電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及未來趨勢探索

張小紅

摘 要：電能質(zhì)量除了會對電網(wǎng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益造成影響之外，還與用戶安全運(yùn)行、產(chǎn)品質(zhì)量存在直接聯(lián)系。通過對電能質(zhì)量相關(guān)信息的監(jiān)測，以實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的有效提升。對此，文章首先對電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的淺析，然后分析當(dāng)前監(jiān)測系統(tǒng)研究現(xiàn)狀，最后對其未來發(fā)展趨勢予以闡述，意在促進(jìn)電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的長遠(yuǎn)發(fā)展，以發(fā)揮其最大應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量；監(jiān)測系統(tǒng)；研究現(xiàn)狀；未來趨勢

電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)主要是進(jìn)行電能質(zhì)量的分析與評估，屬于發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題重要方式，對系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，電能質(zhì)量情況與國民經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)，為了更好提供優(yōu)質(zhì)電能，應(yīng)該在電力部門、社會共同努力下得以實(shí)現(xiàn)，因此，對電能質(zhì)量相關(guān)監(jiān)測技術(shù)予以優(yōu)化，能夠更好符合用戶實(shí)際電力需求，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性、可靠性的協(xié)調(diào)發(fā)展，使其電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)呈現(xiàn)良好發(fā)展前景。

一、分析電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)階段，在電能質(zhì)量的監(jiān)測技術(shù)中，均已建立SCADA系統(tǒng)監(jiān)測模式，同時具有多功能和數(shù)字化的特點(diǎn)，在進(jìn)行單元監(jiān)測時，可以通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的合理應(yīng)用，對電能質(zhì)量各項(xiàng)信息進(jìn)行集中處理，將其匯集到數(shù)據(jù)中心內(nèi)，由各部門采取IE瀏覽形式獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息。

（一）總體思路

對于電能質(zhì)量的SCADA系統(tǒng)來講，其主要參照變電站自動化進(jìn)行，在對目前通信資源、網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行高效運(yùn)用后，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的科學(xué)構(gòu)建，從而達(dá)到監(jiān)控數(shù)據(jù)實(shí)時共享的目的。與此同時，當(dāng)對MIS系統(tǒng)內(nèi)資源進(jìn)行充分運(yùn)用后，通過監(jiān)控系統(tǒng)和MIS系統(tǒng)的有效連接，使其維持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，同時還可以對電能質(zhì)量監(jiān)測工作起到積極作用。

（二）監(jiān)控中心

通常情況下，監(jiān)控中心由多項(xiàng)設(shè)備組合而成，例如：WEB服務(wù)器和打印機(jī)、數(shù)據(jù)服務(wù)器和通信服務(wù)器等。其中管理站與WEB服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器和通信服務(wù)器則可以采取組網(wǎng)規(guī)模對其合并，將其置于一臺或多臺計算機(jī)系統(tǒng)中，不再限制其物理位置。由此可見，監(jiān)控中心主要是對變電站的監(jiān)控單元進(jìn)行監(jiān)測，其監(jiān)測數(shù)據(jù)可以通過自動或人工的方式進(jìn)行存取，同時進(jìn)行監(jiān)控單元的遠(yuǎn)程維護(hù)和操作，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息實(shí)時監(jiān)測的目的；對于多級系統(tǒng)來講，上級監(jiān)控能實(shí)現(xiàn)下級監(jiān)控的數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計，可以越過下級監(jiān)控進(jìn)行監(jiān)控單元相關(guān)命令的下達(dá)。

二、電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

目前，在對電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，其問題主要表現(xiàn)為以下幾方面：首先，電力系統(tǒng)對FACTS與高壓直流輸電等應(yīng)用，要求在電子技術(shù)相關(guān)設(shè)備、裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行，并廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)內(nèi)，最終導(dǎo)致電網(wǎng)中電流、電壓波形出現(xiàn)嚴(yán)重畸形問題。其次，用戶負(fù)荷的持續(xù)增加，尤其表現(xiàn)在部分大容量與非線性負(fù)荷設(shè)備中，例如：鋼鐵負(fù)荷與電力機(jī)車等，將其接入電網(wǎng)，會在電網(wǎng)運(yùn)行過程產(chǎn)生許多高次諧波，同時還會出現(xiàn)電壓波動與閃變等一系列問題，從而造成系統(tǒng)的頻率波動，并對電能質(zhì)量監(jiān)測造成不利影響。最后，在計算機(jī)技術(shù)逐漸完善下，基于計算機(jī)系統(tǒng)，相關(guān)控制設(shè)備與電子裝置得到廣泛應(yīng)用，除了會造成電能質(zhì)量的異常敏感之外，還會加大電能質(zhì)量惡化程度。對此，為了保證電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，應(yīng)針對以上問題進(jìn)行相關(guān)措施的落實(shí)，進(jìn)而為相關(guān)研究工作的開展提供相應(yīng)參考價值。

三、電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢

（一）監(jiān)測裝置的科學(xué)應(yīng)用

在電能質(zhì)量的監(jiān)測過程中，其監(jiān)測數(shù)量相對較多，且波形主要是以變形為主，傳統(tǒng)監(jiān)測模式主要是以模擬信號分析的方式進(jìn)行，即按照電能質(zhì)量不同標(biāo)準(zhǔn)，對監(jiān)測儀器進(jìn)行針對性選擇，例如：對電壓和電流的監(jiān)測，通常選擇電流表和電壓表進(jìn)行，或者功率損耗測量功率表等，雖然此類儀器會對電能質(zhì)量予以監(jiān)測，但其測量指標(biāo)較低，普遍缺少通用性特點(diǎn)，使監(jiān)測數(shù)據(jù)不具有準(zhǔn)確性特點(diǎn)。而當(dāng)前電能質(zhì)量監(jiān)測過程中，通常將新型數(shù)字儀器作為重點(diǎn)，在其內(nèi)部添置微處理器，和計算機(jī)進(jìn)行相互連接，使其自動化水平得到顯著提升，同時具備顯示數(shù)據(jù)和儲存數(shù)據(jù)等功能，并對某站點(diǎn)電能質(zhì)量進(jìn)行高效率監(jiān)測。然而，由于該裝置不能實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)指標(biāo)共同監(jiān)測的目的，加之監(jiān)測過程人力與物力消耗較大，因此，研究人員需要在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸完善下，對其予以科學(xué)應(yīng)用，通過信息分享交換得以實(shí)現(xiàn)，意在為其網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測提供技術(shù)支持。

（二）時域仿真

針對暫態(tài)電能質(zhì)量現(xiàn)存問題，時域仿真技術(shù)的應(yīng)用比較理想，例如：在電壓持續(xù)下降或電壓中斷等問題中，因?yàn)榇祟悊栴}持續(xù)時間過長，且不具有穩(wěn)定性，從而對頻譜分析技術(shù)提出了新的要求，即時域仿真技術(shù)不僅可以對波形特征進(jìn)行全面分析和提取，而且還需要具備直觀簡單的特點(diǎn)，以物理角度完成電能質(zhì)量的監(jiān)測工作，使其更好應(yīng)用于電能質(zhì)量的實(shí)時監(jiān)測和分析中。為了保證整個監(jiān)測過程更加科學(xué)性，選擇可變換方式對干擾信號進(jìn)行研究，比較典型方法為傅里葉交換，屬于處理信號和分析頻譜常見技術(shù)手段，因其存在分析局限性的缺點(diǎn)，所以，研究人員需要對傅里葉變換、短時間傅里葉變換方法進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用。

（三）頻域分析方法

此方法主要應(yīng)用于電能質(zhì)量穩(wěn)定問題，例如：電壓波動和諧波等問題。和暫態(tài)電能質(zhì)量相比較，穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量的問題變化較為緩慢，且持續(xù)時間過長，因此，在對其進(jìn)行監(jiān)測時，對稱分量法的應(yīng)用比較常見，該方法相對比較完善，且模型構(gòu)建比較簡單，卻存在計算量增加會消耗更多時間的缺點(diǎn)，要求相關(guān)人員對此類問題進(jìn)行重點(diǎn)優(yōu)化。

結(jié)束語：

在20世紀(jì)80年代，我國電能質(zhì)量的監(jiān)測系統(tǒng)取得顯著變革，即智能電網(wǎng)下，在構(gòu)建電能質(zhì)量的信息平臺時，需要將監(jiān)測系統(tǒng)與其他系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)應(yīng)用，使其成為智能電網(wǎng)重要數(shù)據(jù)信息平臺。隨著我國不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)建和通信協(xié)議等早已無法達(dá)到發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，因此，電力企業(yè)需要加大相關(guān)技術(shù)研究力度，通過對電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)化和完善，以促進(jìn)社會的發(fā)展。

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