电能质量在线监测装置

电能质量在线监测装置（精选10篇）

电能质量在线监测装置 第1篇

电能是国民生产的重要能源之一, 准确计量电能量, 对于电能的供应和消耗有着重要意义。在经济改革的今天, 电能计量秤杆子的准确与否, 直接关系着供用电双方的经济利益。所以, 我们应该最大限度地公正合理计量, 减少计量误差。电能计量装置包括电能表、互感器、二次接线三部分, 其误差亦由这三部分的误差组成, 统称为综合误差。在远方监控计量装置的实践中, 我们发现, 计量装置误差的变化充分体现在电能量的变化上, 通过对电能量运行曲线的分析, 能及时发现与处理问题, 且处理计量异常故障时, 依据准确, 充分体现了计量工作“公平、公正、公开”的原则。

1 变电站电能计量装置在线监测

变电站是整个电网的一个节点, 要求进出它的电量达到平衡, 也就是说变电站进出电量和在理想状态下要达到零。变电站电能计量装置计量着站内每一线路的进出电量, 站内的电能计量装置要求精确计量, 从而准确监控变电站电能量这一运行指标。

变电站的运行情况怎样, 是通过它的运行指标来反映的, 这些指标有电流、电压、频率、功率因数等等。通常变电运行更侧重于电流、电压等一些实时数据, 电量的关注度相对要小一些。但电流、电压是实时数据, 在实际监控中, 存在一些漏洞, 在农网变电运行的实际监控中, 就曾经遇到过这种情况。变电运行不仅有实时情况, 有些问题是要通过一定的时间累积才能反映出来的。电能量的产生需要时间, 也就是说电能量本身含有时间量, 能反映一些问题。

变电站一次设备的运行情况能反映到电量上, 变电运行方式的变化直接在电量上有所反映。变电站是整个电网的一个节点, 变电站内的每个设备又分别是各个节点。每个节点的进出电量始终是平衡的, 也就是说它的进出电量和始终是零。理想状态下, 消耗是零的情况下, 整个变电站, 包括其中每个设备它的进出电量和始终是零。在这一原则下, 一旦某个节点电量不平衡, 具体的情况就有它产生的具体原因, 要做具体分析。

任何有联系的事物都是相辅相成的, 电能计量装置对电能量进行准确计量, 可以对电量指标进行监控、分析;对站内各节点电能量进出情况进行长期实时地观察、分析, 反过来就可以实现对电能计量装置的远方实时监控。一个具体的变电站, 母线和变压器构成了变电站的基本骨架, 所以分析时先从变电站、母线、变压器着手, 接着具体到每路进出线, 这是一个基本顺序。在这里把变电站、母线、变压器的电量平衡问题归纳为“变电站的三大平衡”。具体数值用不平衡率来进行考核。当站内计量装置精度高时, 这一比值可以达到1%甚至达到0%左右。

影响不平衡率的因素是: (1) 电能表的误差; (2) 互感器的比差、角差; (3) 计量二次回路压降, 等等, 这些因素构成了计量回路的综合误差。变电站内电压等级越高, 计量装置的精度越高, 相应的误差就越小, 不平衡率就越小。

日常监控过程中曾遇到的最简单的情况是:某一变电站的10k V母线不平衡率出现正增加, 从2%增大到2.37%。具体电量分析如下:母线的输入电量基本保持常量, 某一路用户出线的电量突然减少, 而其它出线的电量维持常量, 这一情况说明一次设备的运行方式没有变化, 很明显, 该出线的二次计量装置发生问题。具体到现场核实后, 原来仅仅是该回路的计量接线盒的连接螺丝发生了松动, 小小一个螺丝松动就可以引起母线的不平衡, 更何况其他问题呢?

下面是在日常监测中所遇到的实例: (1) 马家坪变电站“381”甘河线投入后, 35k V母线电量不平衡率与日俱增。现场纠正马家坪变电站“381”甘河线的二次接线极性后恢复正常。 (2) 秀水站实现数据远传后, 35k V母线电量不平衡。监测一段时间后, 发现“374”东宋I回和“375”东宋II回并列运行时母线电量不平衡, 当“374”东宋I回停运“375”东宋II回单回运行时, 母线平衡。以上情况说明“374”东宋I回所计电量错误, 计量装置异常, “374”东宋I回更换CT后母线电量恢复平衡。困扰盂县电业局多年的难题迎刃而解。 (3) 苇泊站10k V母线电量不平衡, “866”东村线用电量减少, 有失压现象。经检查“866”东村线表计的电压保险处夹片螺丝松动, 固定后电量恢复正常。 (4) 泊里站110k V母线不平衡率为-14.79%, 原因是阳泉电网系统潮流发生变化, 同时负荷增大, 175河泊线由正向计量47520k W·h, 反向计量35640 k W·h, 变为正向计量0, 反向计量386760k W·h, 泊里110k V母线不平衡。经分析认为175反向计量出错, 更换175河泊线表计后正常。 (5) 五渡站10k V母线和II#主变电量同时出现不平衡, 很明显“802”主变低压侧表计少计电量。计量二次电压保险B相接触不良, B相失压, 随后进行了纠正并进行电量退补。 (6) 娘子关变电站110k V母线和II#主变电量同时出现不平衡。“182”主变高压侧表计超差, 多计电量。 (7) 西峪站10k V母线电量不平衡。“593”义井线表计超差, 多计电量。更换表计, 并退补电量。通过几年的摸索, 得出结论, 表计的异常、二次接线的错误, 计量互感器的超差是引起电量不平衡的主要原因。

2 用户电能计量装置在线监测探索

智能电网的目标是要和用户达到互动, 这要求不仅要实现用户的电量采集, 还要把一些电网的实时信息传送给用户。要实现这些, 解决数据传输问题是迟早的事。现在我国有些地区已经开始尝试采用光纤来代替无线传输。解决数据传输问题后, 就可以把每个用户都整合到整个电网监测中来, 形成一个环环相扣、紧密相连的网络。从变电站的电量监测到线损的分析, 最后到用户的电量监测, 一环紧扣一环, 首尾相接, 电能量的走向一目了然, 电能计量装置的运行情况也就一目了然。

综上所述, 无论是变电站还是用户的电能计量装置要实现在线监测, 都离不开对日常用电量的监测分析。对电量进行监测分析可以达到电能计量装置的实时在线监测。通过对电能计量装置的在线监测, 提高了现场电能计量数据的管理与监测水平, 保证了所传回计量数据的正确严谨性, 只有数据准确可靠, 才能真正可用。

摘要：通过对电能量的流向分析实现电能计量装置的在线监测。在日常工作的长期积累中, 通过对大量实践数据的整理, 认识到电能计量装置的计量误差充分而细致地体现在电能量的变化上。实践证明, 通过监测变电站的三大平衡可以有效地对变电站电能计量装置进行远方在线监测。结合电网实际运行方式对电能量运行曲线进行分析, 可以实现电能计量装置的在线监测, 实现计量远传数据的精细化、实用化, 为智能电网中的计量发展提供新的思路。

关键词：电能计量装置,电量平衡,在线监测

参考文献

[1]王月志.电能计量技术[N].北京:中国电力出版社, 2007:228-253.

[2]杨小丽.智能供电服务进入普通百姓家[N].国家电网报, 2012-3-26.

电能质量在线监测装置 第2篇

【摘要】随着电力的使用和普及，其已经成为我国使用最广泛的能源，其使用便捷且环保的作用，得到人们的大量使用。如今人们在生活、工作中都离不开电力的良好供应。为了使人们能够得到良好的电力使用条件，需要实时对电压合格率进行监测，保证电力供应的正常性和电气设施的安全性。本文主要分析了电能计量装置实现电压合格率监测的作用，阐述了电能计量装置实现电压合格率监测的优势及展望，并针对电能计量装置改进技术及监测措施进行了研究和探讨。

【关键词】电能计量装置；电压合格率；监测措施

改革开放以来，我国人民的生活质量得到明显提升，特别是如今人们的用电设备越来越多，对用电量及用电质量的需求越来越高。电力企业为保障人们能够良好的用电，并使电力设施安全运行，需要实现对电力质量监测。电压合格率监测是判断电能质量主要方式。目前我国平电力企业实现对电压合格率监测是采用电压监测仪，该仪器并不能准确有效的展现电压合格率。因此本文主要对电能计量装置进行了研究，探索出一种能够准确反映电压合格率的装置。

一、电能计量装置实现电压合格率监测的作用

为了能够迅速了解电气设施、用户用电质量等，电力企业需要能够尽快查看到电能质量。电压合格率作为反映电能质量的重要指标，实现对其的监测，则能够反映电能的质量。目前我国最常使用的电压合格率监测装置是电压监测仪，其将监测的电压数据自动上传至管理系统，随后经过管理系统的统计和计算，分析出结果。然而由于电压监测仪的统计结构易受到主观因素的影响，因此其不能够准确有效的反应电压合格率，即不能判断电能的质量。

二、电能计量装置改进技术及监测措施

虽然目前我国运用的电能计量装置已经比较强大，然而其在电压合格率监测方面的功能尚不完善，因此需要加强对电能计量装置的改进。本文主要结合《电压监测仪使用技术条件》、电量监测功能、电压合格率监测功能，《电力用户用电信息采集系统》等相关条件，加强对电能计量装置的改进。要实现对电压合格率的监测和统计，其主要监测内容为缓慢变化电压、电压有效持续时间等，根据测量电压合格率的所需要条件，电能计量装置主要要加强数据信号处理和远程数据传递等技术，将所采集到的数据通过数据信号处理后，通过远程数据传递技术将处理后的数据传递至统计系统和数据存储器。一般电能计量装置主要包含有电压传感器、信号调整电路、数据信号处理、数据存储器等。本文主要针对电能计量装置实现电压合格率监测功能的实施方法进行了分析。

（一）电能计量装置参数

根据研究和查看相关要求发现，电压合格率需要监测的内容越上限电压、越下限电压、硬件时钟时间校对等，因此电能计量装置首先要将电压合格率所需参数设置至相关系统中，当电能计量装置投入运用中，电能计量装置就会实现对各类参数的监测。

（二）电能计量装置数据记录

电能计量装置投入使用后，电能计量装置的采集系统将采集的数据通过数据信号处理系统进行处理，随后该系统将处理好的数据，结合其他数据进行统计和分析，最后将形成的统计结果传递到数据存储器。电能计量装置会定时或根据操作要求，将所统计的数据结果传递了电力系统中。电能计量装置采集系统每秒会采集一次数据，对数据的处理和统计大概每分钟一次。数据存储器对统计结果的统计，分为日、月、年等多种类型。其中所记录的结果还包括电压最小值、整点值等。电压合格率单户统计公式如公式1。

（三）电压合格率传递

电能计量装置会将监测后的结果即相关数据传递到主站系统，主要包括越上限市场、单户合格率等数据。电能计量装置有远程传递的功能，其主要是通过GPRS通信模块实现数据的远程传递。某公司已经实现利用电能计量装置监测电压合格率，并在其外观上设置了查询功能，可以实现对电压合格数据、电压极值数据等查询。

（四）采集系统主站监测

在电能计量装置上升级电压合格率监测系统，无需另外建立监测主站，只需在采集系统主站上实现对电压合格率监测和统计。采集系统主站通过所采集的数据、接收的数据、储存的数据等，实现对电压合格率的监测和统计。其中平局电压合格率计算公式如公式2。

三、电能计量装置实现电压合格率监测的实际应用

为了确定电能计量装置实现电压合格率监测的实际作用，本文主要针对某地电力企业的设置了多个电能计量装置电压合格率监测点。其中C类电压监测点有20个，D类电压监测点有50个。为了监测的便捷性，直接根据C类和D类的分布情况进行检测。电能计量装置主要通过GPRS实现数据的双向传递。表1为2015年4月D类电压监测点所监测的结果。电能计量装置监测电压合格率能够实现准确监测，同时还可以实现对线路电压的监测。

四、电能计量装置实现电压合格率监测的优势及展望

通过上文对电能计量装置的改进技术分析以及实际运用分析，可以发现利用电能计量装置监测电压合格率含有一定的优势。随着智能电表的推广和普及，几乎家家户户都使用智能电表进行电量采集，而要想实现利用电能计量装置对电压合格率的监测，只需要对该装置进行简单的升级，智能电表本身就存在数据信号处理和远程数据传递的功能，在智能电表中加入采集相关参数以及其他应用的设计，智能电表就可以代替电压监测仪的作用，成为全新的电压监测仪。传统的电压监测仪容易受到主观意识的影响，导致监测结果的准确性不够高。而电能计量装置所采集的数据、以及对数据的处理和统计后的结果，受到多个方面的监督，因此其很难受到人为因素的因素，致使所监测的电压合格率更加真实和准确。电能计量装置是根据《电力用户用电信息采集系统》的规范和要求进行设计，能够利用原本的主站系统实现相关数据的传输和统计，不需要在另外设置系统。运用电能计量装置，操作人员可以对任意电压监测点进行实时监测数据传递，从而促进电力企业对电压进行改善，保障人们用电的质量。

电能计量装置主要包括智能电表、配变监测终端等，其都具有数据信号处理功能和远程数据传递功能，在电能计量装置中加入电压监测功能的技术已经比较完善，因此可以加强电能计量装置监测电压合格率的推广。

结束语

综上所述，随着我国用户的逐渐增多，用户对用电量和用电质量的要求逐渐增高。电力企业为了保障用户的用电质量及用电设施的安全，通过对电压合格率的监测，实时了解电能质量。然而传统的电压监测仪受到多种因素的影响，其检测结果并不能真实反映电能质量。通过上述分析可知，电能计量装置在其数据信号处理和远程数据传递等功能的基础上，加入电压监测功能，能够有效实现对电压合格率的监测。

参考文献

[1]刘晓华，欧盛，詹清华.计量自动化等生产系统用于电能质量监测可行性研究[J].电气应用，2012，17：22-26.

[2]张莉，郭东东.在线监测三相电子式电能表运行状况的分析[J].内蒙古科技与经济，2012，23：80-81+85.

[3]林海雪.电能质量国家标准系列讲座第1讲供电电压偏差标准[J].建筑电气，2011，04：3-9.7

电能计量装置在线综合监测系统 第3篇

1.1 电能计量装置在线综合监测系统

大用户电能计量装置在线综合监测系统 (以下简称:综合监测系统) 旨在实现对运行中的大用户电能计量点计量装置进行全方位在线测试、故障判断、记录分析、自动校验、防窃电监测等功能。其监测范围包括:电能表、电流互感器及其二次回路、电压互感器及其二次回路、用电信息和变压器进线侧负荷与电表测得负荷对比情况。实时在线监测和对各种异常现象及时报警, 及时发现二次回路故障、电能表超差现象、用电信息异常及窃电现象等;可缩短故障处理周期, 为电量追补提供科学合理的依据。如图1 所示:大用户电能计量装置在线综合监测系统示意图。

如图1 所示, 综合监测系统由两个主要部分组成:就地单元和主站管理分析中心。

1.2 主站管理中心

主站管理中心作为综合监测系统主站控制中心, 对安装在各个厂站的就地单元的监测数据、测试参数及遥控测试进行统一管理和数据分析;同时, 还可为其他管理系统提供数据源, 具备以下主要功能:

1.2.1 远程遥控功能

1) 实现厂站就地单元的远程遥控测试、抄读电能表、判断用电状况和电能计量装置运行状况。

2) 实现厂站就地单元的测试参数设置、读取、修改等。

3) 可实现对各场站的现场运行中的厂站就地单元内的测试记录的下载和存储。

1.2.2 数据统计分析功能

1) 具备数据统计功能, 可以根据时间查询历史测试数据, 并以电子表格的形式导出数据。自动生成各种统计报表。

2) 能够显示、查询系统的各项历史报警信息内容。

3) 具备趋势图绘制功能。

4) 具有防窃电、故障自诊断、提示窃电 (或故障) 及记录窃电 (或故障) 功能。

5) 可对抄收的数据异常进行过滤和分析及对大用户进行线损计算。

1.2.3 异常信息报警功能

对各种异常进行主动上报, 及时通知运维人员。

1.2.4 数据共享功能

可按照给定的数据格式, 实现数据与其他数据管理系统的共享。

1.3 就地单元

综合监测系统的就地单元是实现对厂站的各个接入监测的电能计量点的校验信号采集、信息抄读、分析处理和存储的就地安装单元, 如图1所示。其通过电能量采集单元、在线校验监测单元和防窃电信号采集单元这三个前端的信号采集单元实现信号的采集和预处理。

1.3.1 电能量采集单元

电能量采集单元抄读的电能表内数据通过就地单元的内部数据总线传输给主控单元集中处理和存储, 并最终传输给远程的主站管理、分析中心。同时, 抄读的电能表内数还可作为综合监测系统防窃电监测功能的数据, 用于与防窃电信息采集单元得到的变压器一次负荷曲线进行对比, 判断用户用电情况。

1.3.2 在线校验监测单元

在线校验监测单元是综合监测系统就地单元较为精密的单元;主要功能是:

1) 在线检测运行中的电能表误差。

2) 在线测试PT二次回路压降。

3) 在线测试CT二次负荷。

4) 在线监测电能计量装置运行工况。为实现上述功能, 在线校验监测单元需采集的信号有:PT二次端电压、电能表电脉冲、电能表端电压、CT二次电流、CT二次端电压。

1.3.3 防窃电信号采集单元

防窃电信号采集单元由无线采集器和控制模块组成。无线采集器是直接套/串接在电力变压器高压侧的三相电力线上, 利用电力线上流过的电流产生工作电源, 对线路中的电流进行检测、采集, 并通过微功耗无线电路将采集到的电流数值发送给防窃电信号采集单元控制模块;再由控制模块通过数据总线将数据传输给就地单元的主控单元。其中, 在无线采集器研制中, 应考虑:

1) 被监测线路运行与无线采集器额定电流的关系;

2) 选择可靠的固定方式, 用满足耐压要求的绝缘子来固定采集器, 见图4和图5。

就地主控单元获取到无线采集器采集的数据后, 将采集到的数据转换成一次侧的一定时间内的平均功率S1 (一次侧功率) , 同时通过电能量采集单元读取的多功能电能表的数据并转换成二次侧相应时间内的平均功率S2 (二次侧功率) 。考虑到由于设备损耗和管理损耗等, 可以预先设置好一个宽容值。当S2加变压器的变损值和宽容值的总和仍然小于S1时, 现场服务终端则判别为异常, 即判断可能存在窃电。

2 技术优势分析

1) 大用户电能计量装置在线综合监测系统很好地综合了电能表信息采集、计量装置在线运行误差监测和运行状况监测、采集变压器一次电流进行防窃电监测等技术领域, 实现对大用户电能计量装置的全面、在线、自动用电及运行监测。

2) 实现对计量装置全面的在线监测, 有效地解决人工现场周期检定的检定周期和故障处理周期长的问题。

3) 在线实时监测各线路的负荷情况和电能表的误差状况, 可用于对电能表准确度稳定性能进行在线评估。

4) 实现对PT二次回路压降、CT二次负荷及电能计量装置运行工况的在线监测, 更准确的判断二次回路的运行状况。

5) 通过采集变压器一次和二次负荷曲线进行对比进行窃电分析的方法, 可很好的监测发生在二次回路的窃电行为。

3 结束语

综上所述, 大用户电能计量装置在线综合监测系统将改善对电能计量装置的管理水平落后、检测手段单一、故障检测困难的问题;提高了电量追补的合理性。提高计量装置运行状况监测和维护管理。

参考文献

[1]DL/T 448-2000.电能计量装置技术管理规程[S].2000.

[2]DL/T 645-2007.多功能电能表通信协议[S].2007.

[3]SD 109-1983电能计量装置检验规程[S].1983.

[4]白洋.电能计量装置远程校验监测系统[J].电测与仪表.2005.7.

[5]朱铮等.基于集抄系统的大用户电能计量装置在线监测的研究[J].上海电力.2010.6.

[6]鹿凯华等.关口电能计量装置误差的实时监测[J].山东电力高等专科学校学报.2008.4.

[7]胡林等.新型实时电网防窃电系统研究[J].电力需求侧管理.第8卷第2期.2006.3.

电能质量在线监测装置 第4篇

关键词：风力发电电能质量控制试验

1 风力发电场电能质量问题

随着我国能源战略的调整，清洁能源已成为社会广泛讨论的话题。作为典型的清洁型发电模式，风力发电已经得到了长足的发展，占发电容量的比重越来越大。但是，大规模风电机组的并网势必带来一些新问题，如电能质量问题，由于风电机组内设置有非线性电气设备，且控制技术较为复杂，将会带来诸如电压波动、谐波等问题，影响着电网的正常运行。风力发电场电能质量的控制与研究工作已经成为一项重要的课题。

本文以电能质量问题为切入点，介绍几种能够应用风力发电场的电能质量控制与试验装置，通过论述，可以为风力发电场电能质量问题研究扩展思路。

2 电能质量控制

近年来，电力系统中的电能质量问题得到了越来越广泛的关注。大量非线性装置的应用是产生电能质量问题的重要原因之一[1]。其中包括调速驱动装置、开关型电源、电弧炉、电子镇流器等等。此外，系统的正常投切操作与故障切除产生的扰动也会影响供电质量。电能质量问题可以定义为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差。其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变以及电压暂降与短时间中断等。

电能质量的监测、分析与治理已成为电能供应与利用领域的重要课题。电能质量问题之所以日益引起国内外专家学者的研究兴趣，主要归结于以下几点原因：

①计量问题：劣质的电能质量可能会影响电力计量的精度。

②继电保护：劣质的电能质量可能会引起继电保护装置保护功能的失灵。

③设备的停运：劣质的电能质量可能会引起设备（特别是异步电动机）停机或损坏，导致生产率下降，损害电力用户的经济利益。

④电磁兼容性：劣质的电能质量可能引起电磁兼容性问题和噪声问题。

目前，已有不少高校或科研机构建立了电能质量实验室。电能质量实验室的建立具体服务于三个目的：

①测试设备在电力扰动下的运行状况。

②测试电能质量校正设备对扰动的补偿能力。

③通过与电网连接的装置来判定电力扰动的类型和幅度。总之，电能质量实验室主要侧重于电能质量事件检测与补偿装置的研发。电能质量问题研究依托于电力电子技术的高速发展，随着电力电子变流器控制技术的日益成熟，可以为电能质量问题研究提供宽广的平台。

3 电能质量控制与试验装置

3.1 VSC型电力扰动发生装置（VSC-IG）

为了改善电力系统电能质量，大量电能质量补偿控制装置已接入电网。电压源型变流器（VSC）型电力扰动发生装置是针对于对电能质量补偿控制装置的测试而提出的，该装置简称VSC-IG。通俗地讲，VSC-IG就是一个高精度可控大功率电压扰动发生装置。它能够模拟各种电力扰动波形，便于对电能质量补偿控制装置的测试。在风电场中，VSC-IG还可以应用于风电机组低电压穿越能力的测试。

文献2详细介绍了VSC-IG装置的研制方法，对于该装置，通常需要研究以下几点内容：

①装置的建模。

②装置主电路参数的选择方法。

③装置控制器设计。

④基于仿真软件平台的装置仿真。

⑤装置物理样机的研发与实验。

目前，VSC-IG装置主要应用于电能质量实验，研究电能质量检测与分析方法。

3.2 三相电压型整流器（VSR）

三相电压型整流器是将交流电压转换为直流电压的重要装置，在永磁直驱型风力发电机组中得到了广泛的应用。装置结构如图1所示。

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目前工业中使用三相电压型整流器通常是以半控型功率器件晶闸管作为开关器件的，采用的是相位控制方式。这种类型的整流装置虽然功率因数较高（工业上甚至可达0.99），但是网侧谐波是不可避免。解决该问题的办法通常是在网侧安置电容进行滤波，这样做简单易行，工程上广泛应用，但是同时会带来LC谐振问题。

采用全控型器件IGBT可以有效地解决上述问题。全控器件采用PWM控制技术，PWM的最大优点是其谐波分布在开关频率附近，一般为几千赫到几十千赫，较为容易滤除。通过整流器的闭环控制算法，可以实现网侧电流的正弦化，消除对电网的谐波污染，减少谐波带来的能量损耗。整流器的闭环控制算法涉及较多的自动控制理论与电力电子技术的内容，目前较为流行的是前馈解耦控制算法和反馈线性化控制算法。文献3对相关控制算法作了较深入的研究与分析。

3.3 有源电力滤波器（APFC）

在风电产生和传输过程中，谐波是产生能耗的主要原因之一。供电电压波形的畸变而产生的谐波分量不能被电力用户所用，但是却消耗在线路中，造成了能源的浪费，同时也损害了电力用户的经济利益。

目前使用有源电力滤波器用于谐波治理，通常并联至待治理点，以补偿系统中的谐波电流。谐波的产生工作原理图如下：

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有源电力滤波器检测负载电流的谐波分量，通过控制变流器输入一个与之相反的电流分量来达到补偿的目的。实际上，有源电力滤波器就是一个高功率可控电流源，可以灵活地发出指定的电流值。

3.4 静止无功功率补偿器（STATCOM）

大量无功电流在电网中会导致线路损耗增大，变压器利用率降低，用户电压跌落。无功补偿是利用技术措施降低线损、实现节能的重要措施之一，电网规划，在有功功率合理分配的同时，也必须做到无功功率的合理分布。

无功优化的目的是通过调整无功潮流的分布降低网络的有功功率损耗，并保持最好的电压水平。无功优化补偿一般有变电所无功负荷的最优补偿、配电线路最优补偿以及配电变压器低压侧最优补偿。由电能损耗公式可知，当线路或变压器输送的有功功率和电压不变时，线损与功率因数的平方成反比。功率因数越低电网所需无功就越多，线损就越大。因此，在受电端安装无功补偿装置，可减少负荷的无功功率损耗，提高功率因数，提高电气设备的有功出力。

无功功率补偿装置（STATCOM）的投入一方面改善了投入点的功率因数，同时也可提高接入点的电压水平，是改善风电场电能质量的重要手段之一，工作原理如图3所示。其结构与三相电压型整流器基本一致。理论核心是八十年代日本学者赤木泰文提出的瞬时功率控制理论，通过该理论可以达到灵活控制网侧无功功率的目的。

3.5 统一潮流控制器（UPFC）

统一潮流控制器(UPFC)是柔性交流输电系统(FACTS)中的一种新兴的、功能最完善控制装置，作为FACTS中最具代表性的一种，UPFC具有非常灵活的控制功能，集调节线路潮流、节电电压、阻抗、相角和无功补偿等众多功能于一体，通过统一控制系统可对电力系统进行实时、有效、快速地控制，其强大的综合控制功能是其它FACTS及传统的补偿装置所无法比拟的。此外，UPFC还能抑制电力系统的低频振荡，改善系统的暂态稳定性，提高线路的传输极限等。UPFC应用于输电网，装置容量较高。这个研究方向具备广泛的前景，目前风电场发电应用于直流输电这一方向正在兴起。

4 结语

本文介绍了几种以电能质量控制为目的的装置，综述了风力发电发展情况，对目前电能质量问题研究进行了阐述。结合国家的相关政策，可以预见，本文所论述的电力扰动发生装置、三相电压型整流器、有源电力滤波器、静止无功功率补偿器和统一潮流控制器在今后风力发电电能质量问题研究中会有很大的应用空间。

参考文献：

[1]韩立.电力节能中的科学方法和政策[C].2007年中国科学技术协会年会论文集.

[2]严干贵，齐磊，李军徽等.可控VSC-IG的研究与实现[J].电工电能新技术，2010，29（4）.

[3]陈涛，严干贵，齐磊等.基于三相电压型变流器的无功功率补偿控制[J].东北电力大学学报，2009，29（4）.

[4]严干贵，齐磊，李军徽等.三相电压型整流器反馈线性化解耦系统的PI控制器参数整定[J].南方电网技术，2009，3（5）.

[5]Alexander Kusko,Marc T.Thompson著.电力系统电能质量[M].科学出版社，2009.

作者简介：

齐磊（1984-），男，黑龙江哈尔滨人，硕士，助理工程师，主要从事电力系统风险评估研究工作。

电能质量在线监测装置 第5篇

关键词：模块化,电能质量,在线监测,内部以太网

0引言

现代化智能电网中的电能质量管理对电能质量分析的数字化、网络化和智能化提出了更高的要求[1,2]。数字处理技术和嵌入式技术在仪器仪表中的广泛应用使这一趋势的实现成为可能[3,4]。

为适应单路或多路、传统的模拟变电站以及新型的数字化变电站等电能质量监测场合,本文通过软硬件的优化设计了一种以OMAP-L138和以太网总线为核心、 遵循IEC 61850标准并支持PQDIF(电能质量数据转换格式)的多通道电能质量在线监测装置。OMAP-L138丰富的外设可进一步缩小体积,实现多种通信协议以及联网功能;软硬件高度模块化可实现多种采样方式之间以及不同使用场合之间的快速融合;利用IEC 61850数据及数据集服务实现数据实时通信,便于新增功能和扩展规模,解决设备间的互操作问题;采用XML(可扩展标记语言)格式可实现历史数据与PQDIF数据格式映射,实现数据远程测量和就近管理。

1系统硬件设计

采用OMAP-L138结合内部以太网总线的硬件模块化架构模式,最大程度保证各个模块的通用性、软件模块的灵活配置和不同的交流采样板之间的自由组合,支持单路、双路和多路检测的同时,还支持交流信号的模拟和数字采样。其不同采样方式下整体硬件原理框图如图1所示,主要包括交流信号采样板(模拟和数字两种)、核心管理板、人机接口以及外围存储四个部分, 交流信号采样板以及人机接口与核心管理板之间采用继电保护中常用的“背插式”插件的形式便于组合和扩展。人机接口、SD卡和核心管理板之间也采用插件的形式连接。

1.1交流信号采集模块

1.1.1模拟采样方式

采用DSP和FPGA并行同步工作的设计方案,FPGA作为ADS8556和DSP的中间桥梁完成电能信号的采集和存储功能, ARM专注于与核心管理板通信功能。其模拟信号采集原理框图如图2所示。

信号采集模块主要包括数据缓存FIFO模块FPGA数据管理单元两个部分。FPGA数据管理单元主要包括数据存储、时序逻辑控制、电源管理和通信等模块;为确保电能信号采集的连续性以及OMAP-L138中DSP核算法运行的高效性,程序设计中对数据缓存FIFO模块进行了特殊的配置:当FIFO缓存采集到的数据量达到设定的限值时,FIFO向DSP发送中断信号, DSP在中断程序中触发启动DMA模块完成电能信号的高效读取工作。

1.1.2数字采样方式

数字交流采样模块也采用OMAP-L138作为处理器,建立在IEC 61850通信规范基础上并扩展了以太网接口。交流信号经电子式互感器处理后的数字值直接通过光纤传输给处理器进行数据的计算和分析,并将计算结果传给核心管理板处理。采样板数量可以通过以太网扩展接口按照工作环境要求增加,只需在系统配置文件中作简单的配置即可实现正常工作,支持新型数字化变电站对网络通信和通信接口的要求。

1.2核心管理板

为保证设计的统一性以及模块间通信的可靠性,核心管理板也选用OMAP-L138芯片,交流信号由采样板上OMAP-L138中ARM通过内部100M以太网发送到核心控制板OMAP-L138中ARM核进行显示、存储以及判断等处理。各个采样板由核心管理板通过以太网采用IEEE 1588对时协议进行时钟校准,由于OMAP-L138只有一个以太网接口,核心管理板中还设计了以太网扩展接口便于与其他设备互联,解决多个设备互操作问题。

2系统软件设计

软件采用模块化设计思想,包括交流采样板和核心管理板两部分,模拟采样板中ARM和DSP之间通过共享RAM进行数据交换。实时数据存储在共享内存中,历史和统计数据存储在数据库中。

2.1交流采样板软件

交流采样板主要负责AD转换和数字信号的处理,完成电压偏差、频率偏差、谐波和间谐波、电压波动与闪变、三相电压不平衡等电能质量监测算法以及对时功能。具体流程如图3所示。

2.2核心管理板软件

核心管理板软件采用模块化程序设计方法, 主要包括人机界面、数据管理、生成报表、数据存储、网络通信以及Web Service 6个模块,如图4所示。

为方便设备之间互联,在硬件上增加以太网扩展接口的同时,数据管理模块基于IEC 61850通信标准设计,对电能质量监测IED进行了信息建模,无需上位机即可直接生成报表、统计数据, 实现报表等的就近管理功能,两台装置互联通过录播回放功能可实现扰动源精确定位功能。

电能质量监测需要存储大量的历史数据和事件录播数据,实时性要求较高的通信与事件报警通过在IEC61850 MMS服务建立相关逻辑节点的方式实现;历史数据则存储为PQDIF格式并通过文件服务的方式进行共享,同时采用XML格式实现历史统计数据和扰动源事件数据映射到PQDIF逻辑层,可生成XML、PQDIF或Excel文件报表;暂态事件和录波数据既可采用COMTRADE格式也可采用PQDIF格式存储或传输。

IEC 61850模型设计需要充分考虑变电站的实际运行情况和应用需求,本装置通过日志和缓存报告相结合的方式可实现装置停电或通信故障导致的数据缺失原因记录,并可解决缺失后的数据追补等问题。其IEC61850模型如图5所示。

3系统测试

为验证本装置的可靠性和测量精度,对软件各个功能模块的可用性和可靠性进行了测试。本实验以南京丹迪克生产的DKLN-1作为标准供电测试源,在星型接线方式下,按照国家电网公司企业标准Q/GDW 651— 2011和江苏省电科院规定的标准测试方法,测试380V和10k V两种标准电压等级下的电压偏差、频率偏差、电压闪变、电压不平衡以及谐波畸变率等10组电能质量参数的数据(三相时记录A相数据),其与标准源之间的相对误差计算公式如式(1)所示:

式中:测量值为电能质量监测装置的测试值;标准值为标准源测试值。

不同电压等级下测试的相对误差和平均误差分别如表1和2所示,并将测试的数据与Q/GDW 651—2011中的限值指标进行对比。

从表1和表2中可以看出:在平均电压偏差、频率偏差、电压波动和闪变、电压电流不平衡以及总谐波畸变率等基本的电能质量指标上,相对误差和平均误差远低于Q/GDW 651—2011企业标准所规定的限值,DSP核软件数据采集可靠、算法正确,测量精度上完全满足实际生产需求。

实际工程应用反馈,本文设计的多回路、多功能、高精度电能质量在线监测装置,具有各项电能参数和电能质量指标精度测量、统计、分析、存储、显示、上传、越限报警以及事件录播等功能。监测装置可直接生成PQDIF、XML以及Excel格式的报表、通过以太网组网上传到上位机。ARM、DSP及其数据处理算法、交流采样板与核心管理板间通信等系统软硬件工作可靠,遵从IEC 61850-4-30标准。通过部署在同一输电线路上不同装置之间的相互协作还可以实现多种扰动源事件的精确定位功能。

4结语

本文对传统电能质量监测装置软硬件进行重新架构和设计,硬件上进行高度模块化设计,软件上的灵活配置支持不同采样方式和应用场合的融合,实现了电能质量的远程测量和就近管理。并通过实验和实际应用验证了本文设计的电能质量在线监测装置的可靠性和监测精度。该装置性能稳定,具有体积小、精确度高、能同时检测多个电能质量事件和功能完善的特点,满足数字化、智能化电网对电能质量监测装置的新需求,可用于电网中电力线路的电能质量和数据的实时监测,也可安装到电网中某一节点执行长期监测任务,通过以太网和设备间协作还可以实现多种扰动源事件定位功能。

参考文献

[1]林海雪.现代电能质量技术的概况和展望[J].供用电,2014(2):14-20.LIN Haixue.Overview and prospect of modern power quality technology[J].Distribution&Utilization,2014(2):14-20.

[2]邵玉槐,谢朋海,张德志.基于TMS320F2812 DSP的电能质量监测装置的设计[J].电测与仪表,2009(46):43-47.SHAO Yuhuai,Xesign on equipment for power quality monitoring based on DSP2812[J].Electrical Measurement&Instrumentation,2009(46):43-47.

[3]王林,王倩,郭汉桥.基于IEC 61850的智能电能质量监测设备模型[J].电网技术,2007(31):268-271.WANG Lin,W n intelligent electronic device model for monitoring power quality based on IEC 61850[J].Power System Technology,2007(31):268-271.

电能质量在线监测装置 第6篇

1电能质量监测装置自动批量检测技术研究

1. 1 入网检测业务流程

电能质量监测装置自动检测技术的目的是实现电能质量监测装置入网检测业务流程的自动化, 从而提高工作效率。首先分析目前手动电能质量监测装置入网检测工作, 主要包括以下业务流程:

1) 接线准备工作。将电能质量标准源、电能质量监测装置 ( 可能有多台) 用信号线连接, 同时接好各自的电源线。

2) 控制标准源输出。手动控制标准源按指定参数输出电能质量信号。

3) 记录电能质量监测装置的测量结果。数据记录有人工抄录, 也有借用电能质量监测装置配套软件来记录, 通常只记录一组测量结果。

4) 计算电能质量监测装置的准确度。通常利用EXCEL的计算功能来计算准确度。

5) 编制检测报告。所有检测结束后, 由人工编制检测报告。

对以上业务流程进行分析, 其中除接线准备工作无法自动完成以外, 其余流程均可不必由人工完成, 即自动检测平台可实现自动控制标准源输出、自动记录测量结果、自动计算准确度、自动生成检测报告。

1. 2 入网检测内容

目前, 各地对电能质量监测装置的入网检测主要集中在两个方面: 准确度检测和通信规约测试。

准确度检测主要依据《GB /T 19862 电能质量监测设备通用要求》[1]测试电能质量监测装置的准确度指标是否合格。具体检测内容包括电压、频率、不平衡度、谐波、闪变等稳态电能质量指标的准确度, 部分地区还对电压暂升、暂降、中断等暂态电能质量指标以及电流、功率等常规电气量的准确度要求检测。

通信规约测试主要测试电能质量监测装置通信规约或数据格式是否满足本地区通信规范和装置是否能接入本地区电能质量管理平台。由于《GB /T 19862 电能质量监测设备通用要求》中对于电能质量监测装置的通信规约没有统一规范, 目前各省对电能质量监测装置的通信规约的要求都有一定差异。

1. 3 标准源及其自动控制

电能质量标准源用于向电能质量监测装置提供模拟的标准信号, 供电能质量监测装置进行测量并计算生成各种电能质量指标。电能质量监测装置全自动检测要求实现自动控制标准源输出指定参数的电能质量信号。

目前电力系统各级检测机构主要使用Fluke6100 A系列功率源作为电能质量监测装置的标准源。Fluke 6100A功率源具备与外部系统通信的接口和能力, 其通信接口是标准GPIB ( General - Purpose Interface Bus, 通用接口总线) 接口及控制卡, 通信协议采用标准IEEE - 488 并行总线接口标准。Fluke 6100A同时开放了一个接口列表, 可供外部系统调用实现对其的远程控制, 其中包括各类主要电能质量指标的控制接口, 可控制Fluke 6100A标准源输出各种电能质量指标, 如表1 所示。

1. 4 多型号电能质量监测装置接入

为自动记录电能质量监测装置的测量结果, 自动检测平台必须能与不同型号电能质量监测装置实时通信。按照《GB /T 19862 - 2005 电能质量监测设备通用要求》, 电能质量监测装置应具备通信功能以及以太网、RS - 485 等通信口, 因此合格的电能质量监测装置均要具备接入自动检测平台的条件。考虑到目前市场上不同厂家电能质量监测装置的通信规约和数据格式不一致, 可采用基于UAPI ( Uniform Application Program Interface, 统一应用程序接口) 技术[2], 针对不同电能质量监测装置开发不同通信驱动程序, 以实现多型号电能质量监测装置的数据记录。

1. 5 自动编制检测报告

检测报告的编制是电能质量监测装置入网检测中工作量非常大的一个步骤, 检测人员需要手动将记录在不同地方的数据汇总到格式固定的检测报告中, 非常繁琐。

调研表明, 在某一个地区电能质量监测装置入网检测报告往往是格式固定的, 但不同地区检测报告格式差异较大。因此自动检测平台如果要兼容不同地区的检测报告需求, 则不能将检测报告格式固定在程序中, 而需要满足能通过灵活简洁方式更改检测报告格式。不同地区检测报告的差异主要体现在章节顺序、文字描述内容、表格格式等方面, 实际上表格内部数据 ( 即电能质量指标及其限值、测量结果等具体数据) 基本上是相似的。

基于以上分析, 本文提出通过成熟的WORD模板和锚点技术来支持不同格式检测报告的自动生成。其中, 模板技术主要满足不同地区的检测报告格式差异化需求, 而锚点技术主要实现检测报告内容的自动填充。

2 电能质量监测装置自动批量检测平台设计

2. 1 总体架构设计

全自动检测平台的主要组成部分是电能质量标准源、受检电能质量监测装置以及上位机检测软件等三部分。为实现全自动检测过程, 这三个组成部分应采用闭环控制。经研究, 确定了全自动检测平台最终功能原理, 如图1 所示。

上位机检测软件主要由数据采集模块、标准源控制模块、数据处理模块、人机交互模块等组成。数据采集模块用于实现从电能质量监测装置读取测量值。标准源控制模块用于自动控制标准源输出指定信号。数据处理模块用于计算测量误差, 评估检测结果是否合格。人机交互模块主要实现通信参数设置、检测项目设置、检测方案执行、检测报告编辑输出等功能, 是全自动检测平台的核心模块和人机界面。

全自动检测平台各主要部件通过以太网构成闭环物理结构。根据预设的检测方案, 上位机检测软件调用标准源控制模块控制电能质量标准源自动输出电能质量指标信号 ( 标准值) , 被检测装置进行测量 ( 测量值) , 上位机检测软件将测量值采集回来后存入本地缓存, 并与标准值比较自动计算误差和测量不确定度。检测过程结束后, 系统利用VBA技术自动将检测数据和结果输出到检测报告。在检测系统外部环境稳定的情况下, 整个检测过程可自动完成, 无需人工参与。

2. 2 需求分析与功能设计

本文研制的电能质量监测装置自动批量检测平台主要为了满足电能质量监测装置入网检测的需要, 经调研和业务流程分析, 该平台应满足以下主要显式功能需求:

1) 全自动检测。全自动检测, 是指在检测过程中无需人为参与。检测人员只需要对受检设备、标准源进行接线、上电操作, 对专用检测软件进行启动、基本设置后, 即可在一段时间后获取到 ( 电子版或打印出来的) 检测报告。

2) 批量检测。在一次检测过程中可同时对多台电能质量监测装置进行同步检测。

3) 检测过程控制。在检测过程中, 检测人员可以随时暂停/继续、终止检测, 并可对不合格项目重新检测, 可以随时查看检测数据和检测进度。

实际上, 除了上述显式功能需求之外, 检测平台的设计还需要满足众多的隐性需求。全自动检测平台的主要功能需求汇总如表2 所示。

2. 3 人机交互界面设计

全自动检测平台是为了提高工作效率而设计的一款专业化软件, 因此其界面应尽可能清晰、简洁, 操作人员无需培训, 即可使用该软件开展工作。

基于该设计思想, 全自动检测平台设计采用基于SDI的向导式界面原型, 平台的操作只有3 个步骤: 设置基本参数、设置检测方案、执行检测。

3 结语

基于降低电能质量监测装置入网检测人工成本、提高入网检测工作效率的需要, 本文提出了一种新的全自动批量检测平台。该检测平台采用闭环控制原理, 基于电能质量标准源的开放接口实现标准源自动控制, 基于UAPI技术实现不同型号电能质量监测装置接入, 基于模板和锚点技术实现检测报告的自动生成, 最终实现了电能质量监测装置入网检测的全自动化, 不仅可提高入网检测工作效率, 还具有较高的兼容性, 可兼容不同地区、不同检测内容、不同格式检测报告的需要。

参考文献

[1]GB/T 19862-2005电能质量监测设备通用要求[S].北京:中国电力出版社, 2005.

[2]李鹏, 李培, 王昕, 等.基于CAC的变电站统一通信平台在电能质量监测系统中的应用研究[J].电气应用, 2012, 31 (22) :26-29.LI Peng, LI Pei, WANG Xin, et al.Application of substation unified communication platform based on CAC in power quality monitoring system[J].Electrotechnical Application, 2012, 31 (22) :26-29.

[3]IEC 61850-10:Communication networks and systems in substations-part 10 Conformance testing[S].2003.

电能质量在线监测装置 第7篇

随着现代工业技术的发展以及非线性电力电子负荷的广泛应用, 电网中谐波含量逐年升高, 其对工业生产和生活造成了严重的危害[1]。因此, 有必要对电能进行监测, 其对电力系统的安全、经济、稳定运行有着重大的意义。本文针对当前市场需求和应用的需要, 在满足谐波电能测量精度的情况下, 提出了一种基于DSP的智能谐波电能监测装置的设计方案。

2、谐波监测装置的硬件设计

本文提出的基于DSP的智能谐波电能监测装置的总体硬件组成框图如图1所示。基于DSP的智能谐波电能监测装置在硬件组成上主要由四部分组成, 即前置电路, 采集电路, DSP及外围电路和用户接口电路。

整个装置的工作过程是:利用电压传感器和电流传感器获取所需的电压信号和电流信号, 将被测的高电压大电流信号转换为-5V~+5V的交流电压信号, 然后经滤波电路对传感器的输出信号进行抗混叠低通滤波处理, 接着在同步及频率采样电路的作用下, 通过电压、电流采样与A/D转换电路对前置电路的输出信号进行处理, 接着将其送入DSP进行信号分析与处理并得到所需的谐波电能数据, 最后将所得数据通过用户接口电路以实现对谐波电能的实时监控、谐波电能测量数据的传输、与上位机的通信以及报警等功能。

2.1 DSP及外围电路

在本装置中, DSP处理器是本装置的核心器件, 其性能在很大程度上决定了系统的性能。综合考虑设计要求、价格、可扩展性强等方面, 本装置选用TI公司的TMS320F2812作为主处理器芯片。其是一款32位低功耗高性能定点DSP芯片, 数字信号处理速度快, 具有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能, 同时外设接口丰富, 可扩展性好, 因此十分适合谐波信号的分析与处理[2]。DSP2812的外围电路主要包括电源电路、JTAG接口电路以及有源晶振电路等。

2.2 前置电路

前置电路主要由电压传感器、电流传感器以及滤波电路组成。在本装置中, 传感器可采用南京奇霍公司生产的VSM025A型霍尔电压传感器和CS040G型霍尔电流传感器。同时, 为了减小采用FFT进行谐波分析过程中的频谱混叠误差, 本设计采用了一阶RC式低通滤波电路对信号进行滤波。

2.3 采集电路

由于在采样过程中, 电网频率并不是恒定不变, 而是在50HZ左右变化, 因此采样间隔t=T/25 (6T为采样周期) 也不是恒定不变的, 为了跟踪电网频率的变化进行精确采样, 在进行采样之前必须加入锁相同步与频率采样电路。

在本装置中, 采用AD73360作为A/D转换芯片。AD73360是一款面向工业电能计量或多通道模拟输入等通用应用的6通道模拟输入前端 (AFE) 处理器, 其采用∑-Δ转换原理, 抗混叠性能强, 信噪比高, 可以对采样频率和输入信号增益编程。AD73360可直接利用DSP2812的McBSP (多缓冲串行口) 接口直接与其相连。

2.4 用户接口电路

本设计采用触摸屏作为人机交互的接口, 具有界面友好, 操作简易的优点, 特别是在谐波监测装置中, 其既能予以实时显示谐波的各项参数, 又能以波形图的方式显示动态谐波的变化情况。本装置选用海泰克 (HITECH) 公司生产的PWS6600S-S触摸屏, 其采用5.7英寸 (320x240) 高分辨率STN的液晶显示模块, 配有5个可自定义的按键, 性能十分出色。该触摸屏与DSP2812采用RS232通信协议进行通信。

3、谐波监测装置的软件设计

本设计采用模块化设计方法, 整个谐波监测装置的程序主要包括:信号采集与数据处理子程序, DSP与触摸屏通信子程序。主程序启动后, 首先完成整个系统的初始化, 然后启动A/D转换, 进行6路信号的采集与转换并将其送入DSP2812进行信号FFT变换, 从而根据谐波电能的计算公式[3]获取所需的谐波电能参量。最后, 通过调用DSP与触摸屏通信的子程序以实现对谐波电能参数的传输, 并在触摸屏中对谐波参数及其波形进行显示等。

DSP与触摸屏进行通信的子程序可以直接利用HITECH提供的ADP6软件工具进行设计[4]。

此外, 如需进行谐波测量数据的下载或者与上位机的通信等, 还可以设计相关的程序对系统进行二次开发, 以增强谐波监测装置的实用性。

4、结束语

本装置以高精度6通道模拟前端输入芯片AD73360作为A/D转换芯片, 结合DSP2812强大的运算能力, 并采用触摸屏作为人机接口, 实现了对三相四线制谐波电能参数的测量, 同时可以以文本、波形或频谱的形式实时显示谐波电能的电压、电流、功率等各项数据, 精度达到了国际标准, 真正实现了智能实时在线监测。

摘要：本文提出了一种基于DSP的智能谐波电能监测装置的设计方案。该装置采用专用电力测量芯片 (AD73360) 和高速DSP (TMS320F2812) , 以触摸屏作为人机接口, 实现了谐波电能参数的实时在线监测。

关键词：高速,DSP,触摸屏

参考文献

[1]Jos Arrillaga, Neville R.Watson.电力系统谐波[M].北京:中国电力出版社, 2008.

[2]陈是知, 姜蕊辉.TMS320F2812原理与开发实践[M].北京:中国电力出版社, 2010.

[3]孙禔, 舒开旗, 刘建华.电能计量新技术与应用[M].北京:中国电力出版社, 2010.

电能质量在线监测装置 第8篇

关键词：电能计量,远程检测,设计与实现

电能的使用与检测是我国电力事业的重要组成部分,但是传统的电能计量装置过于陈旧,已脱离时代的发展,浪费人力、物力。因此如何进行电能装置的更新,如何加快监测进程的设计与实现,是广大从业者最为关心的问题。我们知道,电能计量的准确性除了取决于电能表自身的精度外,二次回路的压降及二次回路的工作状况同样起到至关重要的作用。而近些年来,一种远程监测系统的发现,为电能计量提供了很大的便利。接下来笔者将针对如何提升该系统的应用能力进行简单分析探讨。

1 电能计量装置远程校验监测系统概况

1.1 国内外研究现状

电能计量是电力企业的重要组成部分,对电能值进行准确可靠的测量,直接关系到电力公司的生产部门、管理部门、营销部门的效益和决策,也关系到发电、供电、用电部门的经济效益。通常情况下,计量装置的故障是逐渐形成的 , 造成的常见后果是计量装置综合误差的增大。针对国内电能计量的发展现状,各个省市都积极进行了改革和更新,此外政府部门也针对这一现状下发了很多文件,并出台了具体的解决方案,在实践中确实取得了一些成果。下面通过具体实例来分析,2010年11月,山东淄博供电公司经过开发研究,将供电计量远程监测系统投入实践,经过定期的检测发现,该系统确实一定程度的可行性,不仅减轻了人力、物力的消耗,而且还减少了高难度作业所带来的危险。而国外在电力系统监测方面,则起步较早,在80年代末、90年代初便将远程监测系统投入使用,并系统应用方面积累了很多经验。

1.2 远程检测系统的特性分析

电力的生产和其他产品的生产不一样,其特点是发、供、用这三个部门连成一个系统,单个系统不能正常完成工作,而需要三者之间互相配合、协调工作,才能保证电能计量的正常运行电能计量装置包括电能表、互感器、二次接线三部分,误差亦由这三部分误差组成,统称综合误差,即为电能表误差、互感器合成误差、电压互感器二次导线压降引起的误差三者的代数和。而远程监控,字面上可以理解为“监”和“控”两部分,其中“监”是指通过网络获得信息为主 :而“控”则主要是通过网络对远程计算机进行操作的方法,对远程计算机进行重新启动、关机等操作,还包括对远端计算机进行日常设置的工作。相比传统的电能计量装置,如电能表等,远程监测系统具备以下几个优点。首先经济性,传统意义上的电能计量需要人力,而在某种程度上,这是对人力、物力资源的浪费。再者是便捷性,通过计算机系统的远程监测来实现电能计量不仅减少了资源消耗,而且为电力工作提供了很大的方便。最后是安全性,计算机代替了人力进行一些高难度或是危险系数高的工作,便减少了安全事故发生的可能性。

2 远程监测系统的实现与展示

2.1 技术上的开发与更新

技术是人类为了满足自身的需求和愿望,遵循自然规律,在长期利用和改造自然的过程中,积累起来的知识、经验、技巧和手段,是人类利用自然改造自然的方法、技能和手段的总和。虽然,我国各个省市对电能计量的远程检测进行了很多方面的研究和探索,但是与发达国家相比,我国仍然存在很大差距。主要便是技术上的问题,如对电路的接线问题、CT和PT二次回路的负载等方面的应用技术还不是十分成熟。但技术上的问题从根本来讲还是人才的建设出现了问题。世界各个领域所进行的资源、技术的竞争,从根本上讲,还是人才的竞争。人才建设出现问题,从根本上讲,是我国教育体制的弊端,我国的教育模式更多是是强调教学成果,强调成绩,但是却忽略了能力、素质的培养。因此笔者认为,仅仅开发出电能计量的监测系统还不够,还需要技术人才来将该系统的功能进行进一步的开发。首先对于计划从事电力资源领域的大学生来说,在大学期间不仅要将专业基础知识学好、学扎实,还要积累自己的实践经验。例如他们可以充分利用寒暑假的时间,到一些相应的公司进行实习,这样不仅可以将学到的理论知识应用到实践中,还可以提高自己的实践能力。此外电力企业还可以将一些优秀的技术人才送到国外进行学习,通过人才交流来实现技术的交流学习。此外对于一些电力设备要及时更新,淘汰陈旧的电力设备,跟随时代的发展。

2.2 做好数字安全处理工作

除了上述提到的技术设备的开发与更新,还要做好数字安全处理工作。上述多次提到电力计量的好处,其中便捷性、安全性是最具代表性的。因为远程监控是依赖于计算机的,而众所周知网络技术虽然便捷,但是网络安全隐患是影响远程监控重大问题。电力企业的监测系统若遭受黑客攻击或其它病毒软件的入侵,则远程监测系统很容易进入瘫痪。因此笔者认为,完善电力企业的系统、设置防火墙是十分必要的。再者做好数字安全处理,保护好企业的信息,做好安检工作,减少信息泄露的可能性。

2.3 提高远程监控的管理效率

管理效率低是电能计量装置中普遍存在的问题。诚然在计算机代替人力进行电能计量工作后,确实节省了人力资源,但是尽管是再智能的系统,也还是需要人力来进行监控和管理的。那么远程监控的管理效率较低的主要原因是什么呢?首先是电力公司的管理机制不完善,上下分工不明确,因此导致的职位空缺等现象。在电力企业内部缺乏自上而下的管理机制而自下而上的监督体制,这样上级的意见难以正确下达,下级的想法也不易向上反馈。再者政府也没有尽到自己的责任,由于政府管理上的疏忽,使得很多细微的问题没有及时显露并解决。再者企业职工缺乏责任感,没有将公司的事情、公司的利益置于个人之上,缺乏集体意识。因此提高工作效率,加强职工管理、建立完善的管理机制是十分必要的。除了做好电力企业内部的管理与监督之外,还要体现出政府在这之中的分量,政府人员应当定期的对企业的店里工作进行检查审核,确保其工作的正常展开,减少安全事故的出现,提高远程监控的管理效率。

3 电能计量装置远程校验监测系统的应用前景

3.1 远程监控系统的智能化

电子生活日新月异,发展迅猛,电能成为人们生产生活不可或缺的重要组成部分,“差之毫厘,谬以千里”的电能计量可以对社会经济产生一定程度的“蝴蝶效应”,因此电能测量不仅是电力企业的事情,还是关乎民生的重大社会议题。而经过开发与研究,笔者认为高精度、数字化、网络化、智能化将是电能计量发展的最终趋势。如远程监控会设置报警装置,一旦其系统运转失常,便会在第一时间报警,相比人力监控,要迅速得多。因此毫无疑问,远程监测系统将会更加智能化,人类的参与度会越来越小,这在技术上是一个挑战,但是是该系统进程设计与实现的最终目标。

3.2远程监测系统的普及化

电能计量系统实现远程监测,为人们生产生活都带来了福利,但是纵观全国,并非每个省市在电能计量方面都已经实现了数字化、智能化。很多地区由于受到自身发展的限制,电能计量仍然停滞不前,而所采取的监测手段仍是单一的以来人力、物力资源。[3] 因此要进一步加快电能计量远程监测系统的设计与实现进程,单一的进行改革、研发是不够的,实现该系统的普及化也是必须的。首先政府要适当增加财政投入,为贫困地区电力事业的发展提供一定的经济支撑。再者是人才、技术的支撑,国家应该鼓励“人才西流”,改变大学生或是广大科研人员对“人才西流”这一政策的偏见,西部地区尽管条件恶劣、生活艰苦但是同样可以实现自身价值,将自己的所学所见应用到实践中,同时为一个地区做贡献,这也是非常有价值的事情。

3.3远程监测系统的全球化

除了注意在国内范围内做好处理的工作,使各领域各区域间协调发展之外,还要注意与其他国家进行联系与交流,即实现远程检测系统的全球化建设。首先可以组织一些人才交流学习的项目,进行经验、方法上的沟通 ;再者还要进行技术领域的学习与革新。实现电能计量检测的全球化有利于协调各个国家之间的发展,平衡发展的差距,并且还有利于大家齐心协力、共同解决世界难题。

通过上述简单介绍,可以基本明确远程校验监测系统的发展进程及其在电能计量方面的应用。随着国民经济的提升及国家电力行业的飞速发展,传统的依赖人工到现场抄数的计量电能的方式已经远远不能满足人们的需求,这耗费了大量的人力和物力,严重影响了电能计量管理的工作效率。尽管这项技术较先进但是与发达国家相比,我们仍然存在较大差距,如信息安全工作的不到位,技术手段方面的匮乏等等。因此我们仍需努力,加强对该系统的应用开发,争取早日追赶发达国家的步伐,在电能计量远程监测领域迈上新台阶。

电能质量在线监测装置 第9篇

一、电力用电信息采集系统的基本框架

电力用电信息采集系统基本框架为：第一，数据的采集和管理。该系统融合了信息技术，是一种客户端智能型的电力计量形式，硬件和软件更加有保障，电力用电信息采集系统主要包含电能表、通信网络、终端采集等内容，所以可以对数据的采集和管理。通过对采集工作中的类型、名称等进行编制，然后按照周期和次数获取信息。第二，通信网络和系统对时。该装置采用的通信技术，将相关信息上传到主站端，主站端接受到命令。用电信息采集系统加以对时的功能，主站能系统通过全部终端实施批量对时和广播对时，也能够对终端进行对时。

二、电力用电信息采集系统的计量装置在线监测存在的问题

（一）存在电力计量装置运行管理问题

当前，电力用电信息采集系统的装置在线监测还有不足之处，需要进一步完善。电力计量在运行过程中，由于管理力度欠缺，导致电力用电计量效果不良好。电力计量装置运行管理的内容主要有差错电量追补、周期检验、故障处理等内容。电力计量装置运行后，需要现场进行检验，一些电力企业所制定的管理方法不完善，管理体系不健全，因而电力用电信息采集装置运行管理存在一些问题。

（二）监测程序复杂

目前，电力用电信息采集计量装置在线监测过程中，监测程序比较复杂。通常来讲，电力计量装置运行的周期较长，而且装置的覆盖的范围较大，在综合因素的影响下，所以增加了监测难度。同时，地区范围内的电表数量比较多，如果检测的周期为3个月，那么，现场检验的工作量会很大。监测程序还包含其他内容，导致电力企业对装置检测的积极性不足，从而限制了电力用电信息采集系统的计量装置在线监测的有效进行。

（三）处理故障不及时

电力用电信息采集系统会应用到自动远程抄表、负荷预测、公用配变运行等方面，在信息采集平台系统中，如果在抄表过程中出现数据泄露的现象，或者在在负荷预测时低压集和终端中器转变的不及时，都会导致电力计量不准确。同时，在存储公用配变数据时，一旦变压器出现故障，将造成数据不准确。因此，需要对故障进行处理。然而，在庞大的数据下，电力计量装置运行情况更加复杂，给故障的处理带来了严峻的挑战，由于故障处理不及时，会影响电力计量装置的运行。

三、完善电力用电信息采集系统的计量装置在线监测的措施

（一）健全电力计量装置在线监测管理模式

某电力企业为了提高电力计量的精确性，加强计量装置在线监测的应用力度，为了提高监测的精度，必须健全电力计量在线监测管理模式。加大电力计量装置在线监测技术的推广力度，通过科学的管理，实现电力装置的运行状态更加平稳。首先，对运行设备进行管理。电力计量装置在运行过程中，需要其他设备的配合，所以在管理计量装置时，要加大对其他设备的管理。例如，对交换机、在线监测装置加以检测，检验电流、电压互感器二次回路的状况，对多路电能表进行校验，确保电力计量装置在线监测效果更加良好；其次，健全电力计量装置管理模式。健全的电力计量装置管理模式包含电量追补、周期检验、在线监测等内容，具体的管理模式应该是标准设备通过在线监测对运行设备加强检测，然后通过周期性检验发现故障，而且在线监测也对故障进行实时监测，然后系统对故障进行处理，实现电量追补的效果。健全的在线监测模式，可以实现电力用电信息采集系统的功能得到有效发挥，电力计量更加准确。

（二）健全主控制电路流程

电力用电信息采集系统的计量装置融合了现代信息技术，所以电力计量装置的主控制电路流程对系统的运行起到了重要作用。因此，电力企业通过健全主控制电路流程，能够提高电力计量的精确性，完善主控制电路流程，对故障点进行精准定位，确保输出功率的稳定性。健全的主控制电路流程包含如下内容。测量的精准度为2级，而且电压回路输入范围在45V～290V，首先初始化装置，将功率控制在6.5w～13.5w范围内。当输出功率为6.5w时，电力装置将接收回测电压、电流，然后系统计算有功功率；对于输出的功率为13.5w，装置接收回测电压、电流，计算有功功率。由于阻抗匹配连续性不强，为了避免因负载的变化导致输出功率出现波动，可以通过提高功率，降低阻抗匹配的误差，使得线路控制得到有效控制。因此，健全主控制电路流程，对电力用点信息采集系统的计量装置在线监测具有重要意义。

（三）加大测试和检验力度

为了保证电力计量装置在线监测的稳定性，电力企业需要加大测试和检验力度，继而实现电力用电信息采集系统可靠性更强。第一，对电压、电流回路进行测试。在测试过程中，如果电流过大，需要增加阻抗，并使用0.01级微型电流互感器，避免出现二次开路。在测试标准电能表时，需要运用温度补偿技术和差值法，监测1600Hz音频信号，掌握二次回路状况。同时，为了掌握差错电量和窃电情况，利用电量追补方法，实时监测电量状况。第二，加大检验力度。在检验电力计量装置过程中，将检验的周期控制在1～1439min范围内，并对电力计量装置进行抽检，检验装置的超限报警、电话回拨等功能是否存在故障，如果存在问题需要第一时间处理。实时了解计量装置的运行状况，加强多路电力计量装置检验力度，能够及时对故障予以处理。总之，在测试和检验的双重作用下，可以确保电力用电信息采集系统的计量装置在线监测更加全面。

结束语

随着科学技术的飞快发展，电力行业计量的手段更加高超，已经向信息化发展。自电力计量装置在线监测技术被应用到电力企业中，对电力用电信息采集系统的管理工作有严格要求。因此，一定要提高系统监测精度和全面性，从而确保发挥电力计量装置的作用，实现计量工作取得良好的进展。

电能质量在线监测系统研究与应用 第10篇

电能质量 在线监测 系统(也称PI3000数据对应平台)建设是国家电网公司统一部署的一项重要工作。通过与调度技术支持系统、用电信息采集系统、生产管理系统的数据集成,实现了对电网频率、电压和可靠性指标的在线监测。其中高中压用户供电可靠性指标的在线监测主要由用电信息采集系统数据的自动接入实现。利用用电信息采集系统 的实时采集、处理和分析功能对电力负荷、公用配电变压器、低压用户侧电能质量进行数据处理与管理[1],为电能质量在线监测系统提供数据支持。当用户发生停电时,系统能自动记录停电的起、止时间, 统计累计时间、次数,实现停电管理和可靠性指标分析。

1 系统建设目标构架

电能质量在线监测系统需充分利用公司已建成的一体化平台,基于SG-CIM模型,利用省公司数据中 心 (Operational Data Store,ODS) 及企业服 务总线 (Enterprise Service Bus,ESB) 实现数据 横向集成,利用两级数据交换平台 (Data Exchange Platform,DXP) 与ESB实现数据 的纵向贯 通,将生产管 理系统 (Production Management System, PMS)、供电电压自动采集系统、调度技术支持系统 ( 整合EMS和OMS)、用电信息采集系统和营销业务应用系统 /95598系统有机集成,接入系统主站集成模块并完成与国家电网公司总部的纵向交互,实现电能质量数据采集、处理、分析和实时响应,能够实现电网电压、频率、可靠性等关键指标的在线计算,以及电网安全风险的在线评估与预警。

由于电能质量在线监测涉及多个应用系统的业务数据集成,因此需依据各系统的业务特点和系统架构,采用数据接口的方式,统一数据格式、字段名称来开发接口程序。建设重点工作为主站模块部署、业务系统互连互通接口改造、数据接入、改造和对应等阶段。软件结构设计采用B/S模式,利用Internet/ Intranet技术,根据访问量,动态配置Web服务器和数据库服务器,保证系统性能。客户端直接利用公司现有的局域网,不需要特殊设置和安装,使用标准的Internet浏览器,直接访问Web服务器页面,即可观看监测和分析电能质量的实时数据,并能查询所需历史数据。电能质量在线监测系统集成示意如图1所示。

图 1 电能质量在线监测系统集成示意 Fig.1 Power quality on-line monitoring system integrated diagram

2 供电可靠性管理模式对比

传统供电可靠性管理中的基础数据和运行数据都是由生产班组的运行人员人工录入。当某条馈线发生停电事件,运行人员在该线路恢复供电之后的72 h之内将此停电事件录入可靠性管理系统,数据维护的及时性和准确性较差,并且人工录入耗费大量的人力成本,造成部分基层单位生产现场工作人员不足,不利于可靠性指标统计和准确分析评价。

电能质量在线监测系统建成后,利用安装在用户及变台的用电信息采集终端每15 min上传用户电压、功率等参数,通过电能质量在线监测系统的数据处理和与其他系统的数据交互,自动生成相应的停电事件,自动计算出可靠性指标,运行人员只需登录系统根据实际停电情况,进行确认或忽略操作即可, 极大地减少了供电可靠性管理的工作流程和环节, 减轻了工作量。配电运维部门可及时了解到整个配电线路和变压器的运行情况,为供电企业供电可靠性管理提供真实的动态数据,使工作过程更加精益, 工作效率更加高效[2]。

3 系统建设中应解决的问题

首先要对用电信息采集系统进行升级改造,对电能质量主站集成模块进行部署,其次对SG-CIM、ESB、DXP通道部署注册,做好多个系统之间的接口建设,通过数据联调测试,解决测试中出现的通道问题、数据问题、接口问题。更重要的是要提高用电信息采集终端的覆盖率及采集成功率,这是运行数据实现同步的基础[3]。

3.1 主站及接口建设与采集终端改造升级

随着电网规模的扩大,采集点规模逐渐扩大,加上时间的积累,所采集的数据量也呈现线性增长,对电能质量在线监测系统的数据处理能力、存储能力和统计分析能力提出很高的要求。在考虑部署方式时,电能质量在线监测系统要与用电信息采集系统、生产管理系统、调度技术支持系统等主站接口统一设计和分类接入,实施多个系统数据传输和共享,便于数据的实时性、准确性和同一性。

电能质量在线监测系统采集数据所需的远程信道,仍利用用电采集系统已有的通道,实现现场终端到主站之间的数据传输,目前,可以选择光纤、无线公网、230 MHz无线专网、中压载波等多种信道,主站应支持多种信道类型。单一的信道类型很难适应各种复杂的现场情况。信道建设要遵循经济合理、因地制宜和就地取材的原则,选择多种信道进行组网优化设计。

3.2 高中压用户台账数据对应

供电可靠性系统由配电运检部门维护,而用电采集系统运行数据用户台账源于营销业务应用系统,由营销部门维护。这2个系统的数据通过电能质量在线监测系统接口实现共享,因此必须对2个系统间的用户台账进行对应,即将2个系统高中压用户专用变和公用配电变压器分别进行对应,通过系统横向集成。

兰州供电 公司城市 电网6~10 k V共有用户11 200户,35 k V及以上用户190户,通过数据对应, 实现基础台账数据自动接入并转换生成可靠性台账。完成设备台账数据的横向集成和纵向上报至国家电网公司的任务,实现各系统间基础台账数据共享,同时也扩展了用电信息采集系统功能,实现用户停电事件自动集成。

3.2.1 数据对应工作的组织协调

1)业务问题。通过公司内部协调,吸纳1~2名营销部门人员参与数据对应工作。当可靠性系统的用户信息等在营销系统查询不到时,通过营销部门协调增补或修正解决。

2)系统问题。系统功能实现、系统操作、数据处理等关于PI3000数据对应平台等问题,联系项目组人员解决。

3)成立数据对应临时工作小组。根据各单位实际情况,组织熟悉生产现场设备且具备一定计算机操作技能的基层人员成立数据对应临时工作小组。将对应任务进行拆分,分工应明确,遇到问题应记录、整理、汇报、修正。

3.2.2 数据对应工作的方法与步骤

1)数据筛选。将PI3000平台中可靠性数据导出,按区域分割提供给项目实施成员,然后按站、变、台区、线路等将数据逐层细分并保存。

2)数据查询。将逐层细分的数据在营销系统线损管理进行查询,得到用户编码(专用)和台区编号 (公用),及相关用户档案信息。查询不到的用户数据,联系营销部门核实修正。

3)数据对应。利用查询得到的用户编码(专用) 和台区名称等信息在PI3000平台筛选源数据,与之前选择的可靠性数据进行对应。

4)数据整改。查询不到用户档案、利用用户编码等信息在PI3000筛选结果为空等问题联系项目组或与营销部门协调进行整改。

3.2.3 数据对应工作的成果

截止2014年5月,兰州供电公司已完成城市电网中(高)压用户阶段性数据对应工作,高压用户与可靠性台账数据对应工作已完成92.63%;中压用户用电信息采集系统专变、公变与可靠性台账数据对应工作已完成95.1%;实现了中(高)压用户供电可靠性停电事件的自动集成。该项工作于2014年10月份全面完成。

3.2.4 数据核查遇到的问题及改进措施

1)PI3000数据对应平台目标数据无相对应的源数据:一是用户未安装采集终端,用户信息无法由营销系统同步到用电采集系统,导致PI3000平台无此用户;二是已安装采集终端,但PI3000平台无相应用户,需进一步核查原因。

2)营销系统中已销户的用户导入PI3000中,造成可靠性系统数据无法对应,需及时维护。

3)营销系统中有些用户无电源点信息或电源点信息错误。如果参照其他信息如容量、线路编号、用户名称、用户性质等能确定与可靠性系统用户一致, 可以建立对应关系,需进一步维护正确。如果无法确定,要求营销与配电专业全面核查修改,确保数据准确对应。

4)部分导入的营销数据,若不属于本次中压对应数据范围之内,记录一个用户名称及用户编码联系项目组查找原因,加以解决。

5)配电线路改造切换后,若营销系统用户电源信息未及时维护,还在原线段上的,与营销部门沟通,及时整改。

6)有些专线客户有2个“T”接点,户名完全一样,营销按一户收费,但客户号有2个,其中一个无客户档案,PI3000平台出现2个相同的客户信息,可靠性基础资料只建立了一户,这种情况下应建立“多对一”对应关系。

7)营销系统用户“T”接点与单线图不符。这种情况下,核实实际接入位置进行修改信息,保证正确对应。

8)导入PI3000对应平台的数据出现重复,联系项目组解决。

9)营销系统中有些用户是转供户,转供户下面挂有几个用户称为被转供户。用电信息采集系统导出的数据同时存在转供户和被转供户,兰州供电公司可靠性系统基础数据只建立了转供户用户信息, 对应关系按“多对一”建立。

10)用户名称相同,所属线路相同,“T”接点等信息填写不准确,无法确定用户的唯一性,造成多条营销数据对应一条可靠性数据。已对应数据存在错误对应,发现后应及时解除对应关系。

11)对于可靠性系统中站房类(开闭站、配变站、户表配、箱式变等)基础数据与线路基础数据出现用户重复注册的情况,以及可靠性系统与营销系统中用户信息不对称,需配电、电缆、营销专业三方现场核实,根据实际情况整改相关专业基础资料,逐一建立对应关系。

4 系统运维管理

兰州供电公司作为国网甘肃省电力公司第一家电能质量在线监测系统试点推广单位,于2013年7月2日开始 , 经过近1年的努力,完成试点任务,实现系统上线运行和用户停电事件在可靠性系统自动集成管理等全部功能。

4.1 基础数据维护

电能质量在线系统上线运行后,对于新用户在供电后,由营销部门在营销系统中注册,并在营销系统设置采集点,将用户信息同步至用电信息采集系统,经过采集终端调试通过后完成注册。可靠性管理系统基础数据可通过营销系统同步过来,只需进行确认,实现数据共享。

4.2 运行数据维护

省公司侧上传的中压用户集成停电事件,通过程序的自动处理接入,实现了各供电单位用户停电事件的自动汇总。

国家电网公司总部程序对集成接入的停电用户进行处理时,将属于同一单位同一线路下的停电用户合并,生成一条停电线段和停电事件。

在总部自动生成停电事件后,由于集成的数据中可能存在信息不完整或有差异情况,为了保证数据的准确性与及时性,在数据接入到国家电网公司后,需要人工对数据进行确认后才能成为正式数据。主要确认的信息包括停电事件的实际有效性、停电起始 / 终止时间的准确性、停电性质、停电原因等信息的补录等。集成接入的错误数据可人工忽略和确认。运行数据接入及维护流程如图2所示。

图 2 运行数据接入及维护流程 Fig.2 Operation data access and maintenance process

4.3 系统运维及改进措施

系统试运行期间,发现用电信息采集系统推送的采集终端停电事件数与实际发生的公用配电变压器、专用用户停电事件数据准确率不高,能确认的停电事件数约为业务系统推送数据的0.21%。

数据治理小组根据每天的实际停电计划核查停电事件是否上传,并到现场排查终端,对漏传的数据从硬件、软件方面进行排查治理。

加快终端装置的更换。目前采集终端使用年限在3~8年,很多电池已经老化,无法正常记录停电事件,应尽快完成采集终端更换。

针对数据质量较低的问题,公司营销、运检、调度等部门要建立问题沟通协调机制,积极开展问题分析,强化问题查找、解决措施。

为了进一步提高系统运维水平,需进一步完善系统运行维护工作流程,明确工作责任,完善系统监控功能;通过多种方式设计实现系统自动监测告警[5],加强业务数据监控,减少人工工作量,及时发现问题、解决问题;组建运维团队,及时开展数据确认维护和数据质量监控,提高系统实用化应用水平。

5 结语

开展电能质量在线监测系统建设,实现对电网频率、电压和可靠性等指标在线监测是供电企业电能质量管理在管理理念和技术手段上的创新,对进一步提升公司电能质量和供电服务水平具有重要意义。下一步应充分应用系统功能,深化电能质量分析,不断完善数据分析功能,开展电能质量指标分析和预警能力。完善指标考核体系,根据系统自动集成的停电事件,开展同业对标和业绩考核,增加系统建设完成率、运行在线率、自动采集率、数据准确率等质量评价指标,推动用电信息采集系统的全覆盖和相关功能完善,提高自动采集装置覆盖范围和数据传送准确率,最终全面提升供电可靠性管理水平。

摘要：以国网兰州供电公司电能质量在线监测系统建设为例,创造性地提出系统建设在配电网供电可靠性应用中的方法、难点及策略,针对工作中遇到的问题提出切实可行的改进措施。在线监测系统的建设解决了传统供电可靠性管理中人工录入数据工作量大、数据真实性易受人为因素影响等诸多弊端,为配电网供电可靠性管理指标提升提供科学依据,对有效改善电能质量和提升供电服务水平具有重大意义。