主动配电网电能质量实时监测系统设计与实现

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曲广龙1,杨洪耕1,李兰芳2

(1.

四川大学电气信息学院,四川省成都市610065;2.广东电网公司电力科学研究院,广东省广州市510080)摘要:设计并实现了一套面向服务的浏览器/服务器(B /S )

模式主动配电网电能质量实时监测系统,提供主动配电网逐层消纳分布式电源过程的电能质量实时监测功能,重点观测潮流方向变化对电能质量水平的影响三该系统基于IEC 61850标准建立电能质量信息模型,通过制造报文规范(MMS )

将现场电能质量实时监测数据上传到主站解析并存入实时数据库;采用Silverli g ht 技术对主动配电网主接线进行建模和绘制,客户端通过Windows 通信基础(WCF )服务与服务器端通信,获取实时监测数据,并结合主接线图实现主动配电网电能质量全局实时监测功能,达到数据图形一体化展示效果三该系统在广东某地区主动配电网示范工程中正常运行使用,为主动配电网控制策略制定及电能质量问题分析治理提供了有效数据支持,证明了系统的可靠性和实用性三关键词:主动配电网;电能质量实时监测;分布式电源消纳;IEC 61850;Silverli g ht ;Windows 通信基础

收稿日期:2014-03-21;修回日期:2014-08-14三

国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2012AA050212)

三0一引言

由于电力需求持续增长二传统能源日益短缺以及电力市场逐渐开放等因素,分布式电源

(distributed g enerator ,DG )

尤其是可再生能源大量接入配电网,对配电网造成广泛的影响[1-3]

,传统被动单向潮流的配电网逐步演变为双向供电的主动配

电网[4],潮流方向可能随时发生变化三分布式电源

具有间歇性投切和波动出力的特性,随着其接入系

统容量增加,使得配电网不可控性增强三另一方面,配电网本身还受到大量非线性负荷的冲击,分布式电源与恶性负荷耦合并网将加剧电能质量恶化,严重影响配电网的供电质量和可靠性,造成设备损坏二经济效益损失等后果三因此,有必要对主动配电网的电能质量状况进行实时监测,以便及时采取有效措施,减少损失三目前电能质量监测系统正朝着网络化二信息化二

标准化的方向发展[5-6]

,国内已经有很多成功的电能质量监测系统设计案例,各有侧重点和局限性三文

献[7-8]设计的电能质量监测系统未采用统一的标准数据格式规范,使用的是自定义的通信协议,只能在其自身设备和监测系统中使用,与其他厂商设备兼容性差,无法做到数据共享三文献[9-12]

提出将电能质量数据转换格式(p ower q ualit y data

interchan g e format ,PQDIF )作为电能质量监测的标准文件格式,解决了不同电能质量文件格式之间

的数据转换存储问题,但是PQDIF 文件在处理实时

数据二暂态事件数据方面有较大局限性[13]

,很难做

到实时监测三文献[14]

基于IEC 61850设计了开放式电能质量监测系统,实现了不同厂家设备接入和数据共享,但是其仅采用图表形式展示电能质量数据,表现形式单一,不能给用户更加直观的体验,也很难同时对整个电网的电能质量情况作全局观测三主动配电网中的电能质量状况与分布式电源的接入方式和运行情况密切相关,潮流方向的变化会对电能质量水平产生较大影响三所以对于主动配电网的电能质量监测与一般配电网不同,在监测电能质量实时状况的同时,还需要监测分布式电源的消纳过程和潮流方向,以便制定合理的协调控制策略,在不影响负荷用电的情况下缓和电能质量状况三传统配电网电能质量监测系统并不能满足主动配电网这方面的要求,因此需要设计一套针对主动配电网的电能质量监测系统三目前还没有相关文献在这方面进行研究三

对于上述现状,本文设计并实现了一套针对主动配电网的电能质量实时监测系统三该系统遵循IEC 61850标准,

建立标准化电能质量数据模型,提供开放式数据交换接口,通过制造报文规范(manufacturin g messa g e s p ecification ,MMS )

将电7

11Vol.39No.10Ma y 25,2015

DOI :10.7500/AEPS20140321001