电能质量监测系统研究现状及发展趋势董多

电能质量监测系统研究现状及发展趋势董多

董多

(国网内蒙古东部电力有限公司科尔沁区供电分公司内蒙古通辽028000)

摘要：当前社会，电力能源已经遍及整个社会的各个角落，各种以电力为能源的产品也十分普及，在这种情况下，为了保证电能的质量与运输的安全性，必须要是电能质量监测系统的作用发挥出来。为了提高电能监测系统的作用，国内外对其进行了大量的研究，以期可以对其作出创新与改革，从而提高其工作效率。本文对当前的研究现状进行了介绍，并对未来的发展趋势做出了讨论，可以使相关人员或相关的研究有所帮助。

关键词：电能质量监测系统；研究现状；发展趋势

1电能质量超标问题的产生

1.1电压偏差问题

电压偏差是指实际运行电压对系统标称电压的偏差相对值(以百分数表示)。由于火力发电厂电气部分配置的电气设备种类繁多，部分大容量异步电动机、电弧焊机等设备快速启停形成了间歇性的冲击性负荷，在电动机起动时由于起动电流大而引起电压跌落；当冲击性负荷突然退出时，厂用电电压同样会出现暂升。此外，雷击、操作过电压等因素同样会引发电压波动而出现电压偏差问题。

1.2谐波污染问题

谐波是由于施加在电力设备中的电压与产生的电流之间未形成线性关系而导致的。随着控制理论和计算机技术的不断更新进步，电力电子技术在火力发电厂生产现场被广泛应用。大量使用的整流、变频等设备，一方面满足了火力发电厂的节能减排需求，另一方面又因整流变频设备的非线性特点，为火力发电厂电能质量关键监测点注入了大量的谐波。其谐波源主要包括以下四类设备：

1）变频调速设备。如在空冷风机、凝结水泵、吸风机组、供油泵、工业废水处理水泵及给煤机等调速频繁电动机的设备中使用的各类变频调速设备。2）输变电设备。如变压器、电抗器等具有饱和特性的铁心设备。3）晶闸管类设备。火力发电厂配置的大容量不间断电源(uninterruptedpowersupply，UPS)以及晶闸管整流设备等。4）照明灯具。如发电厂照明中通常使用的是金属卤化物灯。

2电能质量监测系统的研究现状

2.1整体构架架构研究

1.特定终端的架构方案研究

在对电能质量监测系统的整体架构方案进行研究时，对特定的终端的研究往往是重点，对其架构进行研究是为了使其整体架构可以更好的适应这种特定终端。在该研究中，通常有两类：一是虚拟仪器技术，二是嵌入式装置构建成的电能质量监测系统。当前，我国为了对各个地区的电能质量情况进行监测，已经建成了大量的电能质量监测系统。在这些电能质量监测系统中，存在一定数量的使用特定监测终端电能质量检测系统，这类监测系统需要建设数量众多的监测点，同时建设所花费的时间长，为了解决这些问题，对其整体架构进行研究以寻找出可以通用的构架方案。

2.普通构架方案研究

除了上述的特定终端的架构方案，使用最普遍的就是普通架构方案，通常也被称为通用架构方案，该类架构方案应用范围广，使用数量多，对其中存在的问题进行研究并解决，可以在很大程度上提高电能质量检测系统的质量，从而保证电能的质量与安全运输。该类构架方案通常分为三种：一是CORBA架构方案，其跨防火墙传输、系统维护与终端实现等问题是当前研究的重点[2]。二是MAS架构方案，该架构方案在实际的工程建设中存在问题众多，待以研究并解决。三是调度系统模式下的架构方案，该架构方案与我国的实际情况符合，也是我国应用最为广泛的一种方案。在我国适用最多的是三层式架构，其可以接入数量众多的监测点，同时具有良好的拓展性，与我国地域辽阔，需要建设众多监测点，接受众多监测数据的实际情况符合，因此对该类架构方案的研究有着重要的意义。

2.2监测中心软件研究

对于监测中心软件研究通常分为三类：一是研究其架构方案，当前国内普遍使用的三层构架电能质量监测系统中，其核心部分就是检测中心系统，因此对于监测中心系统中所使用的中心软件进行研究意义重大。监测中心软件通常采用B/S或者C/S模式，前者的日常维护与升级所花费的成本低，后者则功能众多且安全可靠，因此通常将前者应用在信息发布中，将后者应用在数据管理中[3]。二是研究数据的管理策略，随着电网的建设规模与建设数量增多，监测点数量也随之增加，这也导致了监测数据十分庞大，对这些数据进行整理、分析、管理是电能质量监测系统中的重点环节。三是研究信息发布的形式，随着科学技术水平的提高，现在的电能质量检测系统可以将监测的信息以曲线图或者图像的形式直观的体现出来。推动信息发布形式的进一步发展，使工作人员可以更加灵活的查询与浏览是当前信息发布形式研究的重点。

2.3通信体系研究

随着信息技术与互联网技术的高速发展，其被广泛的应用到了社会的各个行业与领域中，电能质量检测系统也不例外，尤其是在通信体系中应用互利网技术可以使信息与数据的传输变得更加高效便捷。在应用互联网技术使得传输媒介发生改变的同时，通信标准必然也要随之变化，因此针对通信标准，使信息与数据的传输变得更加规范，使数据的交互与共享更加便捷是当前研究的重点。

3电能质量监测系统的发展趋势

笔者结合实际经验与当前的研究现状，认为电能质量检测系统的未来发展趋势必然会以以下的形式呈现出来：一是以电能质量监测系统与电能量采集系统为基础，构建出电能质量监测系统信息平台，该信息平台可以使数据与信息的传输、共享与交互变得更加便捷，是未来电能质量监测测系统完善后的进一步发展。二是深化利用监测数据，当前的监测数据的利用效率极低，仅能做到从中发现电能质量问题，随着未来的科学技术发展，各种相关系统的建立与配合，可以进一步深化利用监测数据，通过监测数据对电网系统中的各种情况进行监测。当前电网公司提出的多系统合一的目的就是为了充分的利用监测数据，结合现有的电能量采集系统，从而进一步提高电能质量的监测，并在此基础上建立起多系统合一的数据库，该数据库会将电能质量监测系统及其他系统中的数据整合到一起，以便通过对这些数据的分析，发现电网系统中存在的问题，进而提高电能质量。三是利用云计算开发出更加完善的信息平台，充分的利用云计算使得信息平台可以更加灵活、效率更高，同时其安全性与可靠性都会有很大程度的提升。除此之外，该平台使得供电方与用电方之间的信息平等得以实现，用电方可以查询到用电具体情况与供电方的相关信息。四是智能电表会实现全面应用，智能电表的发展是一种趋势，它代表着未来的智能化。是为了适应智能电网的发展以及新能源的使用，它不仅可以单项计费，还可以双重计费、具有掌控用户端的功能、双向数据通信等多种功能。新型的智能电表可以实现网络电能的购买功能。随着国家提出建设中国智能电网的口号，智能电表的设计被提上了日程。电表的终端是智能化，节能环保安全是智能电表的设计所需要考虑的。现在随着电网的发展，具有电能质量监测功能是电表的设计所需要的了。在智能电能表全面普及后，可以通过现有的电能量采集系统采集到电能质量的相关数据与信息，从而保证电能质量与电力能源的安全运输。

结束语

电能质量监测系统是通过其内部的质量监测与分析系统并结合多个监测点对电网的电能质量进行监测与分析，发挥着保证并提高电能质量的重要作用。本文对电能质量检测系统的研究现状做出了介绍，并指出了该系统未来的发展趋势，以供参考。

参考文献:

[1]李时,陈新.提升电能质量在线监测系统供电运行数据的准确性[J].现代信息科技,2017,1(06):14-15+17.

[2]郭成.基于电能质量在线监测的高压电力变压器运行监测系统[J].机械与电子,2017,35(12):43-46+50.

[3]江友华,常建,田书锦.基于分布式电网电能质量监测装置的研制[J].上海电力学院学报,2017,33(06):515-520.