电能质量在线监测二级网络开发与应用

董建玲

(临汾供电分公司,山西临汾 041000)

电能质量在线监测二级网络开发与应用

董建玲

(临汾供电分公司,山西临汾 041000)

在分析临汾电网电能质量在线监测系统特点的基础上,认真研究了电能质量在线监测系统在临汾电网应用情况及电能质量测试结果,为山西省电能质量监测网络建设搭建了区域网络平台,实现了多个厂家多种数据格式的兼容,采用三级网络分布结构,局域网传输模式,解决了电能质量监测数据不能及时准确传输的问题,提高了监测水平,为临汾电网变电站自动化建设开辟了思路。

电能质量;实时监控;谐波;智能系统扩展;数据智能补调

0 引言

随着现代化工业高速发展,非线性负荷的普遍应用,致使电能质量状况不断恶化,而现代工业发展需要清洁绿色的电源供给;随着国民对电能质量意识的提高,单一的分散式电能质量监测工作已远远不能满足现代应用的需要,建立一种覆盖面广、运行高效可靠的电能质量监测网已迫在眉睫。

长期以来,临汾供电分公司一直很关注电能质量这一技术问题,随着现代化技术的不断进步,监测手段也不断提高。2001年,临汾供电分公司组织科研、工程技术人员,对220 kV郑庄变电站实施改造,对谐波影响较大的电铁I回、电铁II回实施了谐波监测。2006年,山西电力科学研究院在临汾供电分公司所辖220 kV郑庄变电站安装新型电能质量监测设备,监测宏阳Ⅰ回、宏阳Ⅱ回线路。这些设备有的需要人工进行数据统计,有的是点对点型系统不利于管理控制,且经过长时间的运行,这些陈旧设备和老式监测手段已经不能满足现代化监测的要求,为适应新形式有必要对现有设备进行一次改造。

研究和开发区域性电网电能质量网络监测与管理系统,建立统一的、开放的监控和管理平台,实现对电网电能质量五项指标全天候监控具有重大现实意义及技术管理前瞻性,对电网安全、经济运行具有积极意义。

1 电能质量在线监测系统特点

电能质量在线监测系统平台由临汾供电公司与研发合作单位联合开发,监测装置采用国产设备和进口设备相结合的模式。电能质量在线监测系统由数据服务器、Web服务器和电能质量监测仪组成,配合强大的数据分析软件。最大程度地实现信息的集成和资源共享,通过系统的实施,能自动采集各监测点的电能质量历史数据和实时数据,系统采用电能质量数据交换规范加数据库(PQDIF+SQLServer)扩展技术将电能质量数据交换规范PQDIF(Power Quality DateInterchange Format)文件详细准确地解析并将解析数据填充到主系统的数据库中,实现国产设备与进口设备的兼容,通过Web服务器,电能质量在线监测系统内的各工作站可以查看各监测点的历史数据和实时数据,并可以对历史数据进行分析,实现各监测点的统一管理、统一调度。

1.1 体现B/S架构优势

各专责及其他管理人可以在系统内的任意可联网的地方通过IE浏览器对电能质量监测装置进行监控,无需安装软件,就好像在自己办公室上网一样。

1.2 安全的权限设置

电能质量在线监测系统具有三级权限管理机制,利用权限指派,可以避免系统中的数据错误操作或丢失。例如,一般人员只能查看各站点电能质量监测装置的参数设定,而不能修改设定;而拥有系统设备管理权限的管理员可以查看和修改电能质量监测装置的参数设定;对于领导,则可以对整个网络的运行有一个整体的掌握。

1.3 操作方便

电能质量在线监测系统采用Web浏览模式,界面更直观操作更简单,操作人员只需查看系统帮助就能很快地上手操作。整个系统采用人性化设计,用户根据系统提示就能快速得知系统运行进度,避免错误。

1.4 升级便利

现有传统监测系统的更新和升级是非常麻烦的,随着网络规模的扩大,不可避免地需要更多更先进的功能,如果希望对已经使用的系统升级,又是一笔投资,导致分布在不同位置的用户不能及时获得最新的功能。利用基于Web的电能质量监测管理系统,只需在网络上一次升级,即可实现对所有用户的升级,达到功能扩展的目的。

1.5 可智能扩充系统

电能质量在线监测系统具有可扩充性。采用电能质量数据交换规范加数据库(PQDIF+SQLServer)技术,将标准的PQDIF数据解析,并将数据填入主系统数据库,通过这种智能扩充,扩大了系统的监测范围,为同一地区由于同时使用几个厂家设备而造成的各厂家数据不兼容,同时安装几套系统造成的操作繁琐、不容易管理的问题提供了一个很好的解决方案。

1.6 方便的数据填充

电能质量在线监测系统对由于网络因素造成设备在一段时间内不能与服务器通讯造成的数据中断,管理员可使用数据库填充系统将中断期间的数据通过软件填充到数据库中,以保持数据的完整性,为以后的分析提供良好的数据信息。

1.7 数据的智能补调

电能质量在线监测系统采用数据智能补调技术,用户可方便地根据实际需要自主设定补调参数,当通讯出现短时中断时,在通讯恢复后系统可以自动将中断的数据补调回服务器,以保持数据的完整性。

1.8 精准的监测设备

电能质量监测装置仪采用嵌入式系统设计,以32位数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)数字信号处理器为核心,测量功能强大,测量精确,适于长期挂网运行。装置具备RJ45网络接口、232/485接口,支持IEC103规约。可根据现场通讯情况方便地使用局域网进行数据远传,从而最大限度地利用现有资源,减少过度阶段设备投资。

2 电能质量在线监测系统功能

2.1 实时监控功能

电能质量在线监测系统实时接收并显示监测点现场测试数据、波形、频谱、矢量图、并具有数据打印、导出功能。在线判定各参数是否越限。

2.2 数据分析功能

可以按不同的电压等级或不同区域对任意时间段的电能质量指标进行统计分析,可以以柱状图形式表示,并可生成任意时间段的趋势曲线。

2.3 远程对时功能

可以远程对监测装置进行对时,使监测装置和服务器系统时间一致。

2.4 通讯状态显示功能

对监测装置与系统的连接状态进行显示。通过简单明了的标识查看通讯状态,为管理者提供直观的信息。

2.5 图形输出功能

将所有数据信息以图形的方式输出,可输出格式为BMP或JGP图片。

2.6 报表输出功能

利用Web系统的 “报表系统”可以统计在用户权限下的任何监测点的任意时间段的统计信息,可以保存为不同的格式,也可以直接打印输出。

2.7 越限报告统计功能

电能质量监测系统可以自动统计越限情况,统计项目包括:越限项目、越限起始时间、越限时长以及越限时刻的参数值。

2.8 远程参数设置功能

管理员或具有设置权限的人员可以添加、删除监测站点并对站点进行远程设置、修改参数定值,使管理更方便,提高工作效率。

2.9 用户及数据维护功能

管理员可以添加、删除用户,并为不同用户分配权限,对数据库的数据进行备份、删除等操作。

2.10 PQDIF格式数据转化功能

定期将历史数据转化成标准PQDIF文件以供相关部门参考。

2.11 数据库填充功能

对长时间中断的监测点的数据,用户可利用笔记本电脑现场接收历史测量数据填充至服务器,也可以待通讯通道恢复后远程召唤通讯中断期间的历史数据以保持数据完整。

2.12 数据智能补调功能

当通讯出现短时中断时,在通讯恢复后系统可以自动将设定的时间段内中断的数据补调回服务器,以保持数据的连贯性。

3 实例分析

220 kV郑庄变电站电铁I回154线路一直是谐波严重超标,原先监测的设备不能将数据实时传回局内服务器,需要工作人员定期到变电站采集数据,这样不利于工作人员的管理,而且不能及时发现问题,确定其对电网产生的影响。通过电能质量在线监测系统的实施,各专责及管理人可在供电公司内部任意联网的办公室内通过IE浏览器随时查看线路数据,还可以通过历史曲线分析连续的历史数据。工作人员不需到变电站采集数据就可随时对历史数据做报表统计,减少工作量。图1为2008年11月统计报表,报表自动计算各参数是否超标。

通过报表分析得知,3次、5次、7次、9次谐波电流严重超出国家标准,11次、13次、15次、17次谐波电流也存在不同程度的超标。

图1 11月份电流谐波综合统计报表

4 经济效益分析

通过电能质量在线监测系统的实施,避免了客户端浏览系统需安装客户端软件的繁琐过程;管理员可在办公室就能远程在线监控、分析现场实时数据,真正实现了办公自动化。电能质量在线监测系统通过使用电能质量数据交换规范加数据库PQDIF+SQL Server技术解决不同厂家的数据不兼容问题,扩充了系统的监测范围,使操作界面简化统一,这样使管理者只需了解主系统就可分析所有变电站的数据,避免管理人员重复学习多种厂家系统,提高工作效率。电能质量在线监测系统还应用了数据智能补调技术,当数据出现短时中断时系统可根据用户设置自动补调数据,确保了数据的连续性、完整性。电能质量在线监测系统可生成标准PQDIF文件,提供了一种中性的、弹性的交换平台,方便应用不同格式的监测数据。

电能质量在线监测系统实现了对电网中的电压偏差、频率偏差、谐波、三相不平衡等电能质量数据的全天候网络化实时监控,全面提升了电力系统自动化管理水平,加强了公用电网电能质量的监督管理,为电网安全运行提供了可靠的保障。

电能质量在线监测系统的实施解决了目前临汾供电分公司辖区内电能质量监测数据不能及时准确传输的问题,提高了监测水平,减轻了工作人员的负担,实现了真正的自动化办公;为临汾供电公司变电站自动化建设开辟了思路,为山西省电能质量监测网络建设搭建了区域网络平台。

The Development and App lication of Electric Energy Quality On-line Monitoring in Secondary Network

DONG Jian-ling
(Lin fen Power Supply Company,Lin fen,Shanxi 041000,China)

Based on the analysis of electric energy quality on-linemonitoring system in Linfen pow er grid,this paper studies the app lication of electric energy quality on-linemonitoring system in Linfen power grid and its test resu lts,which builds a district network for theelectric energy quality on-linemonitoring system in Shanxiprovince and makes themultimanufactures and data formu la compatible.By app lying the triple degrees netw ork distribution and local area network transm ission mode,the p rob lem that datum o f electric energy quality on-linemonitoring cannot be transmitted in time is so lved,which p romotes the level ofmonitoring and finds a new w ay to the automation construction of the substation of Linfen power grid.

electric energy quality;on-linemonitoring;harmonic;expanding o f intelligent system;intelligentad justment of data

TM 73,TM 933

B

1671-0320(2010)03-0021-04

2009-12-28,

2010-04-26

董建玲 (1972-),女,山西临汾人,2004年毕业于太原工业大学计算机信息管理专业,助理工程师,从事电压无功管理工作。