基于物聯網智能終端及其系統的電能質量分析研究

【摘?要】為實現配電網電能質量的快速分析，開展對電能質量分析方法設計研究。提出一種基于物聯網智能終端及其系統的電能質量分析方法。通過發電側與用電側電能質量參數測量、基于物聯網智能終端及其系統的事件記錄分析以及電能質量廣域網云端在線分析。通過與傳統方法對比得出，該分析方法具有平均用時更短，更滿足配電網對電能質量結果傳輸延遲時間在200ms以內的需求，為配電網穩定運行提供技術支持。

【關鍵詞】物聯網;智能終端;系統;電能;質量;

中圖分類號：F407.61????文獻標識碼：A

0引言

當前電能質量問題尤為突出，尤其是在配電網領域中，隨著人們對新能源的關注度逐漸增加，大量的分布式發電設備連接到配電網中，使得分布式光伏發電系統在運行的過程中會向配電網內部不斷注入直流分量以及諧波，從而造成配電網無法正常運行，進而引發更嚴重的電力事故。

1基于物聯網智能終端及其系統的電能質量分析方法設計

1.1發電側與用電側電能質量參數測量

在對電能質量分析前，首先對發電側和用電側多種類型的電能質量參數進行測量。

將智能電力參數測量終端設備安裝在電源側以及各個用電設備的電機側，并分別接入一個三相電流互感設備。將電流傳感器采集到的電流信號傳輸到物聯網智能終端設備中，通過電動機的轉速傳感器對電機的轉速進行測量，并將測量結果通過虛擬傳輸通道傳送至可編程邏輯控制器。

1.2基于物聯網智能終端及其系統的事件記錄分析

本文采用的傳輸通信通道為物聯網智能終端及其系統，物聯網智能終端直接可上傳數據，通過數據加密處理后，物聯網協議將數據上傳到云端服務器，利用各個時域范圍內傳輸的節點對發電側和用電側的電能質量擾動現象進行分析。若無法滿足電能質量條件則利用快速傅里葉變換算法時產生的分析信號會出現頻率泄漏的現象發生，從而判斷此時電能質量存在異常。

1.3電能質量廣域網云端在線分析

考慮配電網日常運行與監督機構之間存在不同的需求問題，本文還將對其電能質量進行云端在線分析。云端在線分析主要分為配電網全網分析和廣域網云端分析兩個部分。電能質量廣域網云端在線分析具體流程如圖2所示。

通過電能質量廣域網云端進行分析，監督部門、配電網運行、電力系統等相關人員可通過終端對用電側和發電側的電能質量參數進行獲取，并為其提供遠程診斷和故障維修方案設計平臺。通過在本地服務器以及物聯網智能終端服務器的網絡訪問新建工程對測量的電能質量參數進行傳輸，并將相關數據上傳到云端監測平臺當中實施深度分析。通過本文電能質量分析方法是結合物聯網智能終端技術產生的，因此具備物聯網的遠程在線分析功能，配電網維護人員通過各類移動設備均可對電能質量的變化參數進行實時診斷，根據電能質量監測數據對此時配電網運行狀態分析。

2實驗論證分析

將提出方法應用到實際配電網運行中，驗證本文方法的可行性，同時將其分析結果與傳統電能質量分析方法進行對比，比較兩種分析方法的性能。被監測的器件選用根據傳統配電網運行企業常規設計電路，并在其中設置相應的發送節點、中繼節點，將兩種不同節點安裝在總線接口以及無線傳輸端。分別利用本文提出的分析方法與傳統分析方法對電能質量進行測量、傳輸和監測，并將獲得電能質量結果所需的時間進行記錄，繪制成如表1所示的實驗結果對比表。

實驗結果表明：在對不同用電側或發電側的電能質量A、B、C、D進行分析時，本文分析方法得到電能質量結果的平均用時在135ms～141ms之間，傳統分析方法平均用時在167ms～231ms之間，根據配電網對電能質量結果的傳輸延遲時間在200ms以內為合格標準可以看出，傳統分析方法在對編號B進行100次實驗時由于分析困難程度增加使得其平均用時受到影響，導致超出200ms規定傳輸延遲標準，而本文分析方法不存在上述問題。因此，通過實驗證明，本文提出的基于物聯網智能終端及其系統的電能質量分析方法具備更快速的分析能力，隨著分析次數的增加方法自身的分析質量不受影響，更滿足于配電網穩定運行的需要。

3結束語

本文采用物聯網智能終端及其系統提出了一種全新的電能質量分析方法，通過實際應用證明該方法分析能力更高，在后續的研究中，還將針對該方法對電能質量參數數據通信、故障報警、云存儲等開展更全面的設計和實驗，從而在滿足物聯網各項技術要求的基礎上，提高該方法在復雜環境下對用電側及發電側對電能質量分析能力。

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作者簡介：

穆彪（1988—），男，漢族，陜西興平人，總經理助理/高級項目主管，大學本科學歷，研究方向：主要從事物聯網設備及其系統的研究。

（作者單位：江蘇能電科技有限公司）