电能表控制范文

电能表控制范文（精选12篇）

电能表控制 第1篇

计量标准实际运行状态是由计量标准的各项计量特性及与之相关的各种辅助条件所支持和决定的。而计量标准的测量数据是计量标准实际状态的综合反映,即在检定过程中不论何种原因引起的失控,都会在检定数据中得到一定的反映。在一个检定周期内很难知道电能表标准装置是否有失准发生,一旦失准发生,就会对它所传递的工作电能标准产生巨大的影响,甚至会因计量不准确而造成经济纠纷。但这种失准追溯起来非常繁琐,所以有必要对电能表标准装置实施监控。根据统计控制图提供的信息,可以判断测量过程中是否存在异常,因此可以利用统计控制图来监控电能表标准装置的实际状态和运行情况。

1 电能表标准装置的控制图

1.1 核查标准的选择

核查标准的定义是:用于确保日常测量工作正确进行的工作标准称为核查标准;即“核查标准”就是对测量过程实施有效监控的、用于测量过程的仪器[1]。

核查标准是与被测物相似的某种测量装置,所以核查标准应根据被核查的标准来做相应的选择,它的等级、灵敏度、分辨力、响应特性等参数都应与被核查标准近似,本次研究选择深圳科陆公司生产的0.05级CL311V2三相标准电能表,做为待定的核查标准,在相同的试验人员、相同的测量方法、规程要求的环境条件下,用本中心最高标准0.01级DZ603-Ⅲ三相电能表标准装置对其进行检定以考察它的稳定性,考察周期为1个月。具体方法如下:在满足检定规程要求的环境条件下,选择能反映计量特征的、工作中常用量限的测量点,进行7组测量,测量数据用相对误差(%)的形式表示[2],其稳定性应满足下式:

式中:为第i组误差的平均值;为第i-1组误差的平均值;γ为最大允许误差[3]。

CL311V2三相标准电能表最大允许误差为±0.05%,经过对试验数据的计算分析,CL311V2标准电能表误差的最大改变量小于0.05%,即,满足文献[3]的要求,可见其稳定性能良好,可以作为核查标准使用。

1.2 三相电能表标准装置的过程控制量

选择在日常检定中使用频率较高的ST9001D5V3三相电能表标准装置(以下简称为电能表标准装置)作为实施监控的对象,即以电能表标准装置为标准,以核查标准CL311V2为被测对象,在三相四线的接线方式下,选择电压57.7 V、电流5 A,温度(20±1.5)℃、相对湿度(53±5.7)%的测量条件下,以1周为测量周期对核查标准作1组10次独立重复测量,采集25组取样数据,然后用T检验法则检验每个取样数据有无异常值;用F检验法检验组与组之间取样数据,将其中3组有显著差异的数据剔除后,用检验后的22组取样数据计算出过程控制量。过程控制量分别为:

(1)每个子组平均值的平均值:

式中:n为每组包含的测量次数;xi为每次测量的误差。

(2)每个子组的标准偏差Si:

式中:n为每组包含的误差的测量次数;a为单次误差中的测量次数,在这里,单次误差是取2个误差的平均值,a=2;xi为每次测量的误差;为本组的平均值。

(3)各个子组平均值的平均值:

式中:为每个子组的平均值;m为测量的组数。

(4)各个子组的标准偏差的平均值(合并样本标准差sp):

式中:n为每组包含的测量次数;m为测量的组数;xkj为第j组中第k次的测量结果;为第j组的平均值。

其部分误差数据(%)和过程控制量如表1所示。

1.3 分析用控制图

分析用控制图用于对已完成的测量工程或测量阶段进行分析,通常成对使用,有平均值-标准偏差控制图图)和平均值-极差控制图(图)。这里选择具有更高检出率的平均值-标准偏差控制图即图,其中一张是用平均值图来表示位置的控制图,另一张是用实验标准偏差图表示离散程度的控制图。

1.3.1 分析用控制图控制界限

用下列公式计算出分析用控制图控制界限的中心线CL、控制上限UCL和控制下限LCL (式中A3、B3、B4可由文献[3]查得)。

(1)平均值控制图界限

(2)标准偏差控制图界限

1.3.2 绘制分析用控制图

控制图纵坐标为计算得到的和S控量,横坐标为时间坐标,在图上分别绘出CL、UCL和LCL3条控制界限,标出各个子组相应的统计控制量的位置,并将相邻的点连成折线,这样就完成了电能表标准装置的分析用控制图,如图1和图2所示。

1.3.3 分析用控制图的判断

判断测量过程是否存在异常:GB/T4091—2001《常规控制图》总结了常见的8种异常分布模式,从图1和图2可以看出没有这8种异常分布模式中的任何一种,可知电能表标准装置处于可控的稳定状态。

1.4 控制用控制图

通过分析用控制图可知电能表标准装置处于可控的稳定状态,这时将分析用控制图的时间坐标延长,每一周再进行1组测量,在控制图上标出测量点位置后,将连接测量点的折线逐次延长,就成为可以对电能表标准装置的测量过程进行日常监控的控制用控制图[4]。

2 用控制图对电能表标准装置实施监控

2.1 监控数据的采集及测量点的绘制

由于计量标准实际运行的各项辅助条件对计量标准实际运行状态起着重要的影响作用,所以,在保证核查标准稳定性良好的前提下,在温度、湿度、人员、检定原理都与取样数据相同的条件下,对电能表标准装置进行“期间核查”,即把核查标准CL311V2当做被检,电能表标准装置做标准,在三相四线的接线方式下,参数选择:功率因数1.0、电压57.7 V、电流5 A,采集误差数据,求出平均值和实验标准偏差,并在相应的过程控制图中标出对应的计算值。

2.2 电能表标准装置运行状态的判断

判定过程处于控制状态须满足2条标准:1)控制图上点不超过控制界限;2)控制图上点的随机排列没有缺陷。对于以下情况可认为满足第一条标准:1)连续25点以上处于控制界限内;2)连续35点中,仅有1点超出控制界限;3)连续100点中,不多于2点超出控制界限[5],对于第二条标准可依据《常规控制图》中测量点的8种异常分布模式判断。

根据上面的判定标准,分析判断电能表标准装置的实际运行状态,若处于良好的测量状态,则可以进行检定工作,否则,说明运行状态出现偏离,应停止试验,查找原因,采取措施,予以改进,直到重新回到控制状态。《常规控制图》中测量点的8种异常分布模式里,2、3、4、7这4种异常分布模式存在一个“滞后”问题,当测量点有这些异常分布趋势时,应该特别加以注意。

3 结论

综上所述,选用合适的核查标准对被核查的电能表标准装置进行期间核查,采集、分析测量结果,作出电能表标准装置的分析用控制图,运用判定标准判定电能表标准装置处于可控的稳定状态,延长时间坐标轴把分析用控制图转化为控制用控制图。

以控制图为基础分析电能表标准装置期间核查的结果,能很好实现对电能表标准装置实际运行状态的监控,同时还完成了电能表标准装置的期间核查和稳定性考核两项工作。随着时间的推移会取得更多的核查数据,可以重新计算控制图的相关参数,调整上下界限,绘制更加符合实际的控制图,从而更加准确地监控电能表标准装置的实际运行情况,保证量值传递更加准确、可靠。

摘要：在检定周期内电能表标准装置可能会因为某种原因而失准。以三相电能表标准装置为例,通过采用控制图对它进行期间核查,分析核查结果,并由此判断它的实际状态和运行情况,实现对三相电能表标准装置的监控,保证电能表量值传递的准确性。

关键词：稳定性,核查标准,统计控制图,期间核查,监控

参考文献

[1]鲁绍曾,译.国际通用计量学基本术语[M].北京:中国计量出版社,1993.

[2]JJG 596—1999,电子式电能表[S].北京:中国计量出版社,2000.

[3]JJF 1033—2008,计量标准考核规范[S].北京:中国计量出版社,2008.

[4]GB/T4091—2001,常规控制图[S].北京:中国计量出版社,2001.

电能表[范文] 第2篇

终端电能计量表计采用DIN35mm导轨式安装结构、LCD显示，测量电能及其它电参量，可进行时钟、费率时段等参数设置，并具有电能脉冲输出功能；可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换。

??? 该电能表具有体积小巧、精度高、可靠性好、安装方便等优点，性能指标符合国标GB/T 17215-2002、GB/T 17883-1999和电力行业标准DL/T614-2007对电能表的各项技术要求，适用于政府机关和大型公建中对电能的分项计量，也可用于企事业单位作电能管理考核。2 适用环境

正常工作温度：-10℃～+45℃ 极限工作温度：-20℃～+60℃ 储存温度：-40℃～+70℃ 相对湿度：≤95%（无凝露）海拔高度：≤2500m 3 产品选型一览表 产品介绍

4.1 DDS1352计量仪表 4.1.1功能 ● 计量

计量单相有功总电能，反向计入总电能 ● 显示

6位宽温型LCD显示；有功电能脉冲LED指示 ● 输出

有功电能脉冲输出，无源光电隔离型输出端口 4.1.2技术参数

项 目

性能参数电气 特性

? 参比电压AC220V 工作电压0.7Un~1.2Un 电流规格5(30)A 额定频率50Hz 准确度等级有功1.0级 电压线路功耗≤1W，5VA 电流线路功耗≤1VA 电能脉冲输出光耦隔离，集电极开路输出，脉宽80ms±20ms机械特性外形尺寸 18×91×64mm，1模数最大接线能力6mm2环境 条件工作温度-20℃~+60℃存储温度-40℃~+70℃相对湿度≤95℅（无凝露）

? ? ? ? ? ?

?4.1.3外形尺寸(mm)正视图

侧视图

? 4.1.4接线端子

终端电能计量表计4.2 DDSD1352计量仪表 4.2.1 功能(■代表：标配功能；□代表：可选功能)

4.2.2 技术参数

4.2.3 外形尺寸(mm)??? 4.2.4 接线端子 4.3 DDSY1352计量仪表 4.3.1功能

● 计量双方向有功电能（反向计入正向）? 预付费功能，实现先交费后用电?●

预报警与专用预付费断路器控制信号输出功能?●

?● 采用接触式逻辑加密卡，确保电量、电费等数据安全存储

有功电能脉冲输出，光电隔离?● LCD液晶显示?●

多电参量测量?●

?● RS485通讯，Modbus-RTU协议（可选）?● 配套的IC卡预付费管理系统，采用大型数据库、数据容错和高强度动态加密等先进的技术，操作方便，安全性和可靠性极高。具有完备的售电管理功能功能 4.3.2技术参数

项 目

性能参数电气 特性

? 参比电压AC 220V 工作电压0.9Un~1.1Un 电流规格10(60)A 额定频率50Hz 准确度等级有功1级 时钟准确度日误差≤0.5s/d 电压线路功耗≤2W，10VA 电流线路功耗≤4VA 电能脉冲输出无源输出，外接电源DC+5V-+24V，脉宽80ms±20ms 通讯RS485接口，Modbus-RTU协议（或DL/T645规约）机械特性外形尺寸 72×86×58mm，4模数最大接线能力25mm2环境 条件工作温度-20℃~+60℃存储温度-40℃~+70℃相对湿度≤95℅（无凝露）? ? ? ? ? ? ? ? ? 4.3.3外形尺寸(mm)

4.3.4 接线端子 DDSF1352计量仪表 4.4.1功能 ● 计量

计量单相有功总电能，反向计入总电能并单独累计 ● 测量 测量单相电压、电流 ● 分时

百年日历、时间，闰年自动切换，最大可设置3个费率，8时段，时段最小间隔1分钟 ● 结算

电表内存储3个月的历史结算数据，电能结算日缺省设置为月末24时（月末结算）● 显示

7位宽温型LCD显示；有功电能脉冲、当前费率LED指示 ● 输出

有功电能脉冲输出，无源光电隔离型输出端口 ● 通讯

支持RS485通讯接口，通讯规约可选（Modbus-RTU或DL/T645规约）4.4.2技术参数

4.4.3 外形尺寸(mm)

4.4.4 接线端子

4.5 DTSF1352计量仪表 4.5.1功能 ● 计量

计量总有功电能，反向计入总电能 ● 分时

百年日历、时间，闰年自动切换，最大可设置4个费率，8时段，时段最小间隔1分钟 ● 结算

电表内存储3个月的历史结算数据，电能结算日缺省设置为月末24时（月末结算）● 显示

7位宽温型LCD显示；有功电能脉冲、当前费率、分相有电、功率反向LED指示 ● 输出

有功电能脉冲输出、时钟脉冲输出，无源光电隔离型输出端口 ● 通讯

支持RS485通讯接口，通讯规约可选（Modbus-RTU或DL/T645规约）4.5.2 技术参数

4.5.3 外形尺寸(mm)

4.5.4 接线端子

4.6?DTSD1352计量仪表 4.6.1功能 ● 计量

计量总的正反向有功和无功电能（4象限电能）● 测量

测量分相电压、分相电流、分相及总的有功功率、无功功率和视在功率、分相及总的功率因数、电网频率 ● 需量

有功、无功功率最大需量统计 ● 分时

百年日历、时间，闰年自动切换，最大可设置2个年时区、2套时段表、4个费率，8时段，时段最小间隔1分钟 ● 结算

电表内存储3个月的历史结算数据，电能结算日缺省设置为月末24时（月末结算）● 显示

7位宽温型LCD显示；有功电能脉冲、无功电能脉冲、报警、相序、失压、当前费率LED指示

● 输出

有功电能脉冲输出、无功电能脉冲输出，无源光电隔离型输出端口 ● 通讯

支持RS485通讯接口，通讯规约可选（Modbus-RTU或DL/T645规约）4.6.2技术参数

4.6.3?外形尺寸(mm)

4.6.4 接线端子

4.7?安装方式 ??? DDS1352、DDSD1352、DDSF1352、DTSF1352、DTSD1352、DDSY1352计量仪表采用35mm标准导轨安装方式，如下图： ??? ? 5 应用方案

风力发电并网技术与电能质量控制 第3篇

关键词：风力发电 并网技术 电能质量控制

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）05（a）-0041-02

风力发电是我国电能的主要来源之一。如今，风力发电厂的容量不断增加，开始对电网系统整体造成一定影响。由于风力发电厂往往处于人口数量较少的区域，并不位于供电网络的中心区域，故而不会承受大量的冲击力。因此，风力发电可能会使配电网出现谐波污染或是闪变等问题。且风力发电的随机性也会导致发电过程受到影响。因此，风力发电并网技术的应用便成为各企业关注的热点，如何控制电能质量也成为各企业关注的问题。

1 风力发电并网技术简介

1.1 同步风力发电机组并网技术

风力发电并网技术的选用极为重要，该技术需要发电机所输出的电压频率、幅值及相位方面都同电网系统的电压保持一致。若风力发电机机组整体容量不断上升，风力发电在并网过程中针对电网所产生的冲击力也会相应增加。若并网冲击力过大，不仅会使得电力系统的电压值有所下降，同时也会导致发电机、塔架以及机械部分形成一定的磨损。若是并网冲击时间过长，甚至会导致系统被瓦解，其他挂网机组的运行也会受到不同程度的影响。故而，企业应选用合适的并网技术。

同步发电机在实际工作时，不仅能够输出有功功率，同时也可形成无功功率，确保周波稳定，所形成的电能质量较高，故而被大部分企业应用于电力系统当中。然而在实际应用过程中，由于风速难以控制，使得转子的转矩难以保持稳定运行，并网过程中，转矩调速性能难以符合同步发电机所需要的精度，若实现并网之后，工作人员未对其进行控制，尤其处于重载状态下，则有几率出现无功振荡或是失步等问题。这也成为阻碍同步风力发电机组并网技术应用的主要障碍。如今，电力电子技术日趋完善，部分企业可借助技术以避免上述问题的产生，如将变频装置安设于电机与电网之中。

1.2 异步风力发电机组并网技术

相比同步风力发电机组并网技术，异步风力发电在实际工作当中，并不需要机组调速具有较高的精度，也无需与设备保持同步或是整步操作，只需转速与同步转速基本相同，便可实施并网。因为异步风力发电机只需依靠转差率，便能完成对负荷的调节。风力发电机组搭配异步发电机使用的最大优势在于该搭配无需复杂的控制装置。实现并网之后，也不会形成无振荡或是失步等问题，运行较为稳定，可靠性强。然而，该技术同样存在一定缺陷：第一，如工作人员直接进行并网操作，容易形成大冲击电流，进而令电压逐渐下降，对系统的稳定运行造成不利影响。第二，系统自身无法形成无功功率，因此需要工作人员补偿一定无功功率。第三，不稳定系统频率值超过上限，使得同步转速也相应加快，进而导致异步发电机自发电状态转化为电动状态。倘若不稳定系统频率值下降，也会令异步发电机电流大幅增加，从而形成过载现象。因此，若企业选用异步风力发电机组并网技术，需有工作人员采取一定措施确保异步风力发电机组处于稳定运行的状态。

2 风力发电并网技术对电能质量的影响

由于近些年来风力发电机组并网的应用规模不断扩大，其对电能质量的影响也随之增加，其中，部分影响并不利于电网电能质量的提高。较为常见的问题便是电压波动以及闪变。电压风力资源本身具备不稳定性，加之风力发电机组自身运行特点，导致风力发电机组自身输出功率难以稳定，进而对电网电能质量造成不利影响。如今，风力发电机组往往使用软并网方式实现并网，但在设备启动过程中依旧会形成冲击电流，且电流值较大。若切出风速低于风速，则处于出力工作状态下的风机会自动停止运行。不仅如此，风速难以控制与风机所形成的塔影效应也会对风机处理造成影响，使得风机出力出现波动现象，且波动值处于可以形成电压闪变的范围当中。故而，即使風机正常运行，也会令电网出现闪变现象。

3 控制电能质量的具体策略

3.1 抑制谐波

工作人员可通过抑制谐波的方式完成对电能质量的控制，即将静止无功补偿设备添加于系统当中。静止无功补偿设备中包含有电抗器、可投切电容器等多个装置，该设备最主要的优势在于其反应速度较快，能够及时确认无功功率是否出现变化，并适时跟踪处于变化状态的无功功率。针对由风速不稳定引发的电压起伏现象，该设备也可以对电压进行有效调节，进而消除谐波，确保电网电能质量不会受到风力发电机组运行的影响。

3.2 抑制电压波动以及闪变

第一，将有源电力滤波设备添加于系统当中。实际工作当中，工作人员若要避免电压发生闪变现象。便需要在发生负荷电流出现剧烈波动时，及时补偿由于负荷变化所形成的无功电流，令其可以及时补偿负荷电流。不仅如此，因为有源电力滤波设备所使用的电子零件为可关断电子设备，所以，工作人员可以使用电子控制设备替换系统电源，并将畸变电流传输至电压负荷，借此确保系统将正弦基波电流只提供给负荷。有源电力滤波设备具备如下优点：其一，反应速度快，能够在短时间内响应。其二，所形成的电压波动范围大。其三，具有较高的闪变补偿率。其四，设备可靠性强，能够稳定运行。

第二，将动态电压恢复设备添加于系统当中。若配电网属于中低压类型配电网，则有功功率在高速波动过程中，同样会发生电压闪变的问题。此时，需要补偿装置的性能更为优秀，不仅需要补偿装置提供无功功率的补偿，还需要其补偿一定数值的有功功率。由于补偿设备自身带有储能单元，所以可以有效提高电能整体质量。故而，大部分企业开始利用带有储能单元的补偿设备替代原有无功补偿设备。动态电压恢复设备自带储能单元，可于一定范围内按常规电压同故障电压之间的差额，将电压输入系统当中。该类型补偿方法能够及时避免系统形成电压波动，使得客户可以正常使用电能。就目前而言，于系统当中添加动态电压恢复设备是解决谐波以及电压波动等电能质量问题最为有效的方式。除此以外，工作人员还需对电能质量控制设备与其余补偿设备进行统一。若要使统一补偿得以实现，需在系统当中添加综合类补偿设备。工作人员可将电能质量控制设备进行统一，并将其串联补偿设备与并联补偿设备有机结合。如此一来，补偿设备当中既包含有储能单元的串联组合，也包含有储能单元的并联组合，不仅可以将其添加于配电系统当中，使其发挥补偿谐波的作用，同时也可以有效提高电能质量。

4 结语

电力电子技术的发展较为成熟，企业使用电力电子技术对风电机组进行控制以及改善电能整体质量，对我国电能的发展具有极为重要的意义。然而，风力发电并网技术的应用尚存在部分问题，导致风力发电无法广泛运用于各发电企业。作为发电企业，应加大对风能的研究力度，积极提高风力发电设备的工作效率，避免风力发电并网过程中形成冲击电流以及谐波，从而提升我国风力发电水平，为我国提供更为丰富的电力能源。

参考文献

[1]张国新.风力发电并网技术及电能质量控制策略[J].电力自动化设备，2012（6）：130-133.

[2]马昕霞，宋明中，李永光.风力发电并网技术及其对电能质量的影响[J].上海电力学院学报，2013（3）：283-286，291.

[3]常耀华.对风力发电并网技术与其电能质量控制策略浅论[J].电子制作，2014（1）：266.

[4]齐洁，常耀华.对风力发电并网技术与其电能质量控制策略浅论[J].企业研究，2014（2）：153.

电能表控制 第4篇

1 系统总体设计

整个系统的设计以先进性、实用性、高效性、可靠性、安全性为目标,贯彻以用户为中心的理念,在满足用户日常管理和工作的前提下,充分考虑整个系统的自动化和智能化。系统主要由监控平台系统、智能检测系统及系统支撑模块三大部分组成。具体物理结构如图1所示。

(1)监控平台系统是整个系统的控制平台。监控平台系统通过以太网实现与智能检测系统的互联。通过系统提供的接口服务,对智能检测系统的检测状态、检测任务、告警信息等内容进行统一监控和管理。另外,还可以通过接入视频监控系统、温度湿度传感器、安防系统等外围系统和设备,对整个实验室的运作情况实时掌控。

(2)智能检测系统作为集成应用平台的子系统,采用面向服务的体系结构(SOA)架构,并接入集成服务总线,可由管理员手工创建或接收来自电力营销系统的检测计划并分解为检测任务,通过集成应用平台的服务总线,配合智能化的检测方案,实现多功能电能表的集中检测控制。

该系统实现的不仅是单纯的检定流程管理,为了在最大程度上实现检定过程的自动化和智能化,通过与信息管理系统(电力营销系统、电能计量管理系统等)的接口实现对检定计划的分解、下装表计参数、上装检测数据,并提供数据查询、报表打印、证书管理等功能。同时为了提供监控平台服务接口,系统在实现传统检测程序的基础上,再封装一层检测管理系统,并采用基于服务的分布式架构,突破了传统的单机检测方式。该架构方式不仅满足集成应用平台对各子系统基于服务的要求,也为智能检测系统自身的建设提供了良好的系统结构。通过上述设计,智能检测系统可被灵活地部署,可根据实际的业务需求和负载能力,部署相应数量的检测子站服务器。

得益于系统基于服务的分布式设计方案,提出了具有创新意义的“移动巡检”(图1中所示无线检测终端)方案,通过移动设备的引入,将智能检测提升到新的高度。“移动巡检”方案不再是每一台检定装置配置一台终端电脑的传统方式,而是包括检测主站计算机、检测子站服务器、检测终端、终端服务器、无线节点及检测数据库等设备。该方案引入了先进的SOA架构理念,通过终端服务器将一台或多台检定装置连接到检测子站服务器上,再通过检测子站服务器提供的检测服务,可以让检测主站计算机、检测终端(无线)及监控中心终端等多种终端设备同步访问检定装置。

(3)系统支撑模块为上述应用系统提供业务支持的功能,包括用户管理、用户身份鉴权、功能模块授权、日志管理、系统参数设置等。

从系统的总体设计上看,智能检测系统采用的SOA服务总线的架构方式,为监控中心无缝接入智能检测系统并实时监控检测工作的进展情况奠定了良好的基础。通过将智能检测系统的控制模块集成到监控系统中,就可以实现从监控中心访问智能检测相关服务的功能。

2 系统逻辑结构

2.1 智能检测系统逻辑结构

智能检测系统为了实现集中控制的方案,要求明确智能检测系统各个逻辑模块的关系,因此采用松耦合的设计思路,主要包括3个层面。

(1)检测服务层。为了降低各个逻辑模块之间的耦合程度,系统设计了检测服务层。该层完全采用SOA服务的方式,包含装置驱动、装置控制、检测数据存储、检测数据访问、检测误差计算、检测结果判定、检测方案执行等模块。通过上述功能模块,该层可以实现与检定装置的通信,按照下发的检测方案控制检定装置进行具体的检测任务,实现检测数据的存储和访问。

(2)检测控制层。以图形化的界面,通过调用检测服务层提供的服务功能,提供用户表计参数录入、检测方案设定、检测状态监控等操作。由于采用了松耦合的设计方式,该层实现的界面内容,被集成到监控平台系统,从监控中心的主站平台实现对检定装置的监控。

(3)检测管理层。接收来自上层信息管理系统的检测计划,以合理的方式将检测计划分解为具体的检测任务下发到各个检定装置,在检测计划完成后,将检测结果反馈给上层信息管理系统。另外,检测管理层还提供了检测工作相关的辅助功能,如检测数据查询、证书打印等。

2.2 监控平台系统逻辑结构

监控平台系统是整个系统的指挥中心,通过接入视频系统、温度湿度传感器、安防系统,可以实时监控实验室的运行情况,通过和智能检测系统的接口服务,可以对智能检测相关的检定装置的工作状态、检测任务执行情况、检测告警信息等内容进行监控和处理。为了实现对多种系统、设备的监控,该系统在设计上采用插件方式,以插件的形式将各种需要监控的内容集成到系统中。

3 系统技术结构

SOA是一个组件模型,它将应用程序不同功能划分为服务,通过这些服务之间定义良好的接口并和契约联系起来。接口采用中立的方式进行定义,这种具有中立的接口定义的特征称为服务之间的松耦合,它独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言,使得构建在系统中的各种服务可通过统一和通用的方式进行交互。相对于传统的3层架构(数据访问层、业务逻辑层、界面表现层),根据SOA体系架构和智能检测的业务需求,系统选用基于服务的客户端/服务器(C/S)方案,系统层次结构上划分为界面表现层、服务层、业务逻辑层、数据/设备层,通过各层系统组件的承载关系,实现系统功能。如图2所示。

(1)界面表现层:使用Microsoft.Net Framework作为开发平台,由WinForm、GDI+、公用控件、自定义控件等内容组成,提供符合检定业务功能的人机交互界面,包括表计参数录入、检定方案编辑、检定顺序设置、检定项目执行、检定数据查询及检定状态监视等。

(2)服务层:基于SOA架构的核心层,将业务逻辑层提供的功能封装为服务,以与硬件平台无关、与操作系统无关、与编程语言无关的形式进行发布,可提供给界面表现层或其他系统组件进行访问。服务内容包括表计参数服务、检定方案服务、检定项目执行服务、检定数据服务及检定状态服务,通过这些服务提供的功能,可实现集中控制的智能检测架构。

(3)业务逻辑层:用于部署业务逻辑组件,可细分为业务处理逻辑组件和基础应用支撑组件。业务处理逻辑是指具体的业务逻辑实现,包括预热试验、启动试验、日计时误差试验、基本误差试验、走字试验、标准偏差试验、潜动试验、时段投切误差试验、需量周期误差试验及清零试验等业务处理逻辑。基础应用支撑是指为个组件提供统一共享的公共服务和平台支撑,包括消息事务、调度管理、参数管理、权限服务、通信服务、日志服务及安全认证等,提高系统的灵活性和可扩展性。

(4)数据/设备层:数据层由数据源和数据映射层构成,数据映射层完成对数据源的访问封装,并使得业务逻辑层的设计和实现更集中于系统本身的功能,数据映射层的存在屏蔽了业务逻辑层对底层数据存储形式的依赖,使应用系统能够适应多种类型的数据库。设备层由检定设备与设备驱动组成,设备驱动是对不同检定设备的抽象,向业务逻辑层屏蔽了不同厂家、不同型号检定设备的通信接口和通信协议的差异。

4 结束语

本文探讨的系统主要是检定装置的软硬件结构,发掘提高表计检测效率的方法,建立高度自动化的多功能电能表检定系统。提出的“移动巡检”方案采用先进的SOA架构理念,建立全智能化的实时在线监测系统,可减少设备投资及检定人员配置,为电力公司计量管理工作的整合打下良好的基础。

摘要：为改变电能表的检测模式,利用网络技术,采用面向服务的体系架构,提出了全新的多功能电能表网络集中控制检测的设计方案,并从系统的物理结构、逻辑结构和技术结构进行分析,利用此方案设计的系统可以有效整合硬件资源,节省投资,有助于提高检测工作效率和数据管理水平。

关键词：电能表,检测,网络,控制

参考文献

[1]JJG 596—1999,电子式电能表[S].

电能表和电功教案 第5篇

一、教学目标

⑴知道电能表是测量电功的仪表；知道电功的概念及其单位。

⑵会根据家用电能表的表头数据初步计算电功。

⑶通过演示实验得出并理解电功公式，发展分析问题、归纳问题的能力。

二、教学重点：电能表作用，电能表表头示数意义，电功公式的得出过程，电功的含义

三、教学难点：电功的含义，电功公式的得出过程。

四、学生知识基础：机械功的知识；能量的概念；初步的能量转化知识；初步的实验观察与分析能力。

五、教学方法：实验认知法、阅读讨论法、练习法。

六、教具准备：电能表、家庭电路示教板、电动机、导线若干、铁架台、钩码、棉线等。

七、教学过程：

㈠课题导入

师：最近一段时间以来，我们一直在学习电学知识。但说到电，其实，我们最熟悉或最关心的还是家庭用电和每月要交多少电费。你们家每个月所交电费相同吗？那是根据什么来收电费的？

生：根据所用电能的多少。

师：谁知道你家用来测量每月消耗多少电能的仪表叫什么？ 生：电能表；

师：用电器在有电流时会消耗电能，转化为它形式的能，是电流能做功吗？从今天开始我们来学习相关的知识。板书标题。㈡引导学习

我们先来了解如何测量家里一段时间消耗的电能；观察电能表及它是如何表示消耗电能多少的。（演示电能表），接着请同学自己看书上P2-3有关电能表上各参数的意义。

一、电能表：测量消耗电能的工具。

正在工作的电度表表盘实物投影，由教师一一解释各个参数。

A、(千瓦时)：电能表示数的单位。1 KW.h=3.6×106焦 Ｂ、电能表示数：四位整数加一位小数。（请同学读出此时电能表的示数）

前后两次读数之差表示一段时间消耗的电能 B、“220V”„„电能表适用的额定电压； C、“10A”„„电能表持续工作时允许通过的最大电流； D、“50Hz”„„我国交流电的频率是５０赫兹； E、“3000r/ KW.h”：每消耗1度电，电能表转盘转动３０００转。

新式电表上“６４００imp/KW.h”表示：„„„„„

P3书上例题

二、电功

前面我们学过做功的知识，知道水流可以对水轮机做功，那么电流是否做功呢？ 演示：电动机提起重物。

（１）电流可以做功：电动机的拉力对钩码做了功。电动机是通了电流才工作的，所以，重物上升实际上是电流做功的结果。

（２）电流做功的表现形式是多种多样的：电流通过电动机可以做功，那么电流通过电

灯时发光，电流通过电炉时发热，算不算做功呢？

在这里我们应把“功”的概念加以扩大。用电动机移动物体，是电流做功的一种表现。电流使导体发热、发光，是电流做功的又一种表现，总之，电流做功的现象很多。凡是通过电流引起的任何变化，都是电流做功的表现

（３）电流做功：电动机转动：电能―――>机械能

电灯发光： 电能―――>内能和光能

电水壶烧水：电能―――>内能

电流做功的实质：电能转化为其它形式的能。电流做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能。

（４）电流做功多少与哪些因素有关呢？

演示：当电流通过电动机时，电动机转动对钩码做功(两节、三节电池分别做一次)电动机转动时，电动机两端必须存在什么? 电动机中会有什么通过?据此我们是否可以猜想一下，电功的大小会跟哪些因素有关呢? 猜想：影响电流做功大小的因素有：电流、电压、时间； 下面我们设计实验来证明这些因素是否影响电功的大小。

提问１：桌面上有两只小灯炮，当有电流通过时，如何知道电流做功的大小呢？ 介绍：白炽灯是将电能转化为内能进而转化为光能的装置，在相同时间内，电流做功越多，电能就消耗得越多，电能转化为光能就越多，小灯泡就越亮。所以我们可以根据小灯泡的亮度来比较相同时间内电流做功的多少。

提问２：应该用什么方法研究各个因素对电功是如何影响的呢？ 答 ：控制变量法，分别研究各个变量对电功的影响。实验１：

提问３：如何设计实验研究电功与电压的关系？

答 ：控制电流、通电时间一定时，电压不同，比较电功大小。

提问４：如何设计电路？（请同学按照上面条件说出小灯泡的连接方式及小灯泡的选择）

师：对照电路图，说明本实验观察亮的灯的两端电压是否较大？下面请同学开始做实验。(５分钟)（投影电路实物连接图）

请同学说出实验现象及结论。

实验２：

提问１：如何设计实验研究电功与电流的关系？

提问２：如何设计电路？（请同学按照上面条件说出小灯泡的连接方式）

师：对照电路图，说明本实验观察亮的灯的通过它的电流是否较大？下面请同学开始做实验。(５分钟)（投影电路实物连接图）

请同学说出实验现象及结论。

根据生活经验，我们知道电功与通电时间有关。所以我们为了节约用电，人离开教室，要随手关灯。白天光线充足时，在家里开灯，爸爸妈妈就会说我们浪费电了。

综上所述，电功与电压、电流、通电时间有关。请同学总结这三个因素是如何影响电功大小的？（电压越大、电流越大、通电时间越大，电流以做功越多。）

指出：上述实验，所得出的电功与电压、电流和通电时间的关系，是定性关系，如果把实验做到精确些，可以得出：电功跟电流、电压、通电时间都是正比关系，如果电压U的单位用伏，电流I的单位用安，时间t的单位用秒，电功W的单位用焦，则有W=UIt

三、电功的计算 公式：W=UIt 注意：一是公式中的W、U、I均指电路中同一段电路（即某个用电器）

二是W、U、I、t必须统一采用国际单位制

例题：一小灯泡接在电压为3V的电路中，通过的电流是0.3A,求工作10min后，电流做了多少功？

（三）小结：

电能表控制 第6篇

【关键词】电能双方；电能质量；方法策略

控制用电双方的电能质量即利用行政手段、科学技术管理手段进行的用电管理，达到良好地技术用电标准，是安全用电、高质量用电的技术导航。我国《电力供应与使用条例》中规定：“国家电网对电力的供应及使用，应做到安全用电、节约用电、计划用电的原则”[2]。因此，电能质量极其重要。它不仅关系到电压质量、电频率、电谐波等非线性自动化系统安全稳定的运行，也关系到人们对电能的使用情况及电力企业服务的评价。

1.电能质量现今存在的问题

电能既属于产品又高于产品，它不仅具有一般产品的可测量性及可控制性，又具有超出一般产品的改变性。电能是一种由电力部门向电力用户提供由发、供、用三方共同质量的特殊产品，是具有实用、经济、清洁、易操控于一身的易转换的能量[1]，是人们生产、生活中的一部分。现今电能问题主要从动态电能与静态电能两方面进行分析，具体分析如下：

1.1动态电能

动态电能即脉冲与振荡两种暂态下所形成的电能。主要问题有：（1）电压瞬变，即短时间的电压值超速变化。（2）电压闪变，即电波呈现的照明异常等一些列的随即变化。（3）短时间断电，即存在半个周期至4秒之间的供电中断。（4）电压失控，即电压忽生忽降，持续时间一般在半个周期至1分钟间。

1.2静态电能

静态电能即稳定输送态下的电能。主要问题有：（1）过电压，即持续时间超出半个周期且1分钟以上的大于正常工作电压的状态。（2）欠电压，即持续时间超出半个周期且一分钟以下的小于正常工作电压的状态。（3）电压不平衡，即电压的最大偏移与三相电压的平均值的比超过正常范围。

2.电能质量问题产生的原因

电力系统属较容易发生内外故障的系统，系统构架较薄弱。因此，非线性负载也在不断增加，并受到“谐波污染”现象越来越严重。电力系统电能质量问题的产生主要有以下几点原因：

2.1非线性负载

非线性负载，即在负载的投入和运行的过程中，电流与电压不成线性关系，且电流与电压经常发生变化。非线性负载在工业和生活用电负载中占据着相当大的比重[4]。例如：（1）电弧炉的谐波具有不稳定性和随机性，主要由起弧的时延和电弧的严重非线性引起，且在短时间内发生明显的变化。（2）具有伏安特性的荧光灯，其会引起严重的谐波电流，并可间接引起谐振，使电压波形发生严重畸变。

2.2电力系统设备的非线性

电力系统中谐波的来源主要从发电机和电力变压器两者来获得。例如：（1）发电机作为电网的主要来源，在实际运行中，发电机感应的电势能不呈现正弦波形，导致了输出电压中存在一部分的谐波，造成电压不稳定现象的出现。（2）励磁回路作用于变压器的铁心结构、铁心饱中混绕，使其连接方式发生改变，产生谐波电流。

2.3电力系统故障

电力系统运行中由于短路、雷击、误操作等引发的电力系统内、外故障，可使励磁系统工作状态发生变化。另外，故障保护装置中的电力电子设备的启动等都将造成各种电能质量问题的出现。

3.控制供用电双方电能质量的方法

电能质量是实现电力企业服务的最好论据。控制供用电双方电能质量的方法主要从电压质量、设备谐波、系统频率三方面入手。具体表现如下：

3.1对电压质量进行控制

因电力部门不能完全预计负荷发展的数量、特征及电能要求，用户也对电能电压的稳定颇为关注，因此，对电压质量进行控制是实现供用电双方电能质量平衡的最好的方法之一。电压质量的控制，即对电网无功电源和负荷进行综合平衡操控，是一个涉及到电网规划、电力生产运行的大范围技术领域。

对电压质量进行控制的方法有：（1）合理规划电力系统的网架结构，并落实相应的无功补偿设施。（2）编制全网无功负荷曲线平衡表，并根据季度的供电要求做出详细变化。（3）综合考虑无功电源的布局，即按照无功补偿分层次、区域等按照就地平衡的原则，进行合理的城建规划要求。（4）综合分析布控骨干电站，即对网内直属、县属的电站，进行电网调度，并注重电网调压。（5）考核实施力率，即电力监管部门对电网接口及电能的大用户，进行平均力率的测评。（6）转移电压考核点，即在适当的条件下对重要的敏感用户进行重点监控，并作出电压记录，为进一步的审核提供依据。（7）给用电大户进行无功补偿装置，并对投入、切除时间、电压变差值进行监控，并根据不同问题予以指导，形成防止低力率和低谷无底倒送的良好举措。

3.2对谐波进行控制

谐波源主要来自于用户，虽然电力系统中也存在谐波，但所占份额较小，因此，控制谐波就要从用户方着手。谐波是一个数学或者物理学的概念，是指周期性波形中所能用的常量（有时也可用函数代替），并与原波形最小变频中的常量进行线性组合表达的部分，即电能变化夹角的正弦值与余弦值。谐波可引起电压的畸形、转矩噪音、无功补偿电容器过电流等现象的出现，甚至可引起电容器、电力电缆、发电机的损坏。谐波所引发的电力设备故障在近几年中呈现上升趋势，因此，加强谐波的控制与管理十分迫切。

对谐波进行控制的方法有：（1）设置谐波重点监测点，即在发电厂、变电站及大容器谐波源处，设置无功补偿装置的连接点。（2）实施电流谐波含量的监测，即在短时间、高频率的对谐波源和供电点的电压进行监测，并进行记录，综合分析，遭到故障切入点。（3）把定设备参数。对接入点往后的大容器的谐波源、谐波过滤装置进行专门、逐次的测量。（4）电力部门鼓励用户安装静止无功补偿器和过滤谐波装置，将用户的谐波畸变保持在规定的限度之下，从而减少谐波对系统的不良影响。

3.3对频率进行控制

运行频率偏差对电力系统的影响，取决于偏差持续的时间及偏差数值的大小。系统频率控制即系统对有功功率输入输出的自动化控制，我国通常采用一次50HZ变频。电力系统斌率发生变化通常由于电力系统内的大型冲击负荷的增加及用户快速的从系统中吸取视在功率，因此，电力系统频率的变化与电力系统中电压电流的畸变及用户的误操作有关。

对频率进行控制的方法有：（1）提高主要电站调速设备的自动化程度，实现系统能对负荷电压、频率波动进行自行快速地跟踪调控。（2）安装自动减负荷装置，尤其是在负荷相对集中的变电站及重要的出线装置中。（3）在列节点合理的情况下，安排主、辅调频机组。电力监管部门对用户电能的负荷性及冲击负荷性进行调差，并整合数据租出具体分析。（4）对电容较大或用电量较大的用户，进行内部加装自动减负荷装置，以减少频变。

4.结束语

电力企业不仅要优化电力系统，更要优化电力服务。实现电能的优化不仅仅是电力企业一方的力量，更需要广大用户积极配合。因此，电力企业的要从服务于大众的角度，合理要求用户配合加强电能质量整改技术措施的落实，实现双方电能质量优化，做到有序、高质量用电。电力监管部门应加强对高用电量用户的监管，根据易发生的故障点，对用户进行相对应的设备安装预防，做到防患于未然。 [科]

【参考文献】

[1]吴建均.探讨如何控制供用电双方电能质量的方法[J].广东肇庆：肇庆供电局，2009（20）.

[2]李宝树，葛玉敏.“有顺序用电”对供用电双方的影响[J].华北电力大学，2011（24）.

[3]肖湘宁，徐永梅.电能质量问题的剖析[J].华北电力，2010（26）.

电能质量谐波控制研究 第7篇

关键词：电能质量控制,谐波控制方法,电流预测控制算法

0 引言

当前, 多种电力电子装置广泛地应用在电力系统中, 这使在提高工作效率的同时, 也会在电网中产生了大量的谐波污染, 产生谐波损耗, 降低了电能质量, 进而降低机器的使用效率, 甚至引起严重事故。其中, 谐波危害比较严重的电力设备有变频器、电弧炉、电力机车等, 给系统用户带来众多危害, 导致电气设备不能正常运行, 所以控制谐波是提高电能质量的关键因素。 传统的谐波控制方法主要使用LC无源滤波器, 其方法简单, 成本低廉。 然而, 补偿设备由于受到本身的结构限制, 也只能补偿固定频率的谐波, 且补偿效果相对来说比较差。 近年来, 有源电力滤波器成为抑制谐波的有效控制设备, 能对任意次谐波进行补偿, 相比无源电力滤波器具有更好的滤波效果, 所以说, 有源电力滤波器对于补偿谐波, 提高电能质量具有良好的发展前景。

1 有源电力滤波器的电流控制方法

1.1 三角波跟踪法

三角波跟踪法是一种依据PWM控制原理的线性控制法。 在一般情况下, 有源电力滤波系统会产生延时等现象, 这样也就会产生补偿电流与指令电流之间的误差, 如此一来产生的补偿电流并不能实时跟踪谐波电流的变化, 进而不能有效的补偿谐波电流, 则需要一个有效的控制算法, 使得误差尽可能趋近于0, 获得理想的补效果。 三角波控制法工作过程为先将输出的实际补偿电流与谐波检测的指令电流做差比较, 经比例环节放大信号, 再与同步信号给出的高频三角载波进行比较, 调制PWM开关控制信号, 最终得到补偿电流。

这种方法的优点在于:电路简单, 且动态性好, 能够实时的控制高频开关系统, 其缺点在于:由于开关频率为固定的三角载波的频率, 所以使得逆变器将一直工作在高频的状态, 也会出现滞后现象。

1.2 滞环比较法

滞环比较法为一种常见的闭环控制法, 其利用滞环比较器将实际的补偿电流与谐波指令电流进行比较, 将比较的误差作为控制PWM变流器的开关动作, 使实际的补偿电流保持在参考电流附近。 在滞环控制结构中, 用滞环电流控制器取代了三角波控制法中的比例积分调节器, 这里滞环控制器具有两个调节功能, 一个作为闭环电流调节器, 另一个作为PWM调节器。 其工作原理是, 当指令电流信号与反馈电流信号误差超过滞环环宽时, 功率开关将发出动作, 以PWM信号来驱动控制电路开关器件通断, 实时补偿电流参考值。 滞环比较的环宽是其重要的控制参数, 越宽电流跟踪越慢, 补偿误差就越大;环宽越窄, 电流跟踪越快, 补偿效果更加精确, 但如果环宽过窄, 误差减小的同时, 功率开关器件的开关频率也会升高, 这样会导致电子器件的损坏。 因此, 在选择环宽的同时还要考虑到开关器件的承受能力及开关损耗。 相比三角波控制方法, 滞环控制法的电流控制结构简单, 跟随误差较小, 动态响应速度比较快。 但在采用滞环比较法固定滞环宽度的时候, 如果电流偏差过大, 就会导致滞环宽度小的滤波器不能实时对电流变化进行较好得跟踪补偿, 电流偏差较大的时候, 环宽固定, 产生的补偿电流就会过大, 补偿效果也不够理想。 同时, 功率器件的开关频率还会产生大量的噪声和脉动电流, 若逆变器对三相间的控制不独立, 将会产生相间的干扰。

1.3 无差拍控制法

无差拍控制是一种全数字化的控制方法。 其利用当前的参考电流和补偿电流值计算下一时刻的参考值与补偿值, 目的是使实际输出值与参考值的误差为0, 这样能够准确的跟踪监测参考电流值。 无差拍控制法主要用于正弦参考波情况, 具有动态性能好、跟踪无过冲的优点。 该算法首先求得到补偿电流值和反馈电流值, 并计算调节信号宽度的占空比, 计算的占空比实际就是控制功率器件的开关占空比的信号, 使输出与指令信号大小相等, 方向相反的补偿值, 在同一个采样周期内调节PWM信号的宽度和极性, 使输出期望指令值, 这样使得输出量跟踪输入量, 达到补偿谐波的效果。 该控制是一种基于对象的数学模型控制法, 可以消除稳态误差, 且能够在短时间内达到稳定状态, 减小过渡过程, 并且可以较快的实时跟踪电流变化。 但是这种算法对电路的参数以及控制器的匹配度要求较高, 如果对控制对象的参数选择的不恰当的话, 就会导致瞬时响应的超调量增大, 鲁棒性较差。

1.4 预测控制法

上述的无差拍控制方法, 其控制效果与控制器参数和系统参数的配合有着很大的关联性, 若选择的参数不匹配会产生较大的跟踪误差, 为消除这种跟踪误差对补偿性能的影响, 简化计算量, 提出了预测控制法。 该控制算法可有效地预测指令电流和负载电流, 同时也可以有效预测逆变器的输出电压。 预测控制法是一种基于模型的全数字化的闭环控制算法, 依靠数字信号处理器的数值计算并处理。 利用当前值与过值计算偏差, 确定当前的最优输入策略。 该方法通过逆变器功率器件状态方程以及输出反馈量进行预测, 计算下一时刻谐波参考电流值, 再计算下个开关周期的占空比。 预测控制法采用全数字量控制, 比传统的三角波控制法和滞环控制法更能够快速的跟踪谐波电流的变化, 响应速度快, 具有很好的鲁棒性。 但预测控制法对于硬件的依赖性较高, 目前较少应用。 随着微控制芯片技术的迅速发展, 此控制方法也将得到更加广泛的应用。

2 电流跟踪预测控制算法及改进

有源电力滤波器的工作过程为通过改变输出电压, 进而改变电抗器的电流, 该电流是用来抵消谐波电流和基波的无功分量, 起到滤波的作用。 在电源电流预测控制算法中, 其直流侧采用传统的PI控制法, 由于该算法调节速度较慢, 且超调严重, 在此处做了一些改进, 采用了基于电压差平方的PI控制法。 根据端口网络的能量守恒定律, 此外忽略逆变桥电路的开关等损耗, 交流侧发出的有功功率, 其中一部分消耗在有源电力滤波器上, 而另一部分消耗在非线性负载上。 其中, 消耗在有源电力滤波器上的有功功率记为P1, 消耗在非线性负载上的有功功率记为P2, 且非线性负载消耗的有功功率由负载本身决定。 基于瞬时无功功率的理论, 有源电力滤波器获得的有功功率全部用来供给直流侧电容, 即交流侧吸收或者释放的能量应等于直流侧的电容充电或放电的能量, 由此来平衡直流侧电压值, 补偿能量消耗, 使之保持稳定。 通过计算电流, 并采集电源电压的相位, 计算下一时刻的理想电源电流, 将计算结果代入占空比的计算公式中, 得出功率开关的占空比, 进而控制逆变器开关器件的开通和关断时间。 改进以后能够使得直流侧电压快速的上升到给定指令, 缩短调节时间, 进而较快速的达到稳定状态。

3 总结

对电能质量谐波控制方法进行分析研究, 详细的分析了有源电力滤波器的电流控制各种方法的优缺点, 并提出和改进了电源电流预测控制算法, 对谐波进行补偿。 改进后的算法相对于传统的控制法在保证稳定性的同时具有良好的快速性, 具有更佳的补偿效果和动态性能。

参考文献

[1]曾瑞江, 杨震斌, 柳慧超.基于小波变换的电力系统谐波检测方法研究[J].电力系统保护与控制, 2012.

[2]迟恩先.电能质量控制技术的研究与工程应用[D].山东大学, 2012.

电能质量控制与分析方法 第8篇

一、电力系统电能质量问题的产生主要有以下几个原因

1. 电力系统元件存在的非线性问题。

电力系统元件的非线性问题主要包括:发电机产生的谐波;变压器产生的谐波;直流输电产生的谐波。此外, 还有变电站并联电容器补偿装置等因素对谐波的影响。其中, 直流输电是目前电力系统最大的谐波源。

2. 非线性负荷。

在工业和生活用电负载中, 非线性负载占很大比例, 这是电力系统谐波问题的主要来源。电弧炉 (包括交流电弧炉和直流电弧炉) 是主要的非线性负载, 它的谐波主要是由起弧的时延和电弧的严重非线性引起的。居民生活负荷中, 荧光灯的伏安特性是严重非线性的, 会引起较为严重的谐波电流, 其中3次谐波的含量最高。大功率整流或变频装置也会产生严重的谐波电流, 对电网造成严重污染, 同时也使功率因数降低。

3. 电力系统故障。

电力系统运行的各种故障也会造成电能质量问题, 如各种短路故障、自然灾害、人为误操作、电网故障时发电机及励磁系统工作状态的改变、故障保护装置中的电力电子设备的启动等都将造成各种电能质量问题。

衡量电能质量的主要指标:由于所处立场不同, 关注电能质量的角度不同, 人们对电能质量的定义还未能达成完全的共识, 但是对其主要技术指标都有较为一致的认识。主要指标为国家技术监督局相继颁布的涉及电能质量六个方面的国家标准, 即:供电电压允许偏差, 供电电压允许波动和闪变, 供电三相电压允许不平衡度, 公用电网谐波, 暂时过电压和瞬态过电压以及供电频率允许偏差等的指标限制。

二、电能质量控制策略与技术

1. PID控制。

这是应用最为广泛的调节器控制规律, 其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便, 易于在工程中实现。当被控对象的结构和参数不能完全掌握, 或得不到精确的数学模型时, 应用PID控制技术最为方便。其缺点是:响应有超调, 对系统参数摄动和抗负载扰动能力较差。

2. 空间矢量控制。

空间矢量控制也是一种较为常规的控制方法。其原理是:将基于三相静止坐标系 (abc) 的交流量经过派克变换得到基于旋转坐标系 (dq) 的直流量从而实现解耦控制。常规的矢量控制方法一般采用DSP进行处理, 具有良好的稳态性能与暂态性能。也可采用简化算法以缩短实时运算时间。

3. 模糊逻辑控制。

知道被控对象精确的数学模型是使用经典控制理论的“频域法”和现代控制理论的“时域法”设计控制器的前提条件。模糊控制作为一种新的智能控制方法, 无需对系统建立精确的数学模型。它通过模拟人的思维和语言中对模糊信息的表达和处理方式, 对系统特征进行模糊描述, 来降低获取系统动态和静态特征量付出的代价。

4. 非线性鲁棒控制。

超导储能装置 (SMES) 实际运行时会受到各种不确定性的影响, 因此可通过对SMES的确定性模型引入干扰, 得到非线性二阶鲁棒模型。对此非线性模型, 既可应用反馈线性化方法使之全局线性化, 再利用所有线性系统的控制规律进行控制, 也可直接采用鲁棒控制理论设计控制器。

5. FACTS技术。

FACTS, 即基于电力电子控制技术的灵活交流输电, 是上世纪80年代末期由美国电力研究院 (EPRI) 提出的。它通过控制电力系统的基本参数来灵活控制系统潮流, 使输送容量更接近线路的热稳极限。采用FACTS技术的核心目的是加强交流输电系统的可控性和增大其电力传输能力。

目前有代表性的FACTS装置主要有:可控串联补偿电容器、静止无功补偿器、晶闸管控制的串联投切电容器、统一潮流控制器等。

6. 用户电力 (Custom Power) 技术。

用户电力技术就是将电力电子技术、微处理机技术、自动控制技术等运用于中低压配电系统和用电系统中, 其目的是加强配电系统的供电可靠性, 并减小谐波畸变, 改善电能质量。该技术的核心器件IGBT比GTO具有更快的开关频率, 并且关断容量已达MVA级, 因此DFACTS装置具有更快的响应特性。

三、电能质量分析方法

电力系统中的各种扰动引起的电能质量问题主要可分为稳态事件和暂态事件两大类。稳态电能质量问题以波形畸变为特征, 主要包括谐波、间谐波、波形下陷及噪声等;暂态事件通常是以频谱和暂态持续时间为特征, 可分为脉冲暂态和振荡暂态两大类。

电能质量的分析方法主要有时域仿真法、频域分析方法和基于变换的方法。

1. 时域仿真法。

时域仿真方法在电能质量分析中的应用最为广泛, 其最主要的用途是利用各种时域仿真程序对电能质量问题中的各种暂态现象进行研究。对于电压下跌、电压上升、电压中断等有关电能质量暂态问题, 由于其持续时间短、发生时间不确定、对频域分析提出了较高的要求, 较多采用时域仿真方法。

2. 频域分析法。

频域分析方法主要用于电能质量稳态问题。比如谐波、电压波动和闪变、三相不平衡等。相对于暂态问题, 此类事件具有变化相对较慢、持续事件较长等特点。对称分量法是最常用的方法。它的优点是概念清晰、建模简单、算法成熟, 但耗时长。

3. 基于变换的方法。

在电能质量分析领域中广泛应用的基于变换的方法主要有复立叶变换、神经网络、二次变换、小波变换和Prony分析等5种方法。

(1) 傅立叶变换。傅立叶变换是电能质量分析领域中的基本方法, 傅立叶变换的优点是算法快速简单, 但其缺点也很多。傅立叶变换是经典的频谱分析和信号处理方法。其对含有短时高频分量与长时间低频分量的电能质量信号分析具有一定的局限性。目前经改进的快速傅立叶变换 (FFT) 和 (STFT) 已经成为电能质量分析的基础。

(2) 神经网络法。神经网络理论是巨量信息并行处理和大规模平行计算的基础, 它既是高度非线性动力学系统, 又是自适应组织系统, 可用来描述认知、决策及控制的智能行为。

神经网络法的优点是:可处理多输入-多输出系统, 具有自学习、自适应等特点;不必建立精确数学模型, 只考虑输入输出关系即可。缺点是:存在局部极小问题, 会出现局部收敛, 影响系统的控制精度;理想的训练样本提取困难, 影响网络的训练速度和训练质量;网络结构不易优化。

(3) 二次变换法。二次变换是一种基于能量角度来考虑的新的时域变换方法。该方法的基本原理是用时间和频率的双线性函数来表示信号的能量函数。

二次变换的优点是:可以准确地检测到信号发生尖锐变化的时刻;精确测量基波和谐波分量的幅值。缺点是:无法准确地估计原始信号的谐波分量幅值;不具有时域分析功能。

(4) 小波分析法。小波变换是近年来兴起的一种算法, 由于具有时域局部化的优点, 特别适合于突变信号和不确定信号的分析。目前国内外已经有许多文献应用小波变换对谐波监测、电磁暂态波形分析、电力系统扰动建模等电能质量问题进行了研究。

小波变换的优点是:具有时-频局部化的特点, 特别适合突变信号和不平稳信号分析;可以对信号进行去噪、识别和数据压缩、还原等。缺点是:在实时系统中运算量较大, 需要采用DSP等高价格的高速芯片;小波分析有“边缘效应”, 边界数据处理会占用较多时间, 并带来一定误差。

(5) Prony分析法。Prony分析衰减的思想类似于小波。在该方法中, 信号总是被认为可以由一系列的衰减的正弦波构成, 这些衰减正弦波类似于小波函数。所以Prony分析方法和小波一样, 可以做多尺度的信号分析。Prony分析的主要缺点是计算时间过长。

大电网电能质量控制方法探析 第9篇

采用具有输送容量大、送电距离长、线路损耗低、占用土地少等特点的高压, 特高压构建大电网, 是破解中国能源短缺、环境保护形势严峻等问题的重要举措之一。鉴于大电网对电网的直接影响程度之大, 对大电网电能质量控制方法进行研究具有重要的理论意义和实用价值。

1 大电网接入对电能质量的影响

研究大电网电能质量控制方法是十分必要的, 其研究内容和结果直接关系到电网的安全、稳定, 并为电网规划和建设提供理论指导, 为相关的技术标准和操作规范提供实验依据。

1.1 大电网接入后的变化

接入大电网后, 将对整个电网产生重大而深远的影响: (1) 大电网送电容量较大, 任何故障或异常均将直接影响电网安全稳定; (2) 大电网中任何异常波动, 都将直接多级放大影响供电网络用户, 对如何保证用户电能质量提出挑战; (3) 大电网一般存在交、直流混供、多电压等级, 网络复杂等问题, 使得影响大电网的愈能力和稳定性的影响因素多, 控制更加困难; (4) 接入大电网后, 电网网架结构、电网故障后参数均产生巨大变化, 传统的故障检测方法和继电保护模式已无法满足大电网控制要求。

1.2 大电网短期负荷预测困难

传统的负荷预测从负荷水平、电源分布、设备输送能力等因素综合考虑, 最终预测出较准确的负荷情况。接入大电网后, 电网网络构架发生根本性变化, 电网潮流复杂, 此外, 随着“分布式发电”、“微电网”等新技术融入大电网, 大电网的负荷预测变得愈发困难。目前世界各国在这方面也缺乏技术方案和标准体系, 一定程度上阻碍大电网的发展和应用。

1.3 大电网给电力市场带来的新问题

接入大电网后, 即构成大电网电力市场。大电网电力市场较之传统电力市场有显著不同:如贸易方式和电力竞价机制、应对策略和操作模式等均发生根本性变化。大电网和大电网电力市场协调控制模式发生变化, 为实现整体优化运行的目标, 必须探索新型大电网交易模式和市场机制, 促进大电网建设和发展。

2 大电网电能质量控制方法

2.1 大电网电能质量控制研究情况

纵观近几年世界上发生了多起大规模停电事故, 无论起因如何, 最终都影响到了大电网的安全稳定运行, 最终的影响结果无不波及面广、影响巨大, 损失重大。大电网运行控制策略首要任务是如何保证在大电网发生灾难性事故时, 有效地避免重要负载功率损失, 确保重点城市、关键部门和人民生活用电, 以及电网事故后的快速恢复供电。

目前, 国内外大电网控制策略基本从六个方面开展:大电网短期负荷预测方法、电网调度技术和规范、大电网经济运行策略、电网电能质量问题、大电网大电网技术和规范、电网安全及紧急控制策略。而发展符合大电网特性的故障检测方法和继电保护技术, 是确保大电网的进一步发展和应用的必要技术支撑。

2.2 根据大电网提供的短路电流变化特征进行电能质量控制

接入大电网后, 电网网络构架发生根本性变化, 在电网故障后整个电网参数均游产生巨大变化, 大电网提供的短路电网变化显著。通过建设新的电网保护系统和整定计算原理, 建立大电网故障仿真平台, 分析电网短路故障电流与电压变化等情况。在此基础上, 构建能准确地反映不同故障情况下短路电流特性的大电网网络模型, 根据计算短路电流变化特性以及及相关继电保护原理, 制定大电网控制电能质量控制方案和措施。

2.3 根据大电网高渗透率特征进行电能质量控制

根据大电网的高渗透相关原理, 对大电网不同运行方式下负荷潮流进行研究, 构建高渗透率特性的仿真模型, 深入开展继电保护配置和参数设置研究, 并结合大电网安全控制要求等因素以及大电网和电网保护协调机制, 制定大电网电能质量控制方案和措施。

2.4 根据大电网电力市场进行电能质量控制

接入大电网后, 根据大电网电力市场贸易方式、电力竞价机制、电力经济型等因素, 采取优先使用再生能源原则等, 调整能源结构分布, 构建大电网电力市场模型, 并结合大电网安全控制要求等因素, 制定符合大电网电力市场的电能质量控制机制和控制策略。

2.5 基于分区原则的大电网电能质量控制

结合传统电网分层分区运行特点, 提出了基于分区的大电网电能控制原理。重点分析大电网分区后各分区之间的关联性及各分区的边界等效情况, 得到大电网分区后的的可靠性, 并评估大电网及大电网分区后的薄弱点, 制定大电网电能质量控制策略。

3 大电网接入标准的制订

大电网的快速发展和安全稳定运行, 离不开配套的标准支撑。按照“基础先行, 急用先行”的原则, 需制订大电网设备规范、微网规划和设计标准、大电网、并网操作规范等一系列的大电网技术标准和接入规范, 规范大电网规划设计和设备选型, 规范大电网接入和大电网互连操作, 确保大电网的安全稳定运行和电能质量。

4 结论

大电网和大电网互联是电力工业发展的必然趋势, 可实现能源资源的大范围优化配置, 提高电网整体效率。是解决中国能源短缺、能源安全和环境保护严峻等问题重要举措。本文针对大电网电能质量控制方法进行了探讨, 具有重要的理论意义和实用价值。

摘要：随着经济的高速发展, 对电力需求和电能质量提出了更高要求。为实现资源优化配置, 满足日益增长的负荷需求, 提高供电可靠性和经济性, 以及符合环境保护的要求, 大电网及大电网互联必将越来越多的出现。相对于传统电网, 大电网在电网控制和电能质量控制方面存在较大的差别。本文对大电网电能质量控制方法进行深入探析。

关键词：大电网,电能质量控制

参考文献

[1]邓星.高渗透率下大电网接入的策略[J].电力科技, 2010 (01) :32~51.

浅谈电能质量分析与控制 第10篇

电能是现代社会最为广泛使用的能源,电能质量关系到各行各业和人民生活用电,关系到国民经济总体效益。随着科学技术的进步和生产过程的高度自动化,电网中各种非线性负荷及用户不断增长,各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备越来越多。上述两方面的矛盾越来越突出,用户对电能质量的要求也更高,在这样的环境下,探讨电能质量领域的相关理论及其控制技术,分析我国电能质量管理和控制的发展趋势,具有很强的现实意义。

1 电能质量概述

1.1 电能质量概念

从普遍意义上讲,电能质量是指优质供电,但迄今为止,人们对电能质量的技术含义仍有很多不同的认识,还不可能给出一个准确统一的定义。合格电能质量是指提供给敏感设备的电力和接地是适合于该设备运行的。

1)电压质量:给出实际电压和理想电压的偏差,以反映供电部门向用户分配的电压是否合格。2)电流质量:为反映与电压有密切关系的电流变化情况除了为用户电流提出单一频率正弦波要求外,还要求该电流波形与供电电压同相位。3)供电质量:技术含义:电压质量和供电可靠性。非技术含义:服务质量。4)耗电质量:包括电流质量和非技术含义。

1.2 电能质量问题分类

1)瞬变现象:变量的部分变化,且从一种稳定状态过渡到另一种稳定状态的过程中,该变化逐渐消失的现象。它包括冲击性瞬变现象和振荡瞬变现象。2)短时间变动:由于系统故障,大容量负荷启动时的大电流或电网松散联结的间歇性负荷运行所致。它包括间断,电压凹陷和电压突起。3)长时间变动:由于系统负荷变动或系统中的开关操作引起的,指工频下的分量均方差持续时间超过1 min的情况。它包括过电压,欠电压和持续间断。4)电压不平衡:与三相电压(电流)平均值的最大偏差。主要是负荷不平衡(单相运行)或三相电容器组的某一相熔断造成的。5)波形畸变:电压(电流)波形偏离稳定工频正弦波的现象。它主要包括直流偏置,谐波,间谐波,陷波和噪声。6)电压波动:电压变化的包络线或随机电压变动。负荷电流的大小呈现快速变化时,可能引起电压的变动,也称闪变。波动是一种电磁现象,而闪变是电压波动对某些用电负荷造成的有害结果。7)工频变化:电力系统基波频率偏离规定正常值的现象。它与系统供应电能的发电机转子转速有关。

2 电能质量的控制方法与技术

2.1 电能质量控制的方法

2.1.1 PID控制

这是应用最为广泛的调节器控制规律,其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便,易于在工程中实现。当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,应用PID控制技术最为方便。其缺点是:响应有超调,对系统参数摄动和抗负载扰动能力较差。

2.1.2 空间矢量控制

空间矢量控制也是一种较为常规的控制方法。其原理是:将基于三相静止坐标系(abc)的交流量经过派克变换得到基于旋转坐标系(dq)的直流量从而实现解耦控制。常规的矢量控制方法一般采用DSP进行处理,具有良好的稳态性能与暂态性能。也可采用简化算法以缩短实时运算时间。

2.1.3 模糊逻辑控制

了解被控对象精确的数学模型是使用经典控制理论的“频域法”和现代控制理论的“时域法”设计控制器的前提条件。模糊控制作为一种新的智能控制方法,无需对系统建立精确的数学模型。它通过模拟人的思维和语言中对模糊信息的表达和处理方式,对系统特征进行模糊描述来降低获取系统动态和静态特征量付出的代价。

2.1.4 非线性鲁棒控制

超导储能装置(SMES)实际运行时会受到各种不确定性的影响,因此可通过对SMES的确定性模型引入干扰,得到非线性二阶鲁棒模型。对此非线性模型,既可应用反馈线性化方法使之全局线性化,再利用所有线性系统的控制规律进行控制,也可直接采用鲁棒控制理论设计控制器。

2.2 FACTS技术

FACTS,即基于电力电子控制技术的灵活交流输电,是20世纪80年代末期由美国电力研究院(EPRI)提出的。它通过控制电力系统的基本参数来灵活控制系统潮流,使输送容量更接近线路的热稳极限。采用FACTS技术的核心目的是加强交流输电系统的可控性和增大其电力传输能力。目前有代表性的FACTS装置主要有:可控串联补偿电容器、静止无功补偿器、晶闸管控制的串联投切电容器、统一潮流控制器等。

2.3 用户电力技术

用户电力技术(或称柔性化供电)就是将电力电子技术、微处理机技术、自动控制技术等运用于中低压配电系统和用电系统中,其目的是加强配电系统的供电可靠性,并减小谐波畸变,改善电能质量。该技术的核心器件IGBT比GTO具有更快的开关频率,并且关断容量已达MVA级,因此DFACTS装置具有更快的响应特性。用户电力技术概念的提出,有助于供电部门提供高可靠性和高质量的电力,也有助于满足各种新工艺用户对电力供应的更高要求。目前主要的DFACTS装置有:有源滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)、配电系统用静止无功补偿器(D-STAT2COM)、固态切换开关(SSTS)等。

3电能质量的分析与控制技术对检测技术的新要求

传统的检测仪器一般只局限于持续性和稳定性指标的检测,而且仅测有效值已不能精确描述实际的电能质量问题,因此新的检测技术要达到如下的具体要求:1)能捕捉快速(ms级甚至ns级)瞬时干扰的波形。2)需要测量各次谐波及间谐波的幅值、相位。3)需要有足够高的采样速率,以便能获得相当高次谐波的信息。4)建立有效的分析和自动辨识系统,反映各种电能质量指标的特征及其随时间的变化规律。

4结语

电力电子技术的应用可以大大提高电网的电能质量,FACTS,CusPow等新技术更是为解决电能质量问题开拓了广阔的前景,同时一些非电力电子技术的发展也很迅猛,将这些技术融合发展,并合理使用、大力推广,必然会逐步满足电力负荷对电能质量日益提高的要求。但是电能质量控制的内容与电能质量问题的性质密切相关,电能质量控制的措施需要通过从规划、运行到补偿的各个环节,从管理、操作到设备的各个层次,从制造商、电力部门、用户及科研院校的共同努力才能够实现。可见从系统管理策略角度看,电能质量控制不仅仅单靠技术就可解决问题,还应当从规划、管理等多方面统一考虑并进行合理利用,才能有效提高电能质量。

参考文献

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[2]肖湘宁,徐永海.电能质量问题剖析[J].电网技术,2001(3):16-17.

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[4]陈警众.电能质量讲座第二讲——20世纪末对电能质量要求的新发展[J].供用电,2000,17(4):21.

电能表控制 第11篇

关键词：电能测量；分析校验；误差测试； 应用效果

随着我国经济的飞速发展，各行各业对电的需求越来越大，不同时间用电量不均衡的现象也日益严重。为缓解我国日趋尖锐的电力供需矛盾，调节负荷曲线，改善用电量不均衡的现象，全面实行峰、平、谷分时电价制度，“削峰填谷”，提高全国的用电效率，合理利用电力资源，国内电力部门已开始逐步推出了多功能电能表，对用户的用电量分时计费。计费推行的范围不仅是工业、商业用户，而且对非工业、农业用电也要逐步实行。近年来，在有条件的地区，实行一户一表的居民用电区，有计划的开发低谷用电，实行峰谷电价，以提高电能利用率，提高居民的用电质量。

一、多功能电能表的原理与功能

多功能电能表由测量单元和数据处理单元等组成，除计量有功、无功电能量外，还具有分时、测量需量等两种以上功能，并能显示、储存、和输出数据等功能。其工作原理框图如下：

被测的高电压u、大电流i经电压变换器和电流变换转换后送至乘法器，乘法器完成电压和电流瞬时值相乘，输出一个与一段时间内的平均功率成正比的直流电压U0，然后利用电压/频率转换器，U0被转换成相应的脉冲频率f0，即得到f0正比于平均功率，将该频率分频，并通过一段时间内计数器的计数，显示出相应的电能。多功能电能表的主要功能有：

电能计量功能：即有功正反向电能计量、无功四象限电能计量，且均为可四费率及总电量计量。

需量功能：实现有功正反向、无功四象限四费率需量计算功能。

无功任意组合功能：无功四象限可分别计算，也可任意组合设置成无功分量。

复位功能：选择四种方式完成电量存储和需量清零，手动、自动能过485接口，通过红外接口。

实时监视功能：实时指示各相电压、电流、功率因数能及总功率因数、每秒有功瞬时功率和无功瞬时功率等。

斷相时间记录功能：记录停电及上电的“月、日、时、分”。

断相数据及时间记录功能：分别记录知相的断相次数、断相累计时间及断相时间内正反相有功电量，还可记录各相断电起始及结束时刻。

失压数据及时间记录功能：分别记录各相的失压次数、失压累计时间及失压时间内正反相有功电量及全失压累计时间、次数，还可记录各失压起始及结束时刻。

自动抄表功能：每月25日00时完成电量存储处理及需量复位处理。

二、多功能电能表校验仪应用探究

1.多功能电能表校验仪试验接线图

多功能电能表校验仪在使用前时应做好电气线路的正确接线，常用的CL312型多功能电能表校验仪试验接线图如下所示：

2.通过细致的观察对多功能电能表进行直观检查

对多功能电能表的直观检查主要包括以下几个方面：

（1）校对参数资料。为确保系统资料维护的正确和完备，应对电能表的厂家、型号、编号、额定电压、额定电流、电表常数等参数与营销系统中的电能表资料进行对比，更改不符合项。

（2）直观检查。主要检查电能表各种报警装置有无缺失、损坏等。

（3）接线检查。主要检查电源的进线、出线是否正确，与电流互感器的连接是否正确，相线和中性线与相应接线端子是否正确连接。

（4）施工工艺检查。根据电气线路施工的相关标准检查线路的工艺质量、线头的工艺质量，导线规格的选择是否符合要求等。

3.根据运行参数进行数据分析校验

具体包括电能表液晶显示面板数据分析和电能表校验仪测试数据分析两个方面：

（1）多功能电能表液晶显示面板的数据分析。由于厂家所提供的多功能电能表的类型较多，而不同厂家的电能表编码规则不同，所以在检验时可按其编码规则输入特定的编码，显示面板上就会出现相应的电表参量。

（2）对多功能电能表校验仪测试数据进行科学分析。在对多功能电能表进行校验时，应将仪器接入相应的电能表二次计量回路中，仪器会自动获取相应的电压、电流、功率、相角、功率因数等参数，然后对比仪器与电能表显示内容，互相验证。

4.通过误差测试进行校验

误差测试校验的方法是在多功能电能表校验仪上选择好被检测表的表号、类型、常数、电流输入方式、校验圈数、倍率等内容后，即可进行电能表的误差测定。

三、用多功能电能表校验仪对偷电窃电情况进行现场校验方法

为有效杜绝用户的偷电窃电行为，专业人员应具备通过多功能电能表校验仪现场校验来判定有无偷电窃电的工作经验，并重点从以下几方面进行现场检查和校验：

1.仔细检查计量箱、柜的门锁、铅封有无撬动痕迹。在确定没有后打开计量箱，看看有无异常现象，有无多余的接线进行分流，跨表接线，不明小装置、不明液体、电流互感器铭牌有无更换痕迹等。

2.接上多功能电能表现场校验仪，查看电压、电流、功率、相序、向量图、接线是否正常，检查失压、失流、缺相、分流、CT二次短路，极性是否接反，PT二次开路，极性是否接反，电压电流相别不对应、断零线等一些错误接线的偷电方式。

3.对异常状态下的电能表进行一次校验，记录下异常状态下的电表误差。然后再作调整，在正常状态下对电能表再进行一次校验，记录下正常状态下的电表误差，再进行走字试验。

4.进行外围的调查，检查有无绕越计量装置直接搭火窃电的，有无私自安装变压器，是否装有遥控开关等。

5.最后检查是否使用了电表倒转仪进行偷电。

四、多功能电能表应用效果反馈

基于SVG电能质量综合控制研究 第12篇

某110 k V变电站接入冲击性非线性用户, 给电能质量造成了严重的影响, 主要表现为3、5、7次谐波电流严重超标, 电压波动较大, 已严重危及到电网的安全稳定及经济运行。需要采用经济、合理的方法对该变电站电能质量进行综合治理。当前, 应用于高压系统电能治理的设备主要有无源滤波器 (FC) 、静止无功补偿器SVC (FC+TCR, FC+MCR) 、动态无功补偿装置SVG。其中, FC多为单调谐滤波器, 补偿基波无功及滤除谐波, SVC采用三角形接线方式, 平衡三相无功, 两者结合实现无功补偿、滤除谐波、抑制闪变或负序电流功能[1,2]。TCR功率损耗包括控制电抗器和晶闸管损耗, 前者近似与支路电流的平方成正比, 后者近似与支路电流成正比。总体来说, TCR功率损耗一般为安装容量2%~4%。同时, 因其在调整过程产生谐波、响应时间相对较慢等原因, 随着SVG技术的发展, SVC在电网中逐渐被SVG代替。

SVG应用于电网电能质量综合治理, 主要集中在无功动态补偿, 谐波, 闪变[1]。基于星性接线方式的SVG应用于负序治理, 还处在探索阶段, 部分文献探讨了SVG的负序检测方法[2]。

针对110 k V四街变电站电能质量污染现状, 研究了基于复合控制方法的SVG技术, 探讨开展了高压系统电能质量综合治理研究, 研究其具有的优点和缺点。为后续类似工程的开展提供借鉴。

2 瞬时功率理论检测电流

2.1 检测无功和谐波电流

三相瞬时功率理论由赤木泰文提出以来, 经过多年的发展, 目前逐渐探索应用到工程无功补偿和谐波治理项目中。其中, 该理论应用于无功电流和谐波电流检测过程, 如图1所示。

在图1中, A相电压经过锁相环节, 生成同相位的正弦和余弦信号。两者合成构成C信号矩阵。图中,

谐波电流检测原理由图2所示, 三相电流经正交变换、C矩阵合成得到瞬时有功电流ip和瞬时无功电流iq。两信号经低通滤波器, 得到直流分量, 这两信号对应基波有功和无功电流分量。两电流信号经反变换, 最终得到三相基波电流iaf, ibf, icf。该信号与原信号相减可得到谐波电流信号ian, ibn, icn。

2.2 负序电流检测方法

当前, 在工程上对负序电流的治理主要采用SVC。SVC的控制策略基于C.P.steinmetz提出的平衡化补偿理论[3]。因SVC在实际运行控制过程中功率损耗较大, 限制了其在未来电能质量治理领域的发展。随着SVG技术的发展, 当前在高压系统中的无功补偿及谐波治理方面逐步采用SVG+FC方式代替SVC+FC方式。但在负序电流治理方面还处于探索研究方面[1,2,3,4]。为此, 本文提出了一种基于瞬时无功理论的负序电流检测方法, 通过工程应用证明其有效性。

通常, 正序分量在向量图上, ABC分量为顺时针分布, 负序分量反之。受此启发, 本文中采用基于瞬时无功理论应用于负序电流检测方法。如图2所示。其中,

负序电流检测原理由图2所示三相电流经正交变换、C矩阵合成得到瞬时有功电流ip-和瞬时无功电流iq-。两信号经低通滤波器, 得到负序直流分量这两信号对应基波负序有功和负序无功电流分量。两电流信号经反变换, 最终得到三相基波负序电流

3 SVG用于高压无功和谐波治理

某变电站1号主变35 k V侧谐波电流超标;1号主变10 k V侧功率因数波动较大、谐波电流和闪变超标。经方案经优化后确定, 1号主变35 k V侧采用5次单调谐无源滤波方式, 安装容量为14.4 Mvar;10 k V侧采用SVG+FC综合治理方式, 安装容量分别为±6 Mvar和3.15 Mvar。功能方面, ±6 Mvar的SVG滤除1号主变10 k V侧5、7、11次谐波电流;在该侧加装一套容量为3.15Mvar的13次单调谐滤波器用于滤除13次及以上谐波电流;在1号主变35 k V侧加装一套容量为14.4 Mvar的5次单调谐滤波器, 滤除35 k V侧谐波源产生的5次谐波电流。1#主变35 k V侧5次单调谐滤波器投入后, 注入系统的5次谐波电流由28 A降至5 A (主变并列运行) , 5次谐波电压含有率由1.8%降低至0.1%。

SVG对5、7谐波电流有较好的效果, 滤除率均大于90%, 对高次谐波效果与SVG的结构及开关频率有关, 本项目中SVG中的IGBT管未采用多重化结构, 对高次谐波的滤波效果不太理想, 11次、13次谐波滤除率分别为43%, 20.1%;SVG投入后, 有效抑制了低次谐波电压含有率, 使10 k V母线谐波电压总畸变率由投入前的3.6%降至2.5%;SVG能有效抑制10 k V侧功率因数波动, 使10 k V侧功率因数维持在0.985水平。通过上述测试分析可知, 随着该电能质量治理工程的顺利投入运行, 有效解决了典型变电站谐波污染现状。

4 SVG应用于负序治理

当前, 对负序的治理主要是基于C.P.steinmetz提出的平衡化补偿理论。SVC应用该方法对用户负序治理具有较好的效果, 但也带来了其它问题。其中, 最为重要的缺陷是SVC本身作为一个谐波源向系统注入大量的5、7、11次谐波电流, 且其运行功率损耗约为额定容量的2%~4%。为了有效解决上述难题, 提出了一种基于瞬时无功理论的负序电流检测方法, 并成功应用于谐波和负序治理中。治理效果如图3、图4所示。

由图4可知, SVG对3次谐波电流的滤除率达到88%, 负序电流的滤除效果达到95%。因此, 基于瞬时无功检测理论, 通过对控制策略进行设计, SVG可同时实现对谐波和负序的综合治理。

5 结束语

针对谐波、负序及无功补偿等综合治理问题, 本文提出了基于瞬时无功检测理论提出了谐波和负序复合控制算法, 通过工程实施, 证明SVG在未来电能质量治理方面, 具有广泛的推广前景。

参考文献

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