电能质量监督管理与运行

2019/8/221电能质量监督、管理与运行2019/8/222一、电能质量监测技术（一）电能质量测量的特殊性（二）电能质量测量仪表的分类（三）电能质量监测网络（四）电能质量监测的若干发展趋势二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施三、国内外电能质量管理策略四、关于我国实行电能质量全面运行监督的建议内容提要2019/8/223电网中电能质量的运行监督，主要是由各级电力调度部门进行日常的电压和频率偏差监测和调整。对谐波、电压波动与闪变、三相电压不平衡度等质量指标，一般由检测中心采取不定时或专门检测，发现问题再与相关用户协商，采取措施解决。下面首先介绍电能质量的监测技术。2019/8/224一、电能质量监测技术电能质量的监测是供电部门和用户了解电能质量、采取相应措施的基础。我国很多地区现已采取了不同方式的监测方法，重点对各种污染源进行监测。在城市配电网中，也存在着各种污染源。如写字楼、办公楼、大型商场集中的商业区、金融区以及居民小区等地区，由于大量的电力电子设备（调速电机、开关电源、计算机、微波炉、彩电、打印机、电子式和铁磁式镇流器、空调、节能灯、UPS等）的使用，用户负载中的谐波问题较突出。2019/8/225（一）电能质量测量的特殊性1).测量方法的多样性与测量结果的可比性首先是电能质量问题的分类与定义要明确；应当与国家标准中的推荐测量方法相一致。2).实际传感元件设计条件与测量精度要求相矛盾一般来讲，通常采用的电压与电流传感器件在低频传导现象上基本满足工业生产的检测要求。3).事件型电能质量问题的记录与连续检测在处理时间上的配合增加了统一电能质量检测仪器在设计上的复杂性4).电能质量测量往往需要从局域或全局综合评价后台的统计分析工作不可少，测量与评估方法要紧密联系应根据实际问题来决定需要什么样的监测2019/8/226（二）电能质量测量仪表的分类1）按测量内容和功能分类2）按测量实现方法分类3）按使用环境和条件分类美国FLUKE公司的产品类型分类标准型故障诊断型分析型预见维护型2019/8/227标准型电能质量检测标准型测量基本的电能质量，即电网工作中供电方能够提供给用电方常见的电气操作与稳定运行的基本电能质量要求。满足对电能质量的最低要求（非计算机级别---EN50160标准）基于供电系统的电压测量对标准型的技术经济等要求便携或便于安装一周的电压记录长度，没有高速瞬变现象的捕捉能力低速的通讯（串口）有限的内存2019/8/228故障诊断型监测用途：确定一些故障是否因为供电质量相关联当出现一些误动或误操作的时候供电方来响应客户的投诉当标准型不能满足功能需求的时候特点：测试电压和电流大容量存储记录低速采样的有效值和谐波数据可对脉冲瞬变信号进行高速采样便携，中高价位2019/8/229分析型监测用途：配电系统内部故障后的分析需要确认和修复故障设备需要安装补偿装置时特点：测试电压和电流设定或自适应调节门限值大容量存储高速处理，高速通讯（以太网）数据库管理便携或安装，各种档次和价位2019/8/2210预见维护型监测通过先进的技术手段来预测事故的苗头。预见维护是建立在测量基础上的（而预防性维护是对一段时间做的维护），专家认为预见维护型是电能质量监测的发展方向!基本技术思路：当电气系统不稳定时，电压波动的速度和强度会大大增加。优点：可以在问题出现之前就采取措施避免不必要的设备更换有利于系统的动态补偿充分有效地利用已有的维护手段2019/8/2211预见维护型的特点电压和电流的全部测试设定或自适应调节门限值大容量存储高速瞬变捕捉高速通讯数据库管理安装型，中低价位2019/8/2212预见维护型监测的要求需要跟踪细微的电压变化需要同时测量所有参数来进行判断预见型分析的关键是全透视监测测量的广度测量的深度2019/8/2213测量的广度测量的深度电压质量●无需编程功率消耗●所有的干扰都被自动捕捉谐波●可以设定事件的触发判椐闪变●事件直接绘制在容忍曲线上三相不平衡●没有死区地线电流●通过趋势分析软件下达维护指令波形记录2019/8/2214预见型分析与维护的关键数据库管理多用户管理网络报告可靠性维护和预见性维护全透视+连续数据+趋势分析=预见性维护2019/8/2215构建电能质量监测网络，将各监测点的数据传送到分析中心数据服务器，利用在中心主机上的评估分析软件对各监测点的数据作各种分析，给出评估结果，作为电能质量问题分析、治理的依据，这在电力市场环境下其重要性尤为突出。（三）电能质量监测网络2019/8/2216一个完善的监测网络不仅应能实时记录有功功率、无功功率、电压偏差、频率偏差、谐波、电压波动、三相不平衡等数据，还应具有记录电压暂降、暂升、中断以及捕捉快速（ms级甚至ns级）瞬时干扰的能力。（三）电能质量监测网络2019/8/2217（三）电能质量监测网络局长工作站系统管理员调度中心谐波专责其它工作员WEB服务器数据服务器技术交流中心SQLserver大型数据库监测点1监测点2监测点3监测点4监测点N2019/8/2218电能质量监测网络构成2019/8/2219电能质量监测网络架构图2019/8/2220拨号方式电能质量监测网络构成可利用电力网已经建成的通讯系统，借助拨号方式构成全网或局域网的电能质量监测体系。右图为我们已完成的某供电局电能质量监测网络的结构形式和功能布局。实际上，只要将以上结构设计的信息通道更改为计算机光缆通讯，即可构成光缆方式的电能质量监测系统。（监测点1）……（监测点N）日常监测显示超标报警分析计算数据采集远程传递（压缩）……指令传递与数据管理实测数据库智能信息处理中心实时监控系统人机接口（监测中心）日常监测显示超标报警分析计算数据采集远程传递（压缩）监测统计日、月、年报表控制决策表扰动起因分析与分类扰动预测估计MODEMMODEMMODEMMODEM笔记本电脑2019/8/2221拨号方式电能质量监测网络构成结构特点：有线电话拨号网络方式，N对1点；计算机光缆网络连接方式。监测点选择原则a、受变化影响的敏感设备接入点b、电源人口端c、波动性和快速冲击性负荷安装点d、重要的供电枢纽站站点的监测设备（或称为前端机）硬件设计2019/8/2222电能质量监测网络—功能要求基本功能：可测量三相电压、三相电流的谐波、序分量、电压变动和闪变、电压偏差、功率因数、有功、无功、频率。实时监测、定时记录（每五分钟记录一组测量结果，保存一年）。每月自动生成月统计报表，统计区间为上月25日至本月25日。每天自动生成一个越限情况报告文件，记录着一天中各次谐波越限的起止时间以及越限时刻的值。具有谐波超值报警和跳闸功能。利用网络接口可接入局域网从而构成监测网络。2019/8/2223电能质量监测网络—项目(曲线)设置2019/8/2224电能质量监测网络—项目(合格率)设置2019/8/2225电能质量监测网络—后台分析后台分析软件主要功能本分析软件用于对存盘记录的文件进行事后处理，有文件显示、绘制谐波变化曲线、谐波分布图、统计分析、合格率计算等五种分析功能。2019/8/2226电能质量监测网络—数据库2019/8/2227电能质量监测网络—波形记录2019/8/2228电能质量监测网络—谐波频谱图2019/8/2229电能质量监测网络—质量报表电能质量报表：电能质量报表包括以下主要内容：统计报表：将所设定的时间段内各测量结果的最大值、平均值、95%概率值填入报表。监测报表：对电压总畸变率进行统计计算，将其95%概率值以及相应时刻的各项测量结果填入报表。日越限图表：可将仪器按日生成的越限记录文件，以图表的形式加以显示，从而可直观地得到任一天内各次谐波的越限情况。2019/8/2230电能质量监测网络—方式选择2019/8/2231电能质量监测网络—统计分析报表统计分析：本分析软件按照国家标准的有关规定和技术指标进行概率统计分析。2019/8/2232电能质量监测网络—通讯方式数据通讯2019/8/2233电能质量监测网络—应用实例后台分析软件应用实例2000年8月14日15时15分至8月15日14时37分，我们对某钢管厂380V进线谐波情况进行了近24小时的实测记录。实测数据量非常大，为对24小时整个谐波情况进行准确的了解，我们利用所开发的综合分析软件，对测试结果进行了统计分析，并提出了相应的抑制措施。2019/8/2234电能质量监测网络—THDu(%)变化曲线记录12019/8/2235电能质量监测网络—THDu(%)变化曲线记录22019/8/2236电能质量监测网络—3相电流第5次谐波分布图2019/8/2237电能质量监测网络—3相电流第7次谐波分布图2019/8/2238电能质量监测网络—3相电流第11次谐波分布图2019/8/2239电能质量监测网络—3相电流第7次谐波分布饼图2019/8/2240电能质量监测网络—功率因数变化曲线记录2019/8/2241（四）电能质量监测的若干发展趋势数字化随着数字信号处理技术（DSP）的发展与完善，其具有灵活、精确、可靠、抗干扰性强、尺寸小、造价低、速度快和容易大规模集成等特点。可用其构成电能质量数字化实时在线监测系统。2019/8/2242（四）电能质量监测的若干发展趋势网络化2019/8/2243（四）电能质量监测的若干发展趋势标准化为了提高测量数据的可信度和可比性，提高数据库与其它系统的开放性和共享性，规范监测网络数据交换格式非常必要。在此方面，美国EPRI提出了相应的电能质量数据交换格式PQDIF(PowerQualityDataInterchangeFormat)，PQDIF是专门针对电能质量数据特点设计的一种数据格式，完全从电能质量信息的角度来考虑问题，所要解决的是相对于一个数据库来说异构数据源之间的数据通用性问题。PQDIF已被IEEE采纳并将作为标准来制定。目前，PQDIF已经成为发达国家信息标准化的趋势，我国也应该加快此方面的研究和应用工作。2019/8/2244（四）电能质量监测的若干发展趋势智能化通过实时监测，控制相关电能质量设备，适应电网运行需求，处于最佳运行状态。如有源电力滤波器、可控无功功率补偿设备（包括无源滤波器）在电网中的优化配置，通过实时监测进行投切，进行谐波与无功功率的优化补偿。2019/8/2245（四）电能质量监测的若干发展趋势多功能化电能质量扰动识别为了系统地分析研究电能质量现象，并能够对其测量结果进行分选，从而找出引起电能质量问题的原因以便采取针对性的解决办法，对电能质量扰动进行分类辨识与监控是非常重要的。对于电力系统中监测装置记录的扰动信号，以往基本上采用通过直接观察的方式对扰动进行初步的分析和识别。但对于存储的大量电能质量扰动数据，采用这种人为方式进行分析费时费力，是不切实际的。并且目前的监测装置只能对上述有限的电能质量问题如谐波、电压不平衡等进行记录，而不能对电压暂降、暂升和间断等重要的电能质量问题进行监测，而且这种方法不可能做到对广义电能质量扰动的自动识别。2019/8/2246（四）电能质量监测的若干发展趋势0100200300400500-400-20002004000100200300400500-400-20002004000100200300400500-400-200020040002004006008001000-400-200020040002004006008001000-400-200020040002004006008001000-400-200020040002004006008001000-500050002004006008001000-400-2000200400低频振荡脉冲暂态噪声暂升高频振荡谐波短时间断暂降2019/8/2247（四）电能质量监测的若干发展趋势扰动源定位近年来由于扰动