電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)探索

張小紅

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

關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；研究現(xiàn)狀；未來(lái)趨勢(shì)

電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是進(jìn)行電能質(zhì)量的分析與評(píng)估，屬于發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題重要方式，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，電能質(zhì)量情況與國(guó)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(mén)、社會(huì)共同努力下得以實(shí)現(xiàn)，因此，對(duì)電能質(zhì)量相關(guān)監(jiān)測(cè)技術(shù)予以?xún)?yōu)化，能夠更好符合用戶(hù)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(cè)系統(tǒng)呈現(xiàn)良好發(fā)展前景。

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

現(xiàn)階段，在電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)技術(shù)中，均已建立SCADA系統(tǒng)監(jiān)測(cè)模式，同時(shí)具有多功能和數(shù)字化的特點(diǎn)，在進(jìn)行單元監(jiān)測(cè)時(shí)，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的合理應(yīng)用，對(duì)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(mén)采取IE瀏覽形式獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息。

（一）總體思路

對(duì)于電能質(zhì)量的SCADA系統(tǒng)來(lái)講，其主要參照變電站自動(dòng)化進(jìn)行，在對(duì)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?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享的目的。與此同時(shí)，當(dāng)對(duì)MIS系統(tǒng)內(nèi)資源進(jìn)行充分運(yùn)用后，通過(guò)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(shí)還可以對(duì)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)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(duì)其合并，將其置于一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，不再限制其物理位置。由此可見(jiàn)，監(jiān)控中心主要是對(duì)變電站的監(jiān)控單元進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以通過(guò)自動(dòng)或人工的方式進(jìn)行存取，同時(shí)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(shí)監(jiān)測(cè)的目的；對(duì)于多級(jí)系統(tǒng)來(lái)講，上級(jí)監(jiān)控能實(shí)現(xiàn)下級(jí)監(jiān)控的數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)，可以越過(guò)下級(jí)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(cè)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

目前，在對(duì)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，其問(wèn)題主要表現(xiàn)為以下幾方面：首先，電力系統(tǒng)對(duì)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(wèn)題。其次，用戶(hù)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(chē)等，將其接入電網(wǎng)，會(huì)在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程產(chǎn)生許多高次諧波，同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)電壓波動(dòng)與閃變等一系列問(wèn)題，從而造成系統(tǒng)的頻率波動(dòng)，并對(duì)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)造成不利影響。最后，在計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸完善下，基于計(jì)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(huì)造成電能質(zhì)量的異常敏感之外，還會(huì)加大電能質(zhì)量惡化程度。對(duì)此，為了保證電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，應(yīng)針對(duì)以上問(wèn)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(kāi)展提供相應(yīng)參考價(jià)值。

三、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

（一）監(jiān)測(cè)裝置的科學(xué)應(yīng)用

在電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)過(guò)程中，其監(jiān)測(cè)數(shù)量相對(duì)較多，且波形主要是以變形為主，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)模式主要是以模擬信號(hào)分析的方式進(jìn)行，即按照電能質(zhì)量不同標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行針對(duì)性選擇，例如：對(duì)電壓和電流的監(jiān)測(cè)，通常選擇電流表和電壓表進(jìn)行，或者功率損耗測(cè)量功率表等，雖然此類(lèi)儀器會(huì)對(duì)電能質(zhì)量予以監(jiān)測(cè)，但其測(cè)量指標(biāo)較低，普遍缺少通用性特點(diǎn)，使監(jiān)測(cè)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(cè)過(guò)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(jì)算機(jī)進(jìn)行相互連接，使其自動(dòng)化水平得到顯著提升，同時(shí)具備顯示數(shù)據(jù)和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)等功能，并對(duì)某站點(diǎn)電能質(zhì)量進(jìn)行高效率監(jiān)測(cè)。然而，由于該裝置不能實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)指標(biāo)共同監(jiān)測(cè)的目的，加之監(jiān)測(cè)過(guò)程人力與物力消耗較大，因此，研究人員需要在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸完善下，對(duì)其予以科學(xué)應(yīng)用，通過(guò)信息分享交換得以實(shí)現(xiàn)，意在為其網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)提供技術(shù)支持。

（二）時(shí)域仿真

針對(duì)暫態(tài)電能質(zhì)量現(xiàn)存問(wèn)題，時(shí)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(wèn)題中，因?yàn)榇祟?lèi)問(wèn)題持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，且不具有穩(wěn)定性，從而對(duì)頻譜分析技術(shù)提出了新的要求，即時(shí)域仿真技術(shù)不僅可以對(duì)波形特征進(jìn)行全面分析和提取，而且還需要具備直觀簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，以物理角度完成電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)工作，使其更好應(yīng)用于電能質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析中。為了保證整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程更加科學(xué)性，選擇可變換方式對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行研究，比較典型方法為傅里葉交換，屬于處理信號(hào)和分析頻譜常見(jiàn)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(duì)傅里葉變換、短時(shí)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(wèn)題，例如：電壓波動(dòng)和諧波等問(wèn)題。和暫態(tài)電能質(zhì)量相比較，穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量的問(wèn)題變化較為緩慢，且持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，因此，在對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，對(duì)稱(chēng)分量法的應(yīng)用比較常見(jiàn)，該方法相對(duì)比較完善，且模型構(gòu)建比較簡(jiǎn)單，卻存在計(jì)算量增加會(huì)消耗更多時(shí)間的缺點(diǎn)，要求相關(guān)人員對(duì)此類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)優(yōu)化。

結(jié)束語(yǔ)：

在20世紀(jì)80年代，我國(guó)電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)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(tái)時(shí)，需要將監(jiān)測(cè)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(tái)。隨著我國(guó)不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)建和通信協(xié)議等早已無(wú)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(guò)對(duì)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)化和完善，以促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展。

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