基于simeasq电能监测仪的电能质量管理系统

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1、基于SimeasQ电能监测仪的电能质量管理系统671基于SimeasQ电能监测仪的电能质量管理系统张建周,王汉林,吴艳平(南京中德保护控制系统有限公司,江苏省南京市210003)摘要：完整的电能质量数据采集是对电能质量进行有效控制的基础，也是解决电能质量问题的前提。简单介绍了SimeasQ电能质量监测仪和基于它的重要电能指标的算法，重点介绍了基于SimeasQ所开发的电能质量管理系统SQM的结构和具体功能。在此基础上作者还分析了电能质量现状，进一步提出了电能质量管理不仅仅是对数据进行简单的汇总和统计，最主要的是要引入专家系统加以分析、建模，从而实现电能质量的评估和预

2、测的智能化。关键词：电能质量;Profibus;电压闪变;电压平衡因数;电流平衡因数;谐波;THD(总谐波失真度);专家系统;人工智能;人工神经元网络0引言随着我国国民经济的蓬勃发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，引起电网电流、电压波形发生畸变，造成电网的谐波；另外一些冲击性、波动性负荷的运行，使得电网产生大量的高次谐波，并且使电压波动、闪变、三相不平衡等电能质量问题日趋严重。这些对电网的不利影响不仅会导致供用电设备本身的安全性降低，而且会严重干扰电网的经济运行，造成电网的“公害”。目前，各级电网经营企业都相当重视电能质量问题，希望通过加强对电网电能质量的实时在

3、线监测，能够及时分析和反映电网的电能质量水平，以便尽快找出电网中影响电能质量的原因，并采取相应的整改措施，提高电能质量和供电可靠性。基于SimeasQ开发的电能质量管理系统SQM通过Profibus总线灵活的组态方式与SimeasQ电能质量监测仪进行通讯，获得大量、详实、不同工况的现场电能质量的数据，利用网络技术和数据库技术加以管理，提供人机界面对数据进行统计、分析、报表和图形显示。1装置结构和功能SimeasQ具有三路电压和三路电流输入以及两个继电器输出，可以监测一条380V－220kV线路的电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率、有功电度、无功

4、电度、电压和电流的平衡因数、短期和长期的电压闪变、电压和电流的40次谐波以及THD(总谐波失真度)等有关的电能质量数据。两个继电器输出可以定义为装置是否运行、电压是否越限以及功率因数是否越限等告警输出信号。它的面板上有三个LED灯，指示装置是否在采集数据以及是否与主站进行数据通讯等信息。在工频50Hz，它的采样频率高达6400Hz,即1个周期取128个采样点，实现了高速度高精度的数据采集及处理，使得各项电能指标符合IEC/EN61000标准。在数据处理方面，SimeasQ分为连续正常数据记录和事故记录。连续正常数据记6722004全国电力系统自动化学术研讨大会论文集

5、录输出数据的最短时间间隔为1s，用户可根据需要从1s到1h灵活设置时间间隔，同时可设置一个平均记录时间，在平均记录时间内，被测量值以及其最大值和最小值也可以被记录下来；事故记录输出数据的最短时间间隔为10ms，对每个测量值有若干个阈值，仅当被测量值越上限或越下限装置才记录数据，并可启动继电器输出。SimeasQ通过Profibus-DP与上位机进行通讯。Profibus是一种现场总线通讯方式，主要包括Profibus-DP、Ppofibus-FMS、Prfibus-PA三种。目前，世界各地许多大公司的产品都支持Propfibus，并且已经成为一种国际标准EN5017

6、0，符合ISO/OSI七层通讯模型，由Profibus委员会来发展和管理该标准。PROFIBUS-DP总线可以采用光纤或电缆，一条Profibus-DP总线可以同时连接125台从站，Profibus-DP总线传输速率高达12Mbit/s，传输距离可达10km,通过CP5412或CP5613Profibus-DP通讯卡每个从站可以同时与主站进行通讯，这样可以使从站中的数据及时、准确地传送到主站。2重要电能指标的算法目前，我国已经颁布了6个电能质量国家标准。依据国标，参考欧共体的EN50160的标准，电能质量指标主要包括频率偏差、电压偏差、电压波动、电压骤降、电流骤升、

7、短时断电、长时断电、暂时工频过电压、瞬态过电压、电压不平衡、谐波、间谐波、波形畸变指标等，鉴于部分参数的算法在电能质量相关文献中讨论的比较多，本文主要对电压和电流不平衡因数、电压闪变、总的谐波失真度三个参数的算法进行探讨。（1）电压和电流不平衡因数电力系统运行当中经常出现不平衡状态，这种不平衡对电力设备造成很大的危害，因此必须了解它的产生原因并予以限制，采取措施加以改善。它定义为电压或者电流正序与负序的百分比，即：UnegUsysn=´0.01UposInegIsysn=´0.01Ipos式中：Uneg为正序电压；Upos为负序电压；Ineg为正序电流；Ipos