行測量，測量時間大大縮短，測量的精度也越來越高，深受歡迎。頻率測量算法種類較多，以下三種算法是最主要的算法：第一是周期法：所謂的周期法，其實和零交法是同一個概念，頻率主要通過測量信號波形，用過了零點間的時間寬度來計算的。該方法概念比較清晰，比較容易實現(xiàn)，不過實時性較差，因受到諧波、噪聲、非周期分量的影響，實時性與測量精度有待提高。第二是解析法：它主要是通過對信號觀模型，將待測量f或△f表示為樣本值來進行數(shù)學(xué)變換顯函數(shù)來估計，不過這種方法有一個至命的缺點，它的精度總體不會太準確。第三是誤差最小化原理類算法：這種方法的各類非常多，其中包括最小二乘算法、最小絕對值近似法外，還有正交去調(diào)制法、離散卡爾曼濾波算法等。

2.2測量電壓的偏差

電壓偏差用某一節(jié)點的實際電壓與系統(tǒng)標稱電壓之差對系統(tǒng)標稱電壓的百分數(shù)來表示，是一種相對緩慢的穩(wěn)態(tài)電壓變動。當電力系統(tǒng)電壓緩慢變化時，實際電壓與系統(tǒng)標稱電壓之間就會產(chǎn)生一個差數(shù)，這就是電壓允許偏差。當實際電壓值與系統(tǒng)標稱電壓之差當電壓變化率小于每秒1%時，可用有名值表示。

2.3測量三相電壓不平衡

GB/15543-2008《電能質(zhì)量三相電壓不平衡》中明確規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點電壓不平衡度限值為：當電網(wǎng)正常運行時，負序電壓不平衡度要在2%以內(nèi)，短時要在4%以內(nèi)；對低壓系統(tǒng)零序電壓限值沒有做出相關(guān)規(guī)定，但也要根據(jù)GB/T12325相關(guān)要求操作。接于公共連接點的每個用戶引起該點負序電壓不平衡度允許值一般為1.3%，短時在2.6%以內(nèi)。

三、電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)高級應(yīng)用管理軟件

3.1可對電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)的各種參數(shù)進行遠程設(shè)定和修正，從而提高系統(tǒng)運行可靠性。

3.2對電能質(zhì)量在線監(jiān)測終端進行網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化、可視化動態(tài)管理，管理人員可以通過可視化人機互通界面，按照不同用戶權(quán)限、不同電壓等級、不同專業(yè)以及不同管理部門等要求，進行分類動態(tài)管理。整個電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以在同一界面下設(shè)置不同權(quán)限功能的高級用戶終端，而且還可以根據(jù)管理功能需求，對終端進行擴展或?qū)ο到y(tǒng)配置進行升級改造及變更修正。

3.3可以對配電網(wǎng)系統(tǒng)中的電能質(zhì)量各項技術(shù)指標進行系統(tǒng)統(tǒng)計分析、運算處理、動態(tài)顯示和存儲，并可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和用戶功能需求，形成對應(yīng)的事件或波形在可視化界面上顯示，便于管理人員制定高效合理的調(diào)控決策。

3.4對電能質(zhì)量監(jiān)測的數(shù)據(jù)有強大的數(shù)據(jù)庫實時存儲管理功能，可利用系統(tǒng)強大的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)對電能數(shù)據(jù)的長期存儲與分析處理，實現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)的同步分析處理。另外還可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分區(qū)管理和數(shù)據(jù)的快速便捷查詢等高級應(yīng)用功能。

3.5可根據(jù)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)信息，自動生成用戶所需的圖形和報表等文件資料，其中包括供電電能質(zhì)量總覽圖、電壓波動曲線、諧波指標、頻率偏差指標以及供電電能質(zhì)量綜合評估報表等文件資料。

利用電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以通過GPRS、光纖以太網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)了解供配電系統(tǒng)中電能質(zhì)量的各種數(shù)據(jù)，了解供配電網(wǎng)的運行工況狀態(tài)。可以便于運行管理人員針對某一區(qū)域的特殊情況，采取合理的治理措施，提高供電電

能質(zhì)量水平。另外，通過電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)，電力用戶可以及時了解供電情況、實時電價、停電檢修等信息，從而有效提高電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)人性化服務(wù)水平。

四、結(jié)束語

在進行電能質(zhì)量檢測與分析基礎(chǔ)上，系統(tǒng)將配電網(wǎng)的管理水平升了級，更提高了電能裝置的利用率，大大降低了網(wǎng)損，升級了電能質(zhì)量，為社會創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟效益與技術(shù)效益。但是電能的質(zhì)量是一個可持續(xù)發(fā)展的重要問題，現(xiàn)在電網(wǎng)越來越大，結(jié)構(gòu)越發(fā)復(fù)雜，我們要不斷努力，研究出更可行的辦法，為電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展做出貢獻。

參考文獻

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（作者單位：天津天大求實電力新技術(shù)股份有限公司）