精机热加工厂电能质量分析与治理策划方案研究

分类号密级

UDC注1

学位论文

精机热加工厂电能质量分析与

治理方案研究

（题名和副题名）

张文强

（作者姓名）

指导教师姓名杨伟副教授

企业导师高级工程师

申请学位级不工程硕士专业名称电力系统及

其自动化

论文提交日期2012.12 论文答辩日期

学位授予单位和日期南京理工大学

答辩委员会主席

评阅人

年月日

注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。

工程硕士学位论文

热加工厂电能质量的分析与治理方案研究

作者：张文强

指导教师：杨伟副教授

高级工程师

南京理工大学

2012年12月

M.SC.Dissertation

power quality analysis and management

Zhang Wen Qiang

Supervised by Associate Prof. Y ang Wei

S. E.

Nanjing University of Science & Technology

December, 2012

声明

本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部格外，不包含其他人差不多发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的讲明。

研究生签名：年月日

学位论文使用授权声明

南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，能够借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容，能够向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。关于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。

研究生签名：年月日

I / 1

336#——电网电能质量控制

《电网电能质量控制》 A 1. 电能质量的基本要求是什么？解答：为保证电能安全经济地输送、分配和使用，理想供电系统的运行应具有如下基本特性：（1）以单一恒定的电网标称频（50Hz 或60Hz ，我国采用50Hz ）、规定的若干电压等级（如配电系统一般为110kV ,35kV ,10kV ,380V/220V ）和以正弦函数波形变化的交流电向用户供电，并且这些运行参数不受用电负荷特性的影响。（2）始终保持三相交流电压和负荷电流的平衡。用电设备汲取电能应当保证最大传输效率，即达到单位功率因数，同时各用电负荷之间互不干扰。（3）电能的供应充足，即向电力用户的供电不中断，始终保证电气设备的正常工作与运转，并且每时每刻系统中的功率供需都是平衡的。 2. 简述长时间电压波动的内容及其特征解答：长时间电压变动是指，在工频条件下电压均方根值偏离额定值，并且持续时间超过1min 的电压变动现象。长时间电压变动可能时过电压也可能欠电压。过电压欠电压持续中断 3. 什么是对称分量变换(120变换)？它适合哪种分析场合？ 120变换又称对称分量变换，它是一种把三相电流相量用正序、负序和零序对称分量来表示的变换。其变换公式为 (2-59) 式中，互为共轭。 ???? ????????????=??????c b a 22211131i i i a a a a i i ,2321 ,232132232j e a j e a j j --==+-==-ππ

应用场合：是一种计算电力系统不平衡情况的工具，也可用于N相系统。 4. 改善电压偏差的措施有哪些？解答：（一）配置充足的无功功率电源（二）系统调压手段（1）电压偏差的调整方式：逆调压、顺调压、恒调压（2）电压偏差的调整手段：用发电机调压、改变变压器变比调压、改变线路参数调压。 5. 什么是电力系统频率的一次调整和二次调整？解答：频率的一次调整是指利用发电机组的调速器，对于变动幅度小、变动周期短的频率偏差所做的调整。频率的一次调整是指利用发电机组的调频器对于变动幅度大、变动周期长的频率偏差所做的调整。 6. 电压波动与闪变有哪些危害？ 1引起车间，工作室和生活居室等场所的照明灯光闪烁，使人的视觉易于疲劳甚至难以忍受而产生烦躁情绪，从而降低了工作效率和生活质量。 2 使得电视机画面亮度频繁变化以及垂直水平幅度摇晃。 3造成对直接与交流电源相连的电动机的转速不稳定，时而加速时而制动，由此可能影响产品质量，严重时危及设备本身安全运行。例如，对于造纸业，丝织业和精加工机床制品等行业，如果在生产运行时发生电压波动甚至会使产品报废等。 4对电压波动较为敏感的工艺过程或实验结果产生不良影响。例如使光电比色仪工作不正常，使化验结果出差错。5导致电子仪器和设备，计算机系统，自动控制生产线以及办公自动化设备等工作不正常，或受到损害。 5导致以电压相位角为控制指令的系统控制功能紊乱，致使电力电力换流器换向失败等。顺便指出，波动性负荷除了会产生以上总结的闪变危害之外，由于自身的工作特点所决定，还会产生大量的谐波，并且由于其三相严重不对称带来的的

智能电网作业

智能电网智能电网，就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，来实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。智能电网概念的发展有3个里程碑：第一个就是2006年，美国IBM公司提出的“智能电网”解决方案。IBM的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性，从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理－中国电力发展的新思路》白皮书可以看出，解决方案主要包括以下几个方面：一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度；二是数据的整合体系和数据的收集体系；三是进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图，是IBM一个市场推广策略。第二个是奥巴马上任后提出的能源计划，除了以公布的计划，美国还将着重集中对每年要耗费1200亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代，建立美国横跨四个时区的统一电网；发展智能电网产业，最大限度发挥美国国家电网的价值和效率，将逐步实现美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理；全面推进分布式能源管理，创造世界上最高的能源使用效率。可以看出美国政府的智能电网有三个目的，一个是由于美国电网设备比较落后，急需进行更新改造，提高电网运营的可靠性；二是通过智能电网建设将美国拉出金融危机的泥潭；三是提高能源利用效率。第三个是中国能源专家武建东提出的“互动电网。互动电网，英文为Interactive Smart Grid，它将智能电网的含义涵盖其中。互动电网定义为：在开放和互联的信息模式基础上，通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统，实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理，是集合了产业革命、技术革命和管理革命的综合性的效率变革。它将再造电网的信息回路，构建用户新型的反馈方式，推动电网整体转型为节能基础设施，提高能源效率，降低客户成本，减少温室气体排放，创造电网价值的最大化。互动电网还可以通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、电视、智能家电控制和电池集成充电等的多用途开发，实现用户富裕电能的回售；可以整合系统中的数据，完善中央电力体系的集成作用，实现有效的临界负荷保护，实现各种电源和客户终端与电网的无缝互连，由此可以优化电网的管理，将电网提升为互动运转的全新模式，形成电网全新的服务功能，提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。互动电网既是下一代全球电网的基本模式，也是中国电网现代化的核心实际上，互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。从技术上讲，互动电网应是最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业的集成，也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成，对于推动新技术革命具有直接的综合效果。由此，智能电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点。可以认为，互动电网学说的本质就是以信息革命的造发性标准和技术手段大规模推动工业革命最重要财产—电网体系得革新和升级，建立消费者和电网管理者之间的互动。

电网电能质量控制B

电网电能质量控制B一、单选题 1.将参考坐标由旋转电机的定子侧转移到转子侧的坐标变换为（B）。 A.αβ变换 B.dq变换 C.傅里叶变换 D.小波变换 2.电能质量的基本要素是：电压合格、频率合格和（C） A.周期合格 B.电流合格 C.连续供电 D.三项平衡 3.电压波动与闪变的关系，以下叙述正确的是（B）。 A.电压波动是由闪变引起的，是一种电磁现象 B.闪变是电压波动的结果，是人对照度波动的主观视感反应 C.两者表述的意思相同 D.两者没有关系 4.单调谐滤波器有（A）种谐振频率。 A.一 B.两 C.三 D.四 5.电压暂降已经成为现代电力用户所面临的最重要的（A）干扰问题之一。 A.电能质量 B.用电质量 C.电压 D.电磁 6.长时间电压变动不包括（A）。 A.电压凹陷 B.过电压 C.欠电压 D.持续中断 7.具有故障自动恢复装置的断电为（A）。 A.短时间中断 B.长时间中断 C.电压中断 D.电流中断 8.GB/T15543-2008规定，电力系统公共连接点的正常电压不平衡度允许值为（C）。 A.4% B.3% C.2% D.1% 9.关于电能质量评估的复杂性的描述，错误的是（D）。 A.多个质量指标共同作用于一个系统，组合太多 B.电网节点多，电能质量问题具有传播性 C.不同电气设备在不同条件下对电压干扰的敏感度不同 D.电能质量测量仪表精度不够 10.根据IEEE定义电压电压暂降的电压下降幅度为标准电压的（A）。 A.90%-10% B.90%-1% C.85%-10% D.80%-1% 11.低压380V配电系统中电压谐波畸变率的允许值为（A）。 A.5% B.10% C.3% D.7% 12.在实际电力系统中，正序性谐波都有哪些（C）。

关于智能电网的建设方面

关于智能电网的建设方面智能电网的核心是实现对电网运行的快速影响，提高与分布式能源的兼容能力，从而提高整个系统的经济性、可靠性和安全性。智能电网的核心特征是自愈、安全、交互、协调、兼容、高效、优质、集成，分别针对电网的稳定可靠、抗攻击、电力用户、市场、分布式能源、资产、电能质量和信息系统等不同内容。从目前的情形来看，智能电网建设仍存在一些问题，需要在不断地摸索中进行解决。标签：智能电网；建设；难因；关键技术 1 智能电网的特征智能电网顺应时代发展需要而诞生，但目前仍处于发展的初始阶段，还没能形成统一的、成熟的智能电网运行体系，各个国家基于自身电网运行特点而对智能电网的定义也略有不同，但对其本质的理解是是保持一致的。智能电网主要包括可对负荷平衡进行优化的智能技术系统、使用清洁型能源的智能调度系统以及实现动态定价的智能计量系统，其智能性即特点主要有：可观测、可控制、分布智能、高级分析、自适应以及自愈，综合起来其实就是优化兼容、经济集成、坚强自愈。 2 智能电网的主要功能（1）当电网受到异常信号扰动或短暂故障时，电网仍能保持供电能力，减少停电范围；对于人为的破坏如：病毒入侵，部分电路损坏等仍能继续供电，具有确保供电安全以及抗病毒破坏能力。（2）支持可再生资源的重复使用合理分配资源，保证管理的功能更加完善和提高，保证实现与用户的高效互动。（3）采用统一的模型和平台，实现规范化、精细化和标准化的管理。实现电网信息的高度集成和共享。（4）优化资产的利用，降低建设维护成本，并且提高能源的利用率和技术的先进性保证输电的安全性、可靠性以及高效性。降低排放水平，适应能源的循环使用。 3 智能电网建设的难因 1）电网建设面临的外部问题：前期工作程序复杂，工程核准难度大。工程涉及的相应细节工作如选址，拆迁等协调起来十分困难。工程建设与环境保护协调困难。 2）电网工程建设受阻存在的内部问题：输配电网的规划和设计相对滞后与

电能质量监测系统标准技术方案

供电局电能质量实时监测系统技术方案南京华瑞杰科技有限公司二OO九年四月

目录第一部分前言 (1) 第二部分主站系统技术规范 (2) 1、系统设计目标 (2) 3、系统平台设计 (4) 3.1、系统总体设计思想 (4) 3.2、系统总体设计原则 (5) 3.3、系统逻辑结构 (6) 3.4、系统硬件拓扑结构 (7) 3.5、系统软件平台 (8) 4、系统功能组成 (8) 4.1、维护工作站子系统 (9) 4.2、前置采集子系统 (9) 4.3、数据处理子系统 (9) 4.4、数据分析应用子系统 (9) 4.5、报表管理功能 (12) 4.6、二次安防子系统 (12) 4.7、W EB浏览 (13) 4.8、PQDIF接口 (13) 第三部分装置技术规范 (14) 3、监测装置的功能 (16) 3.1监测功能 (16) 3.2显示功能 (17) 3.3通讯接口 (17) 3.4设置功能 (18) 3.5统计功能 (18) 3.6记录存储功能 (18) 3.7触发功能 (19) 3.8对时功能 (19) 3.9 报警功能 (19) 4、监测装置性能及技术指标 (19)

4.1电能质量数据处理 (19) 4.1.2分析数据 (19) 4.1.3统计数据 (20) 4.1.4日报数据 (20) 4.1.5事件数据 (20) 4.1.6允许误差限 (20) 4.2电气性能要求 (21) 4.2.1电源电压 (21) 4.2.2电压信号输入回路 (21) 4.2.3电流信号输入回路 (21) 4.2.4功率消耗 (21) 4.2.5停电数据保持 (21) 4.2.6气候环境条件 (21) 4.2.7可靠性 (22) 4.3结构、机械性能 (22) 4.3.1结构 (22) 4.3.2机械性能 (22) 4.4电磁兼容性 (22) 4.5绝缘耐压性能 (23) 5、功能表 (24) 附件：HRJ704终端物理结构及面板定义 (25) HRJ703终端物理结构及面板定义 (30)

智能电网的主要特征

智能电网的主要特征智能电网包括八个方面的主要特征，这些特征从功能上描述了电网的特性，而不是最终应用的具体技术，它们形成了智能电网完整的景象。智能电网是自愈电网。从本质上讲，自愈就是智能电网的“免疫系统”。自愈电网进行连续不断的在线自我评估以预测电网可能出现的问题，发现已经存在的或正在发展的问题，并立即采取措施加以控制或纠正。以确保电网的可靠性、安全性、电能质量和效率。智能电网激励和包括用户。从智能电网的角度来看，用户的需求完全是另一种可管理的资源，它将有助于平衡供求关系，确保系统的可靠性；从用户的角度来看，电力消费是一种经济的选择，通过参与电网的运行和管理，修正其使用和购买电力的方式，从而获得实实在在的好处。智能电网将抵御攻击。智能电网的安全策略将包含威慑、预防、检测、反应，以尽量减少和减轻对电网和经济发展的影响。智能电网提供满足21世纪用户需求的电能质量。电能质量指标包括电压偏移、频率偏移、三相不平衡、谐波、闪变、电压骤降和突升等。智能电网将减轻来自输电和配电系统中的电能质量事件。通过其先进的控制方法监测电网的基本元件，从而快速诊断并准确地提出解决任何电能质量事件的方案。此外，智能电网的设计还要考虑减少由于闪电、开关涌流、线路故障和谐波源引起的电能质量的扰动，同时应用超导、材料、储能以及改善电能质量的电力技术的最新研究成果来解决电能质量的问题。智能电网将容许各种不同类型发电和储能系统的接入。智能电网将使电力市场蓬勃发展。智能电网通过市场上供给和需求的互动，可以最有效地管理如能源、容量、容量变化率、潮流阻塞等参量，降低潮流阻塞，扩大市场，汇集更多的买家和卖家。智能电网优化其资产应用，使运行更加高效。例如，通过动态评估技术以使资产发挥其最佳的能力，通过连续不断地监测和评价其能力使资

电能质量检测分析监控新技术

电能质量检测分析监控新技术来源：中国论文下载中心摘要：随着科技的进步，现代电力系统中用电负荷结构发生了重大变化，诸如半导体整流器、晶闸管调压及变频调整装置、炼钢电弧炉、电气化铁路和家用电器等负荷迅速发展，由于其非线性、冲击性以及不平衡的用电特性，使电网的电压波形发生畸变成引起电压波动和闪变以及三相不平衡，甚至引起系统频率波动等，对供电电能质量造成严重的干扰或“污染”[1]。电网中正面对越来越多的电能质量问题，这使得电能质量的研究十分紧迫。电能质量检测是获得电能相关数据的最直接手段，也是电能质量其他后续高级应用研究的前端。关键词：电能质量检测神经网络 1 电能质量研究中新技术的应用背景随着科技的进步，现代电力系统中用电负荷结构发生了重大变化，诸如半导体整流器、晶闸管调压及变频调整装置、炼钢电弧炉、电气化铁路和家用电器等负荷迅速发展，由于其非线性、冲击性以及不平衡的用电特性，使电网的电压波形发生畸变成引起电压波动和闪变以及三相不平衡，甚至引起系统频率波动等，对供电电能质量造成严重的干扰或“污染”[1]。电网中正面对越来越多的电能质量问题，这使得电能质量的研究十分紧迫。另一方面，电能质量正逐步受到供电企业和电力用户的共同关注。进入20世纪90年代以来、随着半导体、计算机技术的迅速发展，一批高新技术企业应运而生，出现大量的微机控制装置和生产线.对电能质量提出了新的要求；而电力市场的发展，使供电企业进一步认识到：用户的需要也是自身的需要。在这样的背景下，因电能质量不良而使用户设备停机或出次品的情况.仍应看作电能质量不合格。当然，电能质量不良有多种情况，用户对电能质量的敏感程度也各不相同。一船来说，供电企业可对不同的电能质量划分等级、分别定价、用户可以自由选择。但由于我国目前还未能实现优质优价。因此，进一步改善电能质量的工作基本上要求在用户侧解决。随着各种用电设备对电能质量敏感度的变化，电能质量的范围进一步扩大.分类更细要求更高[2]。在新的电力市场环境下，电能质量已成为电能这种商品的消费特性，很大程度上体现了供电部门服务品质。所以有关部门正在加大对电能质量的监管和治理。这些背景下，电能质量的研究迫切需要一些新技术来推动，通过这些新技术的应用，从而使电能质量从检测、分析和监控等方面得到提高，从而有利发现问题和规律、改善供电质量和服务。 2 电能质量检测中的新技术电能质量检测是获得电能相关数据的最直接手段，也是电能质量其他后续高级应用研究的前端。 2.1 当前电能质量检测的情况对电能质量进行监测是获得电能质量信息的直接途径，虽然这方面的检测仪器已不少，但大多数只局限于持续性和稳定性指标的检测，而传统的基于有效值理论的检测技术由于时间窗太长，仅测有效值已不能精确描述实际的电能质量问题，因此需发展满足以下要求的新检测技术[3]：①能捕捉快速(ms级甚至ns级)瞬时干扰的波形。因为许多瞬间扰动很难用个别参量(如有效值)来完整描述，同时随机性强，因此需要采用多种判据来启动量和装置，如幅值、波形畸变、幅值上升率等。②需要测量各次谐波以及间谐波的幅值、相位，需要有足够高的

议智能电网与电能质量的关系

议智能电网与电能质量的关系摘要：随着社会的进步、科学技术的发展，人们对电能的需求日益攀升，对电能质量标准越来越高、要求更加的严格。因此，在对电能质量的不断深入研究中，人们期望能够改善电能质量的必要影响因素如谐波、电压偏差等，以此来抓住新科技发展的良好机遇并解决我们生活中每日剧增的新挑战如能源压力、数字化社会、高压电能的需求。于此，智能电网的出现与发展对传统电网形式暴露的诸多问题给人们提供了更好的解决方向。它也是今后电网的发展趋势。关键字：电能质量；影响因素；智能电网；引言众所周知，电能是一种经济实用、清洁环保、便于能量传输与转换的能源形式。它几乎成为了每一个行业生存发展的必要能源，因此电能的质量对于企业的生存发展有着关键性的作用。而近年来，在社会的快速前进，经济、科技的迅猛发展的大环境下，与我们的生活息息相关的、不可或缺的电力系统正面临着越来越多的挑战，其中包括全球暖化、能源压力和生态文明意识的提升，以及数字化社会对供电可靠性和电能质量的严格要求等。所以，现代电网不能再固步自封，必须与时俱进，重视并且要解决因社会发展带来的各类电能质量问题，满足现代社会对电能质量新的、高标准的需求。为此，在北美和欧洲已经形成了强大的研究群体在开展“智能电网”的研究和实践。在中国，智能电网虽然仍旧方兴未艾，但鉴于它对电能质量问题的改善与解决有着重要作用，所以它必然是今后的发展趋势。一、电能质量的概念从广义上讲，电能质量就是指优质供电，给予企业等稳定、良好的电能供应。但目前，对电能质量的定义仍旧没有一个相对统一的衡量标准。世界各国都有着不完全相同的界定。从不同的角度对电能质量也会有不同的理解，比如在供电角度看，电能质量是指供电的参数符合标准及供电的可靠性；从用户角度看，电能质量问题是指一切会引起用电设备运行故障的供电电压、电流及频率的异常扰动。通常电能质量可用电网谐波、电压波动和闪变、电压暂将与中断、电磁暂态、波形失真、三相不平衡度等指标来表示。IEC 标准对电能质量的定义为:电能质量是指供电装置在正常工作情况下不中断和不干扰用户使用电力的物理特性。最严重的电能质量问题是电压跌落和电压完全中断。根据美国电气与电子工程师协会（IEEE）标准化协调委员会的技术定义, 电能质量问题表现为电压电流或频率的偏差和造成用户设备的故障或错误动作的任何电力问题。二、电能质量的影响因素电能质量直接关系到电力系统的供电安全和供电质量。人们通过研究把对电能质量这个抽象的概念通过一些评价指标如谐波、三相不平衡度等将其具体化。对电能质量的影响因素研究就需要研究影响这些评价指标波动的因素。从技术上讲，影响电能质量的因素主要包括四个方面：

江苏电网电能质量分析及其改进对策

江苏电网电能质量分析与改进对策刘成民摘要：本文总结了近年来江苏电网及系统中大容量非线性用户的谐波等电能质量问题的现状，就包括频率在内的的各电能质量问题进行了分析，并对新形势下的电能质量问题，提出防止对策。为江苏电网进一步提高电能质量提供了技术支撑。关键词:电网, 电能质量, 对策 Power Quality Analysis And Improved Strategy for Jiangsu Power Network Abstract The present condition of power quality problems such as harmonic of nonlinear customer of large capacity in Jiangsu power network and system is concluded. Different power quality problems in Jiangsu Power Network are analyzed. According to new positions of power quality problems, some protection and strategy are presented, which provide technique support for increasing power quality in Jiangsu power network. Keywords power network，power quality，strategy 1现代电能质量概念我国现有的电能质量方面的标准包括以下五个方面：（1）电力系统频率允许偏差；（2）供电电压允许偏差；（3）电压允许波动和闪变；（4）三相电压允许不平衡度；（5）公用电网谐波。目前国内电能质量方面的工作主要集中在电压(幅值)、频率和谐波方面，而随着国民经济的发展和技术的进步，一方面电网中各种非线性负荷及用户不断增长，增加了影响电能质量的不利来源；另一方面各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备使用也越来越多，对电能质量的要求更高，这两个方面的矛盾日益突出。为了确保有效控制电能质量，现实中不仅包括以上五个方面，更增添了新的内容：如电压凹陷、电压中断、电压瞬变、过电压、欠电压、间谐波等。从苏州、南京等地一批IT高新技术企业向供电公司提出供电电能质量和供电可靠性的要求，就鲜明的反映了电能质量的现实发展趋势。[1][2] 2江苏电网电能质量现状 2.1频率指标 2001年华东电网全网频率质量有所下降，江苏电网分摊的频率超出50±0.2HZ不合格时间为567.59秒，比2000年的267.7秒多299.89秒，合格率由2000年的99.999%下降到99.998%。不合格时间主要出现在6、7两个月，占全年不合格时间的68.2%。频率超出50±0.1HZ不合格时间为123337.05秒，比2000年的99203.06秒多24133.99秒，合格率由2000年的99.686%下降到99.608%。 2.2电压偏差指标 2001年江苏220千伏主网电压监控点2:00和9:00平均电压分别为230千伏和228千伏, 比2000年2:00和9:00平均电压230.8千伏和227.4千伏分别下降了0.8千伏和上升了0.6千伏。2001年全省220千伏电压监控点电压合格率为99.49%, 比2000年的99.4%上升0.09个百分点。 2.3电网谐波情况（1）江苏500kV系统谐波数据

基于Internet的电能质量监测与分析系统的研制_赵文韬

基于Internet 的电能质量监测与分析系统的研制赵文韬,王树民,朱桂萍,潘隐萱 (清华大学电机系,北京市100084) 摘要:计算机网络技术的发展,为不同地点供电系统电能质量的远程集中监测和分析提供了有效的手段。论述了基于Internet 的供电系统电能质量的监测与分析系统,主要包括利用GPS 授时技术进行多点同步采样,利用Windo w s N T2000和IIS 建立网络平台,利用SQL Serv er 数据库管理供电网络运行数据,使用多种分析软件对供电系统的电能质量进行仿真分析,并提出治理措施。该系统可为供电系统的安全运行提供保障。关键词:电能质量;谐波;GPS;Internet 中图分类号:TM 93;TP274 收稿日期:2001-08-02。 0　引言供电系统的电能质量直接关系到供电系统的安全运行和用户的用电安全。供电系统电能质量的监测和评估是对供电系统进行治理进而改善其电能质量的前提条件。当前国内供电系统电能质量的监测分析大多采用综合的电能质量分析仪或谐波分析仪等。这些专用测量仪器只能进行同一地点的现场相关电量的测试,对同一供电系统不同地点相关电量的同步测量及测量数据的传输和集中分析、评估则难以进行。因此,建立供电系统电能质量的远程、集中监测与分析系统,对影响供电系统电能质量的波形畸变、电压波动和闪变、三相电压和电流的不平衡度等指标进行全面仿真分析,对保证供电系统的安全运行,具有重要的理论和实际意义。Inter net 技术的发展实现了远程数据交换,为供电系统电能质量的远程监控和分析系统的建立提供了有效的手段。该系统有以下特点:①可以实现同一供电系统、不同地点的电能质量监测,也可实现多个不同供电系统的集中监测;②对系统电能质量进行多层分析和评估;③对存在的电能质量问题提出合理的治理措施。国外从20世纪80年代起就把人工智能和专家系统成功地应用到电厂状态监测与故障诊断技术中,产生了巨大的经济效益[1]。国内的一些科研院所也相继推出了类似的基于网络的分布式监测系统[2]。本文构建了基于网络的供电系统电能质量监测和分析系统,其技术关键在于: a .使用GPS 技术保证采样数据的同步性和准确性; b .构建网站,提供友好、方便的远程诊断网络; c .使用工程数据库系统管理大型网络运行数据和分析结果; d .V B 和V C 等多种编程工具的结合提高了程序的运行效率。 1　系统结构电能质量监测与分析系统整体的逻辑结构如图1所示。图1　系统逻辑结构 Fig .1　Logic architecture of the system 同步采样装置:要求将不同地点电网电压、电流瞬时波形记录下来,并且在采样数据中加上时间标签,以便于服务器端进行电能质量的相关分析。客户端:软件主要包括浏览器、文件上载工具、文件压缩工具,采用客户端编程,将带有时间标签的采样数据进行压缩后上载到远程服务器端,同时可以下载服务器端的计算结果。服务器端:提供WWW 方式的页面浏览服务,可进行用户信息查询和反馈信息给用户。服务器通过数据库管理各用户电网的设计数据和运行数据,并且安装有计算软件包,可进行谐波无功治理计算、电气化铁道分析、电弧炉负载的分析等。该系统采用典型的客户/服务器模式,以尽量降低客户端的配置要求。根据客户提供的系统接线图,生成系统计算模型,再利用客户端提交的采样数据, 69 2002年3月25日 M ar.25,2002

配电网电能质量实时监测与管理系统及治理措施研究

配电网电能质量实时监测与管理系统及治理措施研究发表时间：2017-09-22T15:18:34.050Z 来源：《电力设备》2017年第13期作者：邸峰 [导读] 摘要：当前，提升配电网电能质量已经是配电网的运行目标之一，而目前的运行质量还存在一些问题（国网河北省电力公司唐县供电分公司）摘要：当前，提升配电网电能质量已经是配电网的运行目标之一，而目前的运行质量还存在一些问题，所以，我们有必要对配电网电能质量进行实时监测，并从管理系统的应用出发，依靠系统来进行有效的监测和治理。本文思考了配电网电能质量的实时监测方案，并思考了管理系统应用方法和治理措施。关键词：配电网；电能质量；监测；管理；治理前言配电网电能质量是很多学者、专家关注和研究的课题，将配电网电能质量放入到研究的视野之中，可以为我们带来更好的借鉴和参考，也有利于我们今后更好的管理配电网。 1、电能质量监测在国内外的发展现状目前，我国已经逐步开展配电台区监测，作为配电的基础工作，但是受到个别原因的影响，像有些地方，其测试设备过于老化、陈旧，严重影响可用率，实用性较差，无法完成预期设定的效果。以多功能电度表为主的测量装置，在监测电压质量水平时采用了电压表测量；利用便携式测试仪器来测量谐波、电压波动及闪变，对变电所的每一级母线电压以及主变压器每一侧的谐波电流、电容器组的谐波电依次进行测量。无论任何一种监测手段或是管理模式，它都会有缺陷，对电网电能质量水平及实际系统运行状况无法及时进行了解，有明显的局限性，装置、系统实时监测能力较差，且功能单一仅限于电气元件运行参数的测量。有些国家这方面的工作早已深入研究，韩国、日本、英国、美国、德国等国家也基本上投入应用中了。配网自动化，日本属这方面发展较早的国家，其配电线自动化达到了58％，德国在56％左右，韩国在45％左右，这些国家配电自动化的基本功能虽然少但适用，应用程度较高。“自动化孤岛”现象，是目前国内外配电自动化系统都普遍存在着一个较严重的问题，信息实现共享的程度较差，无法将数据来源统一。从当今的发展形势及存在问题来分析，以后的发展趋势必将利用网络化、集成化、通用化、实时性、开放式平台，灵活采用多种技术手段，面向对象式设计，并结合灵活输电、电网结构规划、需方管理等来实现。我们眼前的首要任务就是研制并开发出适合配电网络的智能化台区监测分析系统。 2、配电网电能质量存在的问题及其危害 2.1电压偏差用电设备的运行指标和额定寿命是对其额定电压而言的。当其端子上出现电压偏差时，其运行参数和寿命将受到影响，影响程度视偏差的大小、持续的时间和设备状况而异。 2.2公用电网谐波由于硅整流、可控硅换流设备、电弧炉、电焊机等各种非线性负荷的增加，大量的谐波电流注入电网，造成电压正弦波形畸变，使电能质量下降，给发供电设备、客户用电设备、用电计量、继电保护带来危害，成为污染电网的公害。谐波使电网中感性负荷造成过电压，容性负载造成过电流，影响用电计量准确度，对安全运行带来危害。例如使继电保护误动，引起故障；干扰电子设备，使计算机误动作，电子设备无触发；通信回路、弱电回路产生杂音，造成故障。 2.3电压波动和闪变无论电网低电压或高电压运行，都会给电气设备的运行带来较大的危害，照明负荷电压低，使发光效率下降，影响照度；电压下降时，经常是电动机过负荷而烧毁，同时与会使电动机的启动十分困难，反之，长期高电压运行，会对电机的绝缘造成危害；电压偏低会增加供电线路及电气设备中的电能损失；电压偏低常常会引起低电压保护装置动作，电磁开关、空气开关跳闸，影响生产的正常进行，反之，电压偏高也将引起过电压保护装置动作，电气设备的电压线圈烧毁等。电压偏高或偏低都会影响到通信、广播电视等音像的质量，影响家用电器设备的正常工作，如电压偏低电冰箱、空调等难以启动；如果电网的无功功率严重匮乏，将导致电压崩溃，系统震荡，电网瓦解，严重危及供用电安全运行。 2.4电网频率低频率会使发动机，电磁开关等用电设备烧毁；频率下降使电动机转速下降，因而使一些产品出现废品、次品、如纸的厚薄不均、棉纱的粗细等不均；低频率运行的电网稳定性差，降低了电网应付事故的能力，稍有波动就可能导致系统的瓦解崩溃。高频率运行同样也会产生危害，损坏设备，高频率运行时，发电机、电动机和所有生产设备的转速将增加，电压上升，往往因超过原设计要求而遭损坏，影响广播、通信、电视等音像质量。 3、配电网电能质量监测技术实际供电系统中，电能质量危害主要体现在用户密切相关的配电系统以及低压网络中，如低压跌落问题引起的设备误跳闸；短时断电现象造成计算机服务器数据丢失；谐波问题引起用户设备不正常发热等。下面详细的分析电能质量各项指标和监测方法。 3.1谐波的测量和分析电网谐波主要由非线性负荷产生。国际上公认的谐波含义为，谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。因此谐波次数必须为整数。谐波的测量通常是先将采样信号经过快速傅立叶变换求出各次谐波（电压或电流）分量的实部和虚部，然后利用公式求出k次谐波的幅值和相角，最后分别求出谐波含有率、总谐波畸变率、谐波功率、谐波阻抗等。 3.2电压波动和闪变的测量 3.2.1电压波动的测量根据电压波动与闪变的国家标准GB12326-2000，电压波动是指每半个基波电压周期均方根值的一系列变动或连续的改变。在配电系统中，这种电压波形现象有可能多次出现，变化过程可能是规则的、不规则的，亦或是随机的。 3.2.2闪变的测量和分析闪变定义为，电光源的电压波动造成灯光照度不稳定的人眼视感反应。对于电压波动与闪变问题一直难以建立精确的数学模型。因此，闪变的评价方法不是通过纯数学推导与理论证明得到的，而是通过对同一观察者反复进行闪变实验和对不同观察

电网电能质量控制-- 本科山大20年考试题库及答案

电网电能质量控制--本 -.综合题（70分） 1、简述电压波动的含义、引起电压波动的原因。学生答案：电压均方根值一系列相对快速变动或连续改变的现象，其变化周期大于工频周期（20ms）。电压波动是指电网电压有效值（方均根值）的快速变动。电压波动值以用户公共供电点在时间上相邻的最大与最小电压方均根值之差对电网额定电压的百分值来表示；电压波动的频率用单位时间内电压波动（变动）的次数来表示。原因：（1）用电设备具有冲击负荷或波动负荷，如电弧炉、炼钢炉、轧钢机、电焊机、轨道交通、电气化铁路、以及短路试验负荷等。（2）系统发生短路故障，引起电网波动和闪变。（3）系统设备自动投切时产生操作波的影响，如备用电源自动投切、自动重合闸动作等。（4）系统遭受雷击引起的电网电压波动等。2.电压波动与闪变存在的影响电压闪变主要是表征人眼对灯闪主观感觉的参数。它一般是由开关动作或与系统的短路容量相比出现足够大的负荷变动引起的。 2、统一电能质量调节器的功能？ 3、什么是电力系统频率的一次调整和二次调整？学生答案：电力系统的负荷时刻都在变化，对系统实际负荷变化曲线的分析表明，系统负荷可以看做三种具有不同变化规律的变动负荷所组成：第一种是变化幅度很小，变化周期相对较短，一般是几秒就会变化的；第二种是变化幅度较大，变化周期较长，一般是几分钟；第三种是变化缓慢的持续变动负荷，引起负荷变化的原因主要是工厂的作息制度，人民的生活规律，气象条件的变化等。第一种变化负荷引起的频率偏移将由发电机组的调速器进行调整，这种调整通常称为频率的一次调整。第二种变化负荷引起的频率变动仅靠调速器的作用往往不能将频率偏移限制在容许的范围之内，这是必须要有调频器参与频率调整，这种调整通常称为频率的二次调整。当电力系统中负荷突然变大，那么频率将会相应降低，根据情况就会有一次二次调整。 4、电能质量的定义是什么？

基于labVIEW的电能质量分析系统

基于labVIEW的电能质量分析系统 ——数字信号处理在节能监管平台中的应用摘要：论文在论述数字信号处理概念、特点的基础上，通过实例阐述了在LabVIEW平台下对电能质量进行信号处理同时对电能质量分析方法进行研究和讨论，基于数字信号处理技术实现电能质量检测。着重对电能质量的3个重要指标：电压波动、谐波和三相电压不平衡度（包括三相电压，三相电流，有功功率，无功功率，功率因数等）进行信号分析，去除采集波形数据中的高次谐波。关键词：数字信号处理技术；labVIEW；电能质量；节能监管；谐波随着科学技术的发展，人们对电能质量的要求越来越高，同时由于扰动性负荷(如非线性、冲击性或不对称负荷)接入电力系统及其他扰动源存在，造成了大量的电能质量问题，谐波污染、三相不平衡度、跌落和闪交也越来越严重。电能质量问题不仅对电网的安全运行不利，严重干扰电网的稳定经济运行，还能造成某些对电能质量要求较高的电力用户严重的经济损失。电能质量在线监测技术就是在这个基础上发展起来的。电能的在线监测就是要实现实时地监视系统的电压或电流变化，记录和保存电能质量发生变化时各相电压或电流的幅值、频率、电压波动、三相不平衡度，同时采用滤波技术对多种电能质量的指标进行综合的监测。由于电能质量的不断恶化，电能质量问题不仅影响到电网的安全运行，还对一些对电能质量的要求很高的新型电力负荷的正常工作造成干扰。使人们对电能质量的优劣越来越重视，因此对电能质量进行有效地分析和监测不仅必要而且十分迫切。由于应用于三相电压电流的谐波检测的示波器价格昂贵，且较难进行多点的电压／电流检测［２］，我们设计的应用于检测多点的单相或三相电压／电流的多路电表，不仅成本低廉、扩展便，还可以进行模拟信号采样实验、信号处理实验，综合性强。LabVIEW作为一种图形化的编程语言，不仅具有许多功能强大的模块节点和计算能力，可以满足电能分析的各种复杂算法的计算，而且还具有强大的网络功能，进行远程设备控制和数据传输，虚拟仪器VI的兴起对处理电能质量测量与分析时的数据提供了新的研究途径。 1. labVIEW简介 LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。LabVIEW的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储等等LabVIEW也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序(子vi)的结果、单步执行等，便于程序的调试。在电能质量分析领域研究中，labVIEW完成的恰恰是对硬件电路板采集通过以太网发布的数据包依据国际化多功能电表规约—645规约进行拆包取数，并对取得的数据进行一系列复杂的逻辑运算得出各类电能指标进而进行更进一步的信号分析。 2 电能质量检测实验平台组成电能质量检测实验平台包括A/D信号采样模块(网关)、电能质量处理模块和上位机。A/D信号采样模块负责采集信号并送至电能质量处理模块；电能质量处理模块对采集的电压／电流信号进行数据的预处理，并通过基于以太网的数据通信系统将数据传输至PC机；PC机接收上传的数据并完成数据的进一步处理和各项电能参数的实时显示、存储。由于是基于以太网的设计，所以易于扩展多支路的电压/电流的检测。另外，我们自己设计研发的多路电表使用起来更方便添加外部测量设备。 2.1 A/D信号采样电压和电流信号幅值较高，而我们使用的ARM（CORTEX-M3）芯片采样电压在3.3V以内，故需要A/D 采样电路将电网信号转化为A/D采样模块所能接收的信号。其采样流程为：电压或电流信号先经过采样电压互感器或是电流互感器输入端；采样互感器输出的是与电网电压信号成比例的正负对称的电压信号，再经过信号调理电路将采样信号抬压到3V以内，以供ARM芯片内部A/D转换器采样。采样电压互感器输入最高电压220V（对更高的电压可再增加前级电压互感器降低其电压等级）。电流互感器输入最大电流5V。 2.2 电能质量处理模块电能质量处理模块的核心———ARM采用CORTEX-M3,具备强大运算能力，同时兼顾了控制领域的需求，特别适合控制对象复杂并且又需要较高实时运算能力的场合。ARM数字处理的核心系统是整个电能质量检

电能质量监测装置在电网中的作用

电能质量监测装置在电网中的作用摘要：随着社会经济不断提高，企业和居民用电负荷也越来越重，同时伴随各种电器设备的使用，大量谐波会被引进低压电网系统，各地供电局也开始重点关注和解决电能质量的问题。实例：广东省某110KV变电站，隶属于广东电网公司某供电局，该变电站共有两台主变，总容量达到80MVA，该站主接线方式为线路变压器组结线，通过两条110KV线路：110KV A路支线、110KV B路支线与220KV C变电站和220KV D变电站相连。该变电站电气连接图如所示。图1 变电站电气连接图该变电站经常出现电压异常以及谐波问题，曾经导致一台变压器烧毁。为了解决此问题，该变电站安装了三台E8000设备，其中两台分别用于监测#1主变线路和#2主变线路，第三台作为备用监测装置以防发生故障时主变电能数据丢失。现场接线图如所示。图2 现场接线图测试分析：现场部署的为E8000单回路电能质量在线监测装置，该装置对两路主变进行持续的监

控，并将采集的数据传输到主站监控软件PQS，PQS与E8000设备通信采用通用的IEC61850通信协议。 E8000监测装置将采集到的历史数据同步至设备IEC61850服务器模型中，并存储进PQDIF文件，根据主站要求上送实时数据、历史数据以及报表数据，主站监控软件PQS对设备采集的数据进行存储和转换，由数据分析软件进行具体的分析，监测设备与主站服务器交互过程如所示。图3 电能质量在线检测系统拓扑图数据分析软件能对电能数据进行多方面的精确分析，主要功能包括实时数据浏览、综合统计报表导出、告警数据查询以及历史数据查询等，通过对电能数据以上几方面的分析最终评估出区域的电能质量状况。图4 数据分析软件案例总结：

电网电能质量控制 A_1

一、单选题 1.电压源型变换器的英文缩写为（）。 A.UPQC B.VSC C.SVG D.SVC 2.根据对称分量法，下列哪项无法得到（）。 A.正序分量 B.基波分量 C.负序分量 D.零序分量 3.下列有关静止无功发生器的说法不正确的是（）。 A.英文缩写是SVC B.无功功率随电压的降低按一次方关系下降 C.采用PWM控制 D.具有更快的响应速度 4.基于数学变换方法分析电能质量问题的方法不包括哪一个（）。 A.傅里叶变换 B.方均根值计算方法 C.小波变换 D.矢量变换 5.架空线上发生的多数故障属于（）性质。 A.暂态 B.稳态 C.动态 D.临界态 6.为获取稳态情况下某电压波形中的谐波分量，最常用的变化为（） A.αβ变换 B.dq变换 C.傅里叶变换 D.小波变换 7.改善异步电动机启动方式不包括（）。 A.降压启动 B.串接变阻器启动 C.软启动 D.升压启动 8.总谐波畸变率的定义是（）。 A.总谐波有效值与基波有效值的百分比 B.总谐波有效值与额定值的百分比 C.基波有效值与额定值的百分比 D.基波有效值与总谐波有效值的百分比 9.基于瞬时无功功率理论的方法，在只检测（）时，可以完全无延时地得出检测结果。 A.无功电流 B.谐波电流 C.有功电流 D.基波电流 10.发电机的下列措施中有助于谐波抑制的是（）。 A.在三相发电机中，采用星形连接，线电动势中不出现3次及倍数次谐波电动势 B.凸极同步发电机采用适当的极靴宽度和不均匀的气隙长度，使气隙磁场的波形尽可能接近正弦分布 C.采用短距绕组，以消除某次谐波 D.以上三项都对 11.以下不属于电能质量基本概念的是（）。 A.电压质量 B.电流质量 C.供用电质量 D.输配电设备质量 12.对于高压电网中改变线路参数的方法中，用于减小线路电抗的方法常采用（）。 A.分裂导线 B.增加导线截面积 C.串联电抗器 D.并联电容器 13.改进型有源电力滤波器由有源滤波器、（）和检测与控制电路组成。 A.低通滤波器 B.C型低通滤波器 C.高通滤波器 D.C型高通滤波器 14.长时间电压中断的主要原因不包括（）。 A.永久性故障 B.瞬时性故障，重合闸拒动 C.线路故障检修 D.运行人员误操作二、判断题 1.电力系统的电能质量始终是固定不变的（） 2.三相负荷不对称是系统三相不平衡的主要因素。（） 3.静止无功补偿装置是基于电力电子全控器件的装置。（） 4.频率质量监督和电压监测点的设置是电能质量技术监督的主要工作内容（） 5.整流电路会产生大量的谐波。（） 6.发生故障时，故障不仅会引起公共连接点幅值的降低，而且还会引起电压相位的跳变。（）三、综合题 1.电能质量的定义是什么？ 2.统一电能质量调节器的功能? 3.什么是电力系统频率的一次调整和二次调整？ - 1 -