電網(wǎng)中電能質(zhì)量監(jiān)控的技術(shù)問題與改進措施

裴芳錦

.摘 要：電能質(zhì)量監(jiān)控是電力系統(tǒng)正常運行的基本要素。從電能質(zhì)量監(jiān)控的必要性出發(fā)，介紹了電能質(zhì)量監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化、標準化和信息化三大發(fā)展原則，并在此基礎(chǔ)上，對電能質(zhì)量監(jiān)控的技術(shù)問題提出了改進措施。

關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量；電力系統(tǒng)；用電負荷；遠程監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號：TM764 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.155

現(xiàn)代經(jīng)濟的發(fā)展使工業(yè)規(guī)模不斷擴大，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也引發(fā)了電力系統(tǒng)用電負荷的重大變革。具體而言，越來越多的高效率、高性能科技產(chǎn)品對電源特性的變化極其敏感，對電能質(zhì)量的要求也在不斷提高。但新型電氣設(shè)備會對電力系統(tǒng)造成各種電磁干擾，進而對電網(wǎng)系統(tǒng)的運行和設(shè)備的運作產(chǎn)生危害。上述問題對電力部門提出了新的挑戰(zhàn)，僅考慮諧波、工頻變化、三相不平衡和電壓偏差等穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量指標已無法滿足現(xiàn)代電力用戶提出的要求。電力系統(tǒng)的穩(wěn)健運行需要更為精準的實施數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)能產(chǎn)生更直觀的分析結(jié)果，可根據(jù)其對電能質(zhì)量的監(jiān)管作出更準確的決策。電能質(zhì)量的監(jiān)控方式分為本地監(jiān)控系統(tǒng)和遠程監(jiān)控系統(tǒng)。電力系統(tǒng)具有的廣泛性分布特點決定了其必須將遠程監(jiān)控系統(tǒng)作為技術(shù)發(fā)展的主要研究方向。

1 電網(wǎng)中電能質(zhì)量監(jiān)控中的技術(shù)問題

1.1 非線性負載

電力系統(tǒng)中的諧波問題主要來自于非線性負載，其在工業(yè)和生活用電的負載中占有很大比例。非線性負載主要由交流電弧爐和直流電弧爐構(gòu)成，其諧波是因起弧時延和電弧具有的嚴重非線性而引起的居民生活負荷。此外，熒光燈的伏安特性也會引發(fā)諧波電流，其中，降低使用功率因數(shù)的三次諧波的含量最高，會對電網(wǎng)造成嚴重的污染。

1.2 元件的非線性問題

各種諧波的產(chǎn)生是電力系統(tǒng)原件非線性問題的主要構(gòu)成因素，其中，包括發(fā)電機、直流輸電和電壓器產(chǎn)生的諧波，還有對諧波起放大作用的超高壓輸電線路和對會諧波造成影響的變電站并聯(lián)電容器補償裝置。最大的諧波源是由于直流輸電而產(chǎn)生的。

1.3 電力系統(tǒng)故障造成的電能質(zhì)量問題

在電力系統(tǒng)的運行中，必然會發(fā)生不同程度的內(nèi)、外故障，進而引發(fā)電能質(zhì)量問題。在各類短路故障、操作失誤和自然災(zāi)害發(fā)生的情況下，發(fā)電機和勵磁系統(tǒng)會改變工作狀態(tài)來保護設(shè)備中的電力設(shè)備，進而引發(fā)各類電能質(zhì)量問題。

2 電能質(zhì)量監(jiān)測的原則

2.1 標準化

在電能質(zhì)量監(jiān)測中，標準化作業(yè)的實施一方面可提高數(shù)據(jù)的精準化和可信度；另一方面，可對數(shù)據(jù)系統(tǒng)進行優(yōu)化，降低數(shù)據(jù)庫的使用比例，各系統(tǒng)數(shù)據(jù)使用的標準化能提高系統(tǒng)的開放程度、共享程度，從而提高工作效率。從宏觀角度看，標準化作業(yè)能更好地保證用戶用電安全和優(yōu)質(zhì)電力的生產(chǎn)。可通過制訂標準化操作體系，精準化電力用戶的用電需求，實現(xiàn)分級控制，達到技術(shù)和經(jīng)濟的雙重優(yōu)化。

2.2 信息化

信息化是目前各行業(yè)都在追求的發(fā)展方向。電力系統(tǒng)的運行設(shè)備龐大、涉及范圍廣泛，更需要信息化的管理手段和技術(shù)手段。電力的系統(tǒng)運行和調(diào)度需要更加智能和高校的信息處理平臺和融合技術(shù)，信息的控制和優(yōu)化處理也需要依靠信息的高速、高質(zhì)量傳輸。

2.3 網(wǎng)絡(luò)化

從發(fā)達國家的發(fā)展過程中可發(fā)現(xiàn)，用在線監(jiān)測的方式對電能質(zhì)量進行遠程監(jiān)控，利用的正是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的通信技術(shù)，通過建立開放性的監(jiān)控和管理平臺可實現(xiàn)在線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測。在此基礎(chǔ)上，可有效加深和擴大電能質(zhì)量的監(jiān)測深度和廣度。

3 完善電能質(zhì)量監(jiān)控的措施

3.1 構(gòu)建電能質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

通過建立電能質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，可將不同監(jiān)測站點的實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析中心的服務(wù)器，通過中心主機中的評估分析軟件分析數(shù)據(jù)，從而得出提高電能質(zhì)量的準確依據(jù)。通過完善的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)可開展不同的工作，比如追蹤定位崗位責(zé)任、為市場化的電價制訂提供數(shù)字依據(jù)等。

3.2 提高預(yù)判能力

利用現(xiàn)有的技術(shù)手段對電能質(zhì)量的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，提高事故發(fā)生的預(yù)判能力，從而在故障發(fā)生前采取一定的措施，以減少經(jīng)濟損失。這也是目前電能質(zhì)量監(jiān)控中的新要求，可稱之為預(yù)見維護型電能質(zhì)量監(jiān)測。

3.3 規(guī)范數(shù)據(jù)格式，提高系統(tǒng)的開放共享性

要進一步規(guī)范監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的交換格式，只有通過格式的標準化、格式化，才能提高數(shù)據(jù)的可比性和可靠性，同時，這也是提高數(shù)據(jù)庫之間的共享性和開放性的前提條件。美國的Epri提出了Power Quality DaatIntecrhange Fomrat，簡稱為PQDIF（電能質(zhì)量數(shù)據(jù)交換格式）。眾所周知，在不同數(shù)據(jù)庫之間，異構(gòu)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)通用性問題是關(guān)鍵因素，PQDIF已被IEEE采納并作為標準，成為了全世界對信息標準化的追求方向，我國在此方面的研究還比較滯后，應(yīng)加快推進。

4 結(jié)束語

在電能質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)方面，應(yīng)在信息化、標準化和網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)上，加快構(gòu)建具有自動分析功能和自動識別定位功能的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺，從而為電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展和電能質(zhì)量的綜合治理提供更加準確、可靠的數(shù)據(jù)。在電力系統(tǒng)體制改革方面，隨著我國市場經(jīng)濟的發(fā)展，電力系統(tǒng)的市場化改革也將逐漸開展，這也迫切要求電力體制深化改革。

參考文獻

[1]莫志宏.智能電網(wǎng)展望[J].化學(xué)工程與裝備，2011（11）：178-180.

[2]孟婕.淺談我國智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)[J].科技與企業(yè)，2011（15）：96.

〔編輯：張思楠〕

Technical Problems and Improvement Measures of Power Quality Monitoring in Power Network

Pei Fangjin

Abstract： Power quality monitoring is the basic element of the normal operation of power system. In this paper， the necessity of power quality monitoring， network， standardization and information of power quality monitoring， and the three major development principles， and on the basis of the power quality monitoring and control of the technical problems of improving measures.

Key words： power quality； power system； electric load； remote monitoring system