分布式电源参数

相关技术背景

分布式电源作为集中供电方式的一种补充，在充分利用可再生能源以及减少环境污染等方面将发挥重要作用，受到国内外电力工作者的广泛重视，被誉为本世纪电力发展的关键技术之一。但是分布式电源并网运行可能会对大电网产生影响，因此需要在已有研究工作的基础上，从定量的角度对该影响进行分析，以准确评估分布式电源接入系统后电网运行的安全稳定性，这就需要相应的参数监测装置。

1.4.2 参数监测装置的研究现状

随着社会经济的发展，人民生活水平的提高，各种各样的电力电子设备被广泛的应用，尤其是动态非线性负载的应用，随之而来的电力系统的电能质量问题也越来越引起人们的关注。在国外，早已经有专门机构来制定各种电能质量的规范，而我国在近年也逐渐提出了各种质量标准，并在最近几年的电网改造中越来越重视电能质量的监控。

传统的分布式电源检测是靠分立的仪器组合完成的，如功率装置、波形监测装置、谐波分析装置等。这种测试装置的弊端是体积太大、自动化程度低，无法完成无人监控的目的，数据不集中，而且反应不快，不利于实时监控。新一代的测试系统是高集成式的，是基于无人监控的目的的。这种系统的具体实现按信息处理次序由传感器、信号采集、多路模数转换、数据处理、标准判断、控制、统计、通信等部分组成。这种系统克服了传统测试的弊端，比较符合现代监控的要求。

微机技术在电力系统中的普及应用，使电力系统的测量和监控技术得

到了快速的发展，但目前的实际应用，在测量方法或测量原理以及器件的

选择等方面还有些欠缺，主要体现在以下方面：

(1)处理功能较差，可扩展存储空间较小，运算速度较慢，难以运用精

度严格的算法进行大量的实时数据处理，不能满足电力监测高实时性的要

求。

(2)在测量方法上，通常采用直流采样，这种方法虽然简单，但测量精

度会受到整流电路的影响。

(3)在测量的关键部件之一——MCU(Micro Controller Unit)上，通常选

10用单片机作为CPU，但随着电力系统对实时性、数据量和计算要求的不断

提高，这些器件在计算能力方面己经不能良好地满足电力系统的要求，导

致电力系统的高精度测量、实时监控和先进算法的运用受到了限制。

(4)有的产品虽然引进了国外的技术模块，功能较强，可是价格较高，

且不完全适合我国的市场。

(5)在测量原理上，有些装置假设工频信号为理想的50Hz 正弦波，这

样就忽略了谐波信号的影响。

在过去的几十年里，单片机的广泛使用实现了简单的智能控制功能。

但是随着计算机科学与技术、信号处理理论与方法的迅速发展，需要处理

的数据量越来越大，对电网参数监测装置的实时性和精确度的要求也越来

越高。显然，传统的单片机技术已经不能满足电力系统实时监控的需要，

DSP(Digital Signal Processor)将逐步取代一般的MCU

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。

1.5 本课题的研究意义

本课题从软硬件两方面设计了分布式电源并网运行的参数监测装置，具有以下两方面的意义：

(2)为分布式电源并网运行提供了监测装置，分布式电源接入电网，对节点电压、电能质量、系统保护、可靠性、短路电流等都会产生一定影响，需要定量的研究其接入电网后对电力系统的影响，以便提出消除各种不利影响的方法。实时地监视分布式电源并网运行时关键点的电压、有功、无功、相对功角等参数，对掌握电网实际的静态和动态行为，指导电网安全、经济运行有着重要的工程实际意义。

分布式电源集中监控，是通信建设的一个重要方面；其体系结构关系到整个监控系统的实时性，安全性和可靠性。软件体系结构主要包括：软件成分的划分、描述，成分之间的交互关系，以及系统的软件结构等。一个完善的通信电源集中监控系统，应具备可靠性、实时性和可扩充性。而可靠性、实时性和可扩充性从根本上来说，不仅取决于硬件体系结构，更多的取决于系统软件体系结构。本文旨在提出了一种全新的集中监控软件体系结构，为广大读者提供一种借鉴。

一、目前常用的电源监控系统

一般的分布式电源集中监控系统的硬件结构，由各类传感器、数据采集模块、数据采集机、通信线路，以及监控机等组成。传感器一方面与被监控设备相连接，将电压、电流、温度、湿度等模拟量采集，并转换成数据采集／控制机易于处理的直流电压、电流；另一方面与数据采集模块相连接，将转换后的直流电压、电流送入数据采集模块，以便完成Ａ／Ｄ转换。数据采集机接受从采集模块送来的数据并储存。监控机可将采集来的数据显示，并提供接口供操作人员对被监控设备进行控制。

分布式电源集中监控系统的软件体系结构，关系到硬件体系能否充分发挥作用，真正满足实时监控的需要。

二、全新的监控软件模式

透过分析业内几种常用软件体系结构后，我们发现其在功能上的分布，仍不能达到大型监控系统在实时性上的需求，从而影响监控系统的安全性。笔者根据通信电源监控系统的特点，在实践中提出了集中监控体系结构的新模式。新模式的思想主要是满足分布式计算环境中的监控Ｓｅｒｖｅｒ仅完成数据的采集、存储和发送，对数据的解释则由监控机完成。

监控Ｓｅｒｖｅｒ上述行了一个基于ＴＣＰ／ＩＰ协议的Ｓｅｒｖｅｒ程序：该Ｓｅｒｖｅｒ程序接收来自监控机的请求，从采集机中收集数据后，仅将数据发送给监控机。内监控机上运行了一个浏览器，该浏览器由ＶｉｓｕａｌＣ＋＋编程完成。通过该浏览器从本机调入一个由标记性语言编写的文件，该文件提供数据来源和显示格式等信息。监控机根据数据来源，可向不同的监控Ｓｅｒｖｅｒ发出数据请求：当监控机接收到来自Ｓｅｒｖｅｒ的数据后，会根据标记性语言编写的文件中提供显示数据，而浏览器则完成数据的解释与重组，并输出到输出设备上，从而完成一次数据的采集。

该模式一厂，采集机提供数据；监控Ｓｅｒｖｅｒ完成数据的传送；监控机完成数据的解释、重组与显示，使系统的分布更能满足远程监控的需求。在监控机上编写如下标记性程序，该程序由浏览器解释广执行。监控机后台运行一个浏览器程序，该程序对以上程序解释