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浅谈电能质量的监测
发布时间:2017-08-27 11:53:29 浏览次数:57次

    随着电力工业的改制及其发展,电力工业逐步直接面向市场,引进竞争机制,以追求最小成本与最大利益,控制和改善电能质量也是保证电力系统自身可持续发展的必要条件。此外,由于电能质量引发的纠纷和争议呈上升趋势,电能质量的优劣已经成为电力系统运行与管理水平高低的重要标志。如何提高电能质量、确保用电设备安全稳定的运行,已成为国内外广泛关注的焦点之一。只有对电能质量做出精确地检测和分析,才能对电网的电能质量水平和造成各种电能质量问题的原因作出分析和判断,从而改善电能质量。所以电能质量的有效监测成为十分必要的前期工作之一。  
   

    电能质量监测是指采用符合规范的测试仪器或设备对电网中所关心节点的电能质量相关指标进行测量并与限值对比分析的过程,即收集、分析并将原始测量数据解释为有用信息的过程。电能质量监测的目的:一是了解电能质量问题的变化规律和复杂关系。不同的组织机构对电能质量有不同的定义和要求,而低压配电系统中的电能质量尤为复杂,目前还难以完全界定和评价其中电能质量,而且许多标准都是刚制定或正在制定中,这更需要对测量要求、测量结果的兼容性和测量数据的维护等作好统筹安排,以适应不断增长的电能质量标准的要求,所以电能质量监测必须长期进行下去。二是全面分析电力系统的电能质量状况。对各种电能质量指标进行实时测量与数据采集,保证对电力系统基本运行情况的观察、记录及动态分析,优化整个系统的监测体系,实现数据共享交流,以便及时了解电能的质量情况。在供电系统和用电设备运行失效之前捕获到早期的故障信息,及时做好调整和预防检修,而在发生故障后,可为故障的分析提供有用的信息,及时找出原因。三是实现有效的监测。有针对性地进行电能质量监测具有经济、技术的双重效果,可对电网结构及其运行方式进行优化,达到经济运行和节能的效果;也可对电能质量的治理措施提供详实的数据支持和决策依据,提高电能质量治理的投资比。根据所掌握的情况,供电部门还可向用电用户提供不同的用电质量服务,优化电力商品的销售配置。四是推动电力市场的发展。随着电力体制改革的不断深入,电能质量的定量评价和优质优价是电力市场的必然趋势,提高电能质量是供电部门、用电用户双方的共同愿望,而电能质量监测则是最重要的基础工作之一。  


    随着我国电力市场改革逐步推进,电能商品必然要求做到按质定价、优质优价,因此必须建立一套全面、公正的电能质量综合评价体系,对电能质量进行科学的评价。只有全面的了解了电能质量的评价指标才能对电能质量进行更有效监测,相反,只有对电能质量有了有效地监测才能更好的改善电能质量。电能质量的评价是比较广泛的,一方面应从供电合格的角度衡量,称为技术性指标,另一方面应从引导用户合理用电等方面衡量,称为服务性指标。技术性指标包括电压质量、频率质量和供电可靠性三个方面。电压质量包括稳态质量电压问题:谐波、电压偏差、频率偏差、三相不平衡、电压波动与闪变,稳态电压质量问题主要是由大量使用了非线性元件的电力用户引起的;暂态电压质量问题:瞬态过电压、暂时过电压、短时间间断及电压暂降,暂态电能质量问题主要是由电力系统发生故障造成的。可靠性指标定义为计算期内实际供电时间与计算期总时间之比。频率质量不随用户变化,有供电部门调整。非技术指标方面是从电力部门供电服务角度衡量电能质量,包括供电部门对到达故障现场时限、恢复线路故障供电时间、计划检修停电提前告知时间等,称为服务性质量。服务性指标反映了电力部门开展需求侧管理的状况。     


    我国电力系统电能质量的监测要遵循分区、分层的原则建立监测体系,根据负荷密度、负荷性质等情况予以设立和调整监测点,而不仅仅是考虑电压等级;在测量内容上,要注重测量的深度和广度。电能质量监测的方式方法有


    (1)定期巡检:主要用于需要掌握电能质量情况又不需要连续检测或者不具备连续在线监测条件的场合; 

    (2)专项监测:主要用于负荷容量变化大或有干扰源设备接入电网,或者当电能质量出现异常,需要对比前后变化情况的场合;


    (3)在线监测:主要用于监测重要变电站或者实施无人值班变电站的公共连接点或者重要用户的公共连接点的电能质量。由于电能的“发、供、变、配、用”是在同一时刻完成,用电设备使用电能也是随着时间的变化而变化,要想有效管理电能,电能信息的实时性是非常重要的。这样就可以针对各种指标的具体特征对电能质量问题进行分层检测,完成对多种扰动信息的识别、提取和分析,为制定改善电能质量和治理电网污染的具体措施提供可信依据。   
  

    随着数字处理技术、电子和电力电子技术以及网络技术等的发展和融合,电能质量监测朝着数字化、智能化、集成化和网络化的方向发展,这就对监测设备提出了一定的要求。监测设备的选择要满足如下条件:


    (1)硬件结构必须满足测量的广度和深度的要求,否则其发展和使用都会受到较大的限制;同时具有良好的兼容性和可扩展性。

    (2)要严格考核监测设备对各个电能质量标准化体系的适用情况。监测设备应能根据监测规划灵活调整和配置,适应不同的标准体系;

    (3)充分考虑监测设备的软件结构、数据结构和通信系统既要符合相关要求,又要符合电力系统自动化的发展需要。     

    根据国标或用户设定,电能质量监测系统可自动生成各种统计分析报表或曲线 ;通过系统监测数据可及时准确定位系统的潜在故障源,并结合电能质量专家诊断系统的仿真分析,给出整改方案,预防电力事故的发生;也可以定位系统的污染源,给电能质量综合治理提供第一手现场参数;从电能质量的视角验证电力网络结构是否合理,设备参数配备是否合理;分析电能质量问题造成的网络损耗量值及影响分布情况;还能够从电能质量的视角分析电力事故发生的原因 。      电能质量是电力工业产品的重要指标之一,电能质量直接关系到国民经济的总体效益,而电能质量的有效监测则是电能质量工作的重要手段。国家已制定了电能质量相关的法律、法规和标准,各地政府和供电部门也正在逐步重视,并开始制定相关的配套规定和管理方法,对电网电能质量进行监测、治理势在必行。电能质量工作更多地体现在配电网络中,需要地方电力系统持续、全面和细致的工作积累。国家应加强电能质量管理工作,统一相关的工作部署和系统规划,积极开展对相关标准体系的研究,增加对电能质量监测数据的统计分析的投入,提高电能质量监测工作在电力市场、电力管理等各方面的应用。