电能质量实时监测技术的研究

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1、电能质量实时监测技术的研宄吴朝晖1张少云2（1.江丙上饶供电公司上饶334000；2.上海无容电气有限公司上海201613）摘要:针对目前我国电能质量监测系统的远程实时监控存在的问题，木文提出一个基于网络环境的分层体系结构的综合管理平台。这种体系结构符合现阶段我岡电网分布式结构特点以及电力市场的发展趋势，满足目前电IM电能质量监测系统的需求。该平台应用于江丙省上饶市电网，检测各种电能质量指标，实现对电网实时监测和管理的功能，提高监测数据的利用度。应用结果准确反映出电网电能质量的状况，通过木系统可以有针对性

2、地改善电IM电能质量并提高经济效益。关键词:电能质量；实时；监测；综合管理；数据利用引言通常，电由“发、输、变、配、用”五个主要环节构成，其中用户端的“配、用”电环节约占80%的总电能消耗。近年来，我国社会经济快速发展对电能质量及其可靠性提出更高的要求，特别是冲击性、非线性、不平衡度负载在电力应用中越来越多，如电气化铁路、电弧炉、变频器等，造成电网的电压波形发生畸变，致使电网电能质量不断恶化[1-2],从而引起电压波动和闪变以及三相不平衡，甚至引起系统频率波动等电能质量问题，对供电电能质量造成严重的干扰或

3、“污染”，直接影响着电力系统的供电安全。电网中正面临越来越多的电能质量问题，这使得建立在线电能质量监测机制，成为保证电网安全、经济运行必不可少的措施之一[3]。木文针对目前我国电网普遍存在的典型问题，如：电M的监测手段和管理模式实时性差、监测效率低、智能化程度不高，自诊断性、自愈性、集成度和预测的能力较差等，构建了一个开放式电能质量综合管理平台，实现了电能质量指标实时监测、统计和分析。通过对电网重要线路的7大类电能质量指标的全方位实吋监测，实时发现电能品质缺陷；通过对典型用户线路的实吋电能质量监测，发现并

4、鉴别电能污染方向，明确供电单位和用电企业双方责任；实吋提供所监控区域的电能质量信息，为供用电提供决策辅助支撑；深度利用监测与分析的历史数据，建立电能质量分析模型和专家知识库，研究污染的特性、类型及分布规律，为相关决策提供科学依据。2实时电能质量监测系统的架构借助电能质量监控网络，各监测点将电能质量数据自动传输至电能质量管理中心服务器，经过处理后交由后台数据库进行集中储存和管理。各级相关部门通过综合管理平台访问数据库，借助平台提供的各种工具，对所关心的对象进行统计和分析，并用直观的图表加以表示［7】。电能质

5、量监控系统的架构如图1所示。图1电能质量监控系统结构图1中的电能质量在线监测终端负责采集的各种电能质量参数，如：电压、电流、有功、无功、功率因数、谐波、电压偏差、频率偏差、不平衡度、闪变、暂态事件等。采集到的参数原始数据通过采集骨干网上传至前置机群进行预处理，最后由主备数据库储存。相关部门通过综合平台提供的各种服务访问和管理数据，如WEB服务、报表服务以及管理服务等，支持电网电能质量的监测遵循分层、分级、分权限控制的原则。同吋，为了兼容各种主流的底层操作平台，要求电能质量监控系统必须具有良好的跨平台性和较

6、强的可扩展性。3综合管理平台的体系结构3.1数据层数据层为整个体系结构的基础，包括电能质量数据的实时库、历史库、专家知识库和其他相关库。其中，实吋库保存了最近90天的生产业务数据，主要包括采集的各种电能质量参数、电能质量问题分析报告、处理结果报告、电能质量状况周期性报告等；历史库是电能质量决策支持系统和联机分析应用数据源的结构化数据环境。其中的数据是源自实吋库。按照用户所关心的重点，抽取实吋库中的相关数据，进行加工和集成，最后按照主题进行分门别类的组织和储存。专家库保存着电能质量相关决策、经验、知识以及分

7、析模型等重要辅助性工具。其中，很大一部分内容是以历史库为基础，对历史数据进行深度利用的结果。专家库的设立可以为用户在电能质量管理策略方面提供强有力的支撑。3.2服务层服务层在数据层的支持下，集成综合平台的所奋基础服务，主要包括数据采集服务、消息传递服务、报表定制服务以及权限审查服务等。数据采集服务是服务层中重要基础服务之一，它为平台提供了一个访问数据层的统一接U，以保证平台数据访问的一致性，冋吋使得平台在数据层面具有良好的可扩展性。消息传递服务是平台业务驱动的基础。平台的消息来自事件的发生，事件则由平台用

8、户、平台提供的应用功能、底层的数据库或者操作系统等实体引发的。这些实体也同吋是消息的服务对象。消息机制的引入，使得平台能够实吋地监测平台中的所有实体的活动，及时发现0标电网的电能质量问题，并以消息的形式通知相关实体进行对应的处理。报表定制服务为辅助性基础服务，它是以数据采集服务为基础，在数据层的支撑下，辅助用户完成对数据的整合、统计、分析和输出。权限审查服务属于平台安全类的服务。该服务可以使得电网电能质量的监测，遵循分层、分级