电网电能质量监控系统

张健 等

摘要：通过电网电能质量监控系统，我们能对电网的电能质量指标做到实时监控，据此，可判定电网的哪些指标存在问题或有劣变的趋势，提出系统运行方式调整、指标控制治理的参考意见，确保系统稳定运行、功能完善。

关键词：质量监控系统 非线性符合 质量指标

1背景

非线性负荷特别是煤矿中的大型提升机、工业制造中的机床和家用的空调、电视和电脑等大量非线性负荷向电网中注入了大量的谐波，对用电设备造成严重伤害，如使增加变压器损耗，增加线路损耗，使电机负载加重，线圈消耗增加，加重集肤效应，使电机过热容易烧毁；产生电压波形畸变，使电力电子设备因电磁震荡而损坏，引起绝缘介质强度降低，缩短设备使用寿命；增加供电线路的损失，降低供电容量，加剧线路老化，泄露电流加大；谐波还会对通信设备，测量设备，仪器仪表，计算机，智能辅助监控，继保设备，智能装置等有很大的危害作用。同时，由于谐波通过电力线传输，因此影响面广，传播速度快，危害及其严重，其结果影响系统或设备的电气性能，甚至損坏设备，可见谐波危害与影响具有快速传播性。

本电能质量监控系统通过对电网电能质量的实时监测，能够评估电网中的谐波源及其危害大小，判断谐振发生的可能性及谐振电压，为电网的电能质量治理提供指标和决策服务。

2 需求分析

本系统的功能需求是在线采集电压、电流、供电可靠性等各种电能质量指标，进行谐波潮流计算，在全网范围内查找谐波源，并按照危害程度对谐波源进行排序。帮助运行人员更好地采取提高电能质量的措施，提高电能质量管理水平。

系统充分利用“三集五大”体系建设成果，通过电网信息支撑系统平台，对全网电能质量进行在线监测，全面了解电网情况，实现安全电网运行，并及时动态监测过程中异动及自动预警，为系统高层应用提供基础，为持续提升电网质量提供服务。

3 系统设计

跟进系统的需求分析，我们设计电能质量监控系统的具体功能如下：

①就地在线监测装置之间相互独立，单元的任意增加与缩减不影响整个系统的正常运行。②多功能监测终端，可通过终端图形界面任意配置监测通道，设置物理采集、软采集和函数采集通道。（图1）。③数据记录全面（表1）。④谐波潮流计算和显示。采用GPS同步各站采集的数据，能够得到精确的谐波潮流。⑤）谐波发射水平和谐波责任计算。能够分析任意谐波源对全网节点电压的影响，辅助确定谐波源的影响范围及影响程度。⑥谐波源全网定位。能够在全网范围内按照影响程度和影响范围对各个谐波源排序，并定位影响最大的谐波源（图2，图3）。⑦超限报警和事件追忆功能，能够帮助运行人员及时找到因谐波问题引起电网中故障的原因。具有录波功能。⑧高精度。符合国标A 级仪器要求。对谐波、三相不平衡度、闪变和波动均采用基准算法，无近似计算，采用高精度A/D（12 位），同时采样，采集速率12.5 kHz。电压测量精度0.1级，电流测量精度0.2级，功率电度测量精度0.5级。⑨强大的通讯功能。监测单元具有RJ-45、RS-232/458、光纤、GPRS和zigbee等多种通讯方式，通讯距离不受限制。可以灵活的构建电力谐波潮流分散监测系统，同时提供灵活和便捷的数据转发设置功能（图4，图5）。⑩谐振模态分析。系统对采集的数据进行分析，找出系统的谐振模态，图5为谐振模态分析图。

4 结束语

通过电网电能质量监控系统，我们能对电网的电能质量指标做到实时监控，据此，可判定电网的哪些指标存在问题或有劣变的趋势，并能在系统检测结果的基础上，提出系统运行方式调整、指标控制治理的参考意见，确保系统稳定运行、功能完善。