凌旺
山西京玉发电有限责任公司 山西省朔州市 037200
【摘要】：电网由“发、输、变、配、用”五个环节组成，作为用户侧的“配、用”电环节消耗着总电能的80%。随着社会经济发展，电气化铁路、电弧炉、变频器等冲击性、非线性、不平衡度负载在电力应用中越来越多，谐波、负序、闪变、电压暂态等电能质量问题直接影响着电力系统的供电安全。
【主题词】：随着电能质量问题的日益突出,人们对电能质量的关注程度也越来越高。想要改善并提高电能质量,必须找到一种有效的检测与控制方法,通过找到一种行之有效的检测算法,准确的辨识出电能质量的不同扰动信息并对其进行扰动分类,通过分析扰动波形找到电能质量的问题所在,最后根据分析结果找到一种控制方法以改善并提高电能质量,促进经济的建设和发展，以达到提高电能质量为目的。目前,关于电能质量检测与控制方面的研究已经取得了优异的成果,但尚有很大的研究及应用空间,对于电能质量检测与控制方法的研究具有一定的社会意义和经济意义。由此可见,该课题的研究应用对社会的经济发展具有重要的实用性和广泛的应用前景。本文对电能质量监测与控制方法的应用做进一步分析与探讨。
一、三相电能质量监测技术应用及功能特点
基于改善及提高用电质量的目的，山西京玉发电公司在封闭煤场建设项目在建期间配电系统增设了HDV-600 三相电能质量监测系统。通过采用数字信号处理器(DSP)与 ARM 处理器双 CPU 架构， 对配电系统的电能质量情况进行多参数监测。使得运维人员及时的了解煤场负荷使用的电能质量情况，以便相关管理人员及时发现供电网络的问题。该技术适时监测系统电压波动（晃 电）、系统电流波动（故障录波）、谐波分析、电流电压相角（对称度）等电能质量情况并进行分析。同时，配备PC 端配套软件，当系统发生晃电、故障，可在电脑上通过软件进行波形查看并生成 PDF 文件，也可在触摸屏上查看记录波形。
1、系统电压晃电监测与分析
实时监测系统电压波动，当系统电压在设定时间内突然降低后恢复，则装置自动识别晃电的相别，在界面上指示晃电相别，（也可设定 DO）。可以在波形数据中查看到此波形。也可将波形记录文件通过 U 盘拷贝到 PC 端进行查看。 通过电力监控系统可实时和定时采集现场设备的各电参量及开关量状态（包括三相电压、电流、功率、功率因数、频率、谐波、不平衡度、电流K系数、电话波形因子、电压波峰系数、电能、温度、开关位置、设备运行状态等），将采集到的数据或直接显示、或通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示（总系统功率、负荷最大值、功率因数上下限等），并对重要信息量进行数据库存储。
2、故障启动记录波形（故障录波）
当监测的电流发生突然升高（启动门槛可设定），装置自动记录当时的电压、电流波形，同时也可以在波形数据中查看到此波形。
3、三相电流、电压、温度历史数据曲线
该技术分别统计三相电压、三相电流、温度的历史运行曲线，可设置查询其实的时间，曲线跨度等。 电压、电流相角 装置自动计算以 UA 为参考轴的三相电压、三相电流的电角度。超前角度为负值，滞后角度为正值。 系统提供了实时曲线和历史趋势两种曲线分析界面，通过调用相关回路实时曲线界面分析该回路当前的负荷运行状况。如通过调用某配出回路的实时曲线可分析该回路的电气设备所引起的信号波动情况。系统的历史趋势即系统对所有已存储数据均可查看其历史趋势，方便工作人员对监测的配电网络进行质量分析。
4、谐波分析与畸变率
分别测量电压、电流的 2～11 次谐波含量，并计算出电压与电流的谐波畸变率。
5、三相功率测量
该技术分别测量三相有功、无功、功率因数。
6、温度测量
同时该电能质量监测系统还配备了 6 点无线测温传感器，可对进线母排的温度进行在线测量。
7、报表管理
系统具有标准的电能报表格式并可根据用户需求设计符合其需要的报表格式，系统可自动设计。
可自动生成各种类型的实时运行报表、历史报表、事件故障及告警记录报表，操作记录报表等，可以查询和打印系统记录的所有数据值，自动生成电能的日、月、季、年度报表，根据复费率的时段及费率的设定值生成电能的费率报表，查询打印的起点、间隔等参数可自行设置；系统设计还可根据用户需求量身定制满足不同要求的报表输出功能。
二、三相电能质量在线监测技术的应用价值
近年来，电能质量在线监测系统在一些供电公司相继建立并投入使用。其系统结构类似于电力系统广泛应用的SCADA系统。针对这样的新的信息系统，为什么要建立，应如何进行实施，有什么样的作用与应用价值等，均是我们值得斟酌的问题。只有理清了思路，才能使电能质量在线监测系统的建立与应用步入良性发展的轨道。
1、 电能质量监测技术的发展回顾
在我国，电能质量监测技术已经经历了二十多年的发展历程。
过去最早常用的一种技术手段为便携式，后发展为面向过程的在线式，即由便携式改进的多通道、集中式在线监测装置，以工控机为主要器件面向对象的单元式，主要为DSP技术的应用。从监测设备的功能而言，已经实现了由单一功能向多功能监测的过渡，发展过程如下：
电压监测仪谐波监测设备闪变仪；
稳态电能质量监测；
稳态、暂态电能质量监测；
从数据处理方式上而言，其发展过程主要表现在：
人工分析测量数据
监测数据导入计算机后进行简单的统计分析数据以文本方式保存，用专用分析软件统计分析基于数据库管理的、网络化的、多用户统计分析
从评估方法而言，主要从下述角度进行分析：
统计最大、最小、平均、95％概率大值给出指标变化曲线判断是否超标。
2、 电能质量监测的认识误区及电能质量监测系统存在的问题
应该明白，电能质量的监测有两个主要目的：其一在于从技术层面上保证电网的安全、稳定、经济运行，及早发现电网存在的潜在隐患，同时对已发生的电力事故进行更有效的分析，从而采取措施，予以防范；其二在于从电能作为商品意义上而言，应该本着对用户负责的态度，全程监视这一特殊商品的产、供、配、用环节，针对不同的用户需求提供不同的电能质量，当然用户需支付与此相应的电价。偏离了这两个目的，其监测是没有意义的。
目前，电能质量监测系统的建立存在如下问题及及认识误区：1） 没有统一规划，选择监测点无目的性或针对性；2） 不知道如何应用，或不能较好地应用；3） 过分强调设备，忽视后台分析，导致监测无用的现象。例如对于监测设备，过分追求采样率。有的在监测电压跌落、骤升等暂态电能质量指标时，甚至提出兆级的采样速度，实际上这都是没有必要的。
3、 电能质量监测系统的应用价值
电能质量监测系统应注重其应用，不能为监测而监测，只能是为应用而监测。纯粹的判断超标与否属于最简单、最基本的应用。
应用电能质量在线监测系统的基本原则在于：能够通过对某指标或多个指标的在线监测数据分析，给电力工作者提供可供参考、应用的结论性意见及建议，这个建议可以属于定性的，也可以是定量的。
三、 结束语
因此用电企业以及发电公司相关辅助车间有必要建立电能质量监测系统，实现对整个配电电网电能质量的实时监控。同时以合理的硬件需求实现电能质量的在线监测；电能质量的监测应该以应用为主要目标；多层次、专业化的分析软件的嵌入是电能质量在线监测系统的焦点。随着社会经济的发展及电力的广泛应用，电能质量分析管理已成为电网用户侧配电系统建设的必然选择，以上介绍的电能质量在线监测技术，可以实现对电能的在线监测，实现对采集数据的分析、处理，并生成各种电能及电能质量报表、分析曲线、图形等。便于电能的分析、研究；配电系统缺陷的判断、处理。
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