电能质量监测和分析系统

9 293.692 14.14
2.59
1.9
• 电能质量监测分析关键技术
– 详细研究了各种稳态、暂态电能质量
主
要
扰动特性，相关分析模型建立，扰动
研
行为的检测和分析等关键技术
究
内
• 电能质量监测分析系统的建立
容
– 开发B/S三层体系结构的电能质量监测
和分析系统
37
关 • 改进锁相环系统的电能质量检测 键 对包括谐 波、电压波动、
技
频率偏差、电压凹陷、
术
电压凸起、过电压、
与
欠电压、 瞬时脉冲、
主
低频振荡、高频振荡、
要 创
无功功率等
新 11种电能质量扰动进行检测，且对于检测
点 系统的内部参数和电力系统频率的变化
是鲁棒的
38
• 监测分析功能具全面性
电压总畸变率（％）
最大 平均 最大 95%概率
3 19.47 5.97 2.88 2.12
4 23.39
5.9 3.23 2.31
5 30.75 8.17
3.7 2.36
6 36.12 12.96 3.29 2.37
7 36.73 16.49 2.76 1.55
8 39.37 16.99 2.36 1.56
2.52
5 22.8
1.7 4.05
2.66
6 37.41 7.34 2.78
2.21
7 32.01 10.92 2.27
1.79
8 31.64 10.35 1.98
1.59
9 28.64 6.87 2.27
2.17
3 16.24 1.13 6.41
2.64
4 10.77 1.09 3.69
2.74
能
质
量
监
客户层
服务层
数据层
测
系
浏览器
统
Web服务层 应用服务层
数据库
的
实
现
21
电
• 分析功能模块图（分析指标齐全）
能
质
分析功能
量
监
测
频 电 谐波 三 暂 谐 相 综
系
率 压 波动 相 态 波 关 合
统
偏
闪 不 扰潮性指
的 实
差
变 平 动流分标
衡
析
现
22
电
• 通讯方式，通讯网络的建立
能
质
量
监
测
系
统
电能质量监测和分析
上海交通大学
1
研
• 保证电网稳定、安全、可靠运行
究
意
• 电力市场化改革的需要
义
• 满足用户对电能质量指标的要求
3
国内外研究现状
• 电能质量分析方法的研究现状 • 电能质量监测系统的组成
4
• 时域仿真法
– 利用时域仿真程序对电能质量问题的各种暂态
分
现象进行研究
析 研 • 频域分析方法
15
数据库的组成
用户
用户 操作 界面
谐波分析模块 波动和闪变分析模块
电压偏差分析模块 瞬时过电压分析模块 三相不平衡分析模块
数据 库接 口
可靠性分析模块
数据库管理系统
16
数据库
数据库的内容
电网参数 计算结果 电能质量国家标准
电网参数 变电站数据 变压器数据 线路数据 负荷数据
17
软件开发
C++ Visual Basic SQL Server
5 18.8 0.97 3.52
2.43
6 20.21 4.09 2.82
2.09
7 34.63 7.02 2.28
1.74
8 37.75 7.46 1.96
1.53
9 1635.54 3.94 2.27
1.93
• 居民小区负荷数据
电
能 质 量 监 测 系 统
用户名称 月份 用户1
用户 用和2
负荷率（％）
– 工作量大、
– 测量误差大
– 缺乏判断依据 6
电能质量监测和分析系统研究工作：
系统组成 硬件设计 软件开发
7
系统组成
8
硬件设计
子节点
中心节点
子节点：
通信 中心节点
工控机
工控机
信号调理
网络连接组件
数据采集卡
网络连接组件 9
通信 光缆 音频电缆 载波
数据采集系统
10
软件开发
软件系统结构 软件特点 软件功能 数据库
究
– 包括频率扫描、谐波潮流计算
现 状 • 基于变换的方法
– 包括Fourier变换方法、短时Fourier变换方法、 近年出现的小波变换方法和二次变换方法
5
• 当前电能质量监测系统的组成
电 – DSP+PC
能 质 • 当前电能质量监测系统的不足（缺点 ）
量 监
– 实时性差、
测 – 监测指标少、
系 统
11
软件系统结构
基本数据
实时量测数据
电网接线
其它数据库
数据库 主程序
结果
12
历史数据库
软件特点
可视化 动态化 开放式 模块化 多任务
13
软件功能
人机交互界面友好 调用和保存数据方便 开发和生成画面、报表 动态刷新画面、报表 检查和维护系统方便 具有自检能力
14
软件的计算
谐波计算 电压波动计算 闪变计算 可靠性计算 三相不平衡度计算 电压偏差 其他电能质量的计算
9 25.21 12.71 2.79
2.2
3 20.31
8.4 3.48 2.51
4 23.47 8.65 3.56 2.59
5 30.26 9.36 3.34
2.2
6 33.62 14.73 2.95 2.14
7 33.75 16.98 2.67 1.59
8 33.89 17.04 2.47 1.59
19
具备强大的通信能力，能方便集成到企业信 息管理系统中和互联网上，便于为电能质量现象 的深入分析﹑事件统计﹑长期评估和预测提供可 靠数据；
在功能上要具备配置的灵活性，以适应电力 系统的不同应用场合；
在成本上也要能适合于大量安装到现场。 类似SCADA＋EMS的功能，在电能质量方面。
20
电
• 三层体系结构（基于Web）
31
应用介绍（电网频率显示界面）
32
应用介绍（电流显示界面）
33
wenku.baidu.com
应用介绍（电压显示界面）
34
电 能 质 量 监 测 系 统
• 办公场所负荷数据
用户名称
月份
用户1 用户
用户2
负荷率（％）
电压总畸变率（％）
最大 平均 最大 95%概率
3 18.43 1.93 6.63
2.33
4 13.14 1.95 3.64
的 实
•监测点的设置
现
13个长期监测
4个2实3 时监测
应用介绍（初始界面）
24
应用介绍（监测点配置界面）
25
应用介绍（监测指标配置界面）
26
应用介绍（查询界面）
27
应用介绍（综合指标分析界面）
28
应用介绍（空间相关性分析界面）
29
应用介绍（监测指标统计界面）
30
应用介绍（三相不平衡显示界面）
18
经济效益分析和成果应用趋向
能够全面监测公用电网电能质量，实现在线和离 线的相结合，分析平台相统一，达到国内领先水平；
满足实时性要求，具备对电网问题的快速捕获能力；
在分析手段上能够对采样数据预处理，能对数据实时 分析，对瞬时和稳态干扰性事件进行跟踪和预分类， 这样可以降低对存储容量的要求，同时为现场的实时 监控提供更快速﹑更有价值的评估和决策信息；