电能质量在线监测系统方案设计分析
电能质量及其在线监测方法研究
定的电能质量的 ５ 通用标 准 ，以此作为 项 标 准来 评价 电能 质量的 依据 。
１１谐 波 的测 量 ．
式 中各次谐波电压的有效值通过 Ｆ Ｔ Ｆ 算法求出 ，可利用谐波测 量中的结果 。求
出 电网各相 电压有效值以后 ，利用电压偏 差的计算公式 ，不难对电压的合格率做 出
判断 。
缺点是需要较大的硬件投 入，当输 入信号 谐 波含 量 多时 ，测 量误 差较 大 。 本 文采用对采样数据信号进行数字滤 波， 滤出其 中的基波分量以后 ， 通过线性插
值算法求出波形过零 点的时刻 ，进而检测 信号波形的周期 。 信号采集处理器采用 １８ ２ 点采样 ， 可保证这种算法的精度和效率 。 信 号 波形 的周期求出之后 ，可方便地计算频 率 的合格率 。
Ｕ ｛ 口 ＋ Ｕ ＝ Ｉ Ｕ ａ ｃ Ｉ ＼ ／
．
（） ２
（） ３
２ 系统结构 与功 能
２ １系统 硬件 ．
和机会 ， 提高 电网的运行和管理水平 ，向 ｌ 以基波 电压信号 为例进行讨论 ，负序和零
系统硬件如 图ｌ 所示 。 系统采用分布式 的结构 ， 由厂站测量终端 、 监测 中心工作站 和 公用 电话 网络 系统 三部分组成 。 安 装 于 变 电 站 或 用 户 的 厂 站终 端 数 量
引 言
进入上世纪 ９ 年代以来 ，国内外电力 ０ 部门和电力用户对 电能质量的关心程度与 Ｅ俱增，近年来 ，电能 质量 问题一直是供 ｌ 电系统研究 的主题之一 。在测量方面 ，对 电能质量进 行永久性监视 ，已成为 国内外 许多电力公司的共 同做法 。进行在线检测 的 目的在于及时记录供 电系统的干扰 ，找 出扰动的原 因，找到减轻干扰影响的方法 用 户提 供高 质量的 电力。 国内对 电 能质量 问题 的研 究 时 间不 长 ，使用的电能 质量测量装置的功能还 比
电力系统电能质量监测终端的设计
ＳＳ Ｒ ＣＩ 系 实 Ｙ Ａ Ｔ Ｅ 统 践 Ｐ Ｃ
电力系统 电能质量监测终端 的设计
◆ 王新 波
摘要 ：本文运用Ｆ Ｔ算法，对 交流采样倍频锁相 同步 电路进行 了设计 与验 Ｆ
证 ；采 用 １位 的Ａ Ｄ转 换 芯 片 ，实现 了对数 据 的 高精度 采 样 ；采 用主 频 １０ ６ ／ ５ＭＨｚ 的３ ４ Ｄ Ｐ Ｔ ３ ０ ２ １ ，实现 了对 高速采样 数据 的实时处理 ；利用Ｃ Ｌ ２－ Ｓ ／ ＭＳ ２ Ｆ ８２ ￣ Ｐ Ｄ作
在数据处 理与显示存储上采用Ｐ ０ － 控机 ，功能强 、 Ｃ１４Ｅ 便于操作与软件升级［ １ 】 。
图 １ 频锁相 同 步 电路 倍
ＦＴ Ｆ 算法要求 １ 个周期 内的采样点数是２，但定频采
样所得到的１ 个周期 内的采样点数＾可能不等于２ ，为了
１交流 采样技 术 ．
为外 围电路的逻 辑控制模块 ，实现 了对外围电路 的灵活可靠控制 ；实现 了电力
系统 电能质 量监 测 终 端 的 总体设 计 。
关键词 ：电能质量监测 ；采样 ； ＤＳ Ｐ系统 ； Ａ Ｄ ／ 转换
引言
目前市 场上使用 的 国内外 生产 的电能质量部 分指 标（ 如谐波 、不平衡度等） 的监测设备 ，大都不能完全适
样 间隔ｔＴ ＝／ － Ｎ，然后对 １ 个周期 内的 个数据等间隔线 性
插值成Ｎ ２等效数据。采样信号经Ｆ Ｔ ＝ Ｆ 得到各次谐波分
量 的实部“（ ｒ 助、虚部Ｕ 。
幅：
样法 、准同步采样法、非同步采样法等几种［ ２ ］ 。
１１ ．同步采样法 同步采样法就是整周期等间隔均匀采样 ，即采样频
应我国电网电能质量监督管理 的实际需求 。新型的数字
云南电网电能质量在线监测系统
) 1 系统具有数据采集及分析处理、计算统 计 ( 包括国标要求的六项电能质量指标) 、包括 谐波功率在内的功率总加及各次谐波功率频谱分 析、事件记录、曲 线报表分析、 数据转发及查询
功能。
2) 系统具备大容量、多通道的数据测量技 术及优化的数据处理算法。具备输人通道多、 动 态范围大及多种触发方式; 安装本系统的各变电 站测量单元， 可以同时启动测量， 具有良 好的同 时性， 对电能质量的分析有很好的系统性和延续
摘 要: 对云南电网电能质量在线监测系统进行了全面、详细地介绍。 关键词: 电能质量 在线监测 网络系统 中图分类号: TM76 文献标识码: B 文章编号: 1006 一 7345 (2006 ) 04 一 0011 一 02
1
前言
云南电网电能质量在线监测系统基于网络平 台构建，具有高精度、高性能、全 自动、实时监 测等多项优点， 该系统集强大的数据采集、分析 处理、计算统计 、数据储存、报表输出等多项功 能为一体，是一项全方位电能质量在线监测的系 统工程。
等功能。 . 子站起承上启下、作为通讯平台的作用。 “ 启下”作用主要为控制所有与之相连的监测装
置测量现场数据， 并将数据通过网络或 M em 方 d o 式汇集到子站服务器; “ 承上”作用主要为将所
有数据二次处理，上传至指定后台主站数据库。 子站由高性能服务器以及通讯控制平台软件组成 ， 提供多元通讯手段的通讯接口，网络接 口带宽 自 适应软件，具备数据在通讯不正常时的缓存功能。 . 主站作为数据中心、 后台数据库和数据发
布。监测装置和供电局子站服务器 自动不间断测 量， 并将数据传至后台主站服务器， 利用高效数
电能质量在线监测装置的算法研究
年第期电能质量在线监测装置的算法研究张艳玲1邵玉槐1陈奇2白治国3（1.太原理工大学，太原030024；2.天津电力公司，天津300250；3.山西省阳泉供电分公司调度所，山西阳泉045000）摘要针对目前我国对提高电能质量监测水平的迫切要求，通过对电能质量各项指标及标准的研究，结合电能质量监测装置的要求，提出适合电能质量监测装置的测量算法。
详细给出了国家标准规定的五项电能质量指标算法。
并利用Matlab 的仿真功能和计算功能对算法进行了仿真及验证。
关键词：电能质量；FFT ；电压波动和闪变；MatlabResearch on the Algorithms for Power Quality Online M onitoring EquipmentZhang Y anling 1Shao Y uhuai 1Chen Qi 2Bai Zhiguo 3(1.Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024；2.Tianjin Electric Power Company,Tianjin 300250；3.Shanxi Province Y angquan Electric Power Subsidiary Company,Y angquan,Shanxi 045000)Abstr act In aiming at the urgent requirement for supervisory system for power quality,researching power quality indicators and standards,combining of power quality monitoring device requirements,author proposed power quality monitoring device for measuring the algorithm.Details are given of the five national standards for power quality indicators algorithm.And make use of the Matlab emulation and calculation function to have been in progress to the algorithm simulating and verifying.Key words ：power quality ；FFT ；power quality-V oltage fluctuation and flicker ；Matlab1 引言电能，既是一种经济、方便、清洁、容易控制和转换的能源形态，又是电力部门向电力用户提供由发、供、用三方共同保证质量的一种特殊商品，由于现代化工业的发展，包括电力电子装置在内的各种非线性设备在电力系统中的使用日益增多以及冲击性负荷的不断增多，使得电网发生电压畸变、电压波动、闪变和三相不平衡等电能质量问题，造成电力系统电能质量的急剧恶化，给电力系统本身和广大电力用户都造成了不良的影响和危害。
电能质量三项国家标准的在线监测与分析系统实现
中圈 分 类 号 ： Ｐ Ｉ ５ Ｔ ３１
文 献标 识 码 ： Ａ
１ 引
言
随着 我 国国 民经 济 的快 速发展 ． 以及 电能作 为一 种商 品市 场化 运作 的必 然趋 势 ， 电能 质量 已成 为 电 力生产 管理 部 门及用户 日益 关注 的问题 １ 。按 照 电力 市场 化 运作 的 要求 ， 电部 门必 须 向用户 提供 质 ］ 一 供 量 可靠 的 电力 ， 同时 由于 电力 系统 的特殊 性 ， 电 、 电 、 电是 紧 密耦合 的不 可 分离 的环 节 ， 发 输 用 因此 。 户 用 对 电 能质 量 的优 劣也要 承 担一 定的 责任 Ｊ ｌ 。基 于 以上两 方 面 的原 因 ， 电部 门和 电 力用 户 都要 求 能 够 供
点 阐述 。
２ ２ 电 能 质 ■ 标 准 的 监 测 方 法 依 据 的 原 理 ．
公用 电 网谐 波 ： 电 网的谐波 分 析所 采用 的方 法 除传统 的付 立叶 变换方 法 外 ． 对 尚有其 他许 多有 效方 法 ． 小 波变换 法 ， 如 付立 叶级 数分 解法 等 。 由于谐波 分 析是 相对稳 态情 况 而言 ， 于此 。 基 本文 在分 析电 阿 谐 波 时采 用 了一种 递 推的付 立 叶级数 法 Ｊ 。
摘
要： 介绍 了 基 于 ＮＥ ２ ０ Ｔ ０ ０现 场 总 线 网络 的 电 能 质 量 三 项 国 家 标 准 的 监 测 与 分 析 在 线 应 用 软 件
的 开 发 研 究 ． 出 了 电能 质 量 的 三项 指标 一谐 波 电 压 波 动 与 闪 变 相 电 压 不 平 衡 度 监 测 实 现 的 方 法 给 三 并 在 此 基 础 上 编 制 了 上 下 层 应 用 软 件 ， 电 能 质 量 监 测 可 观 性 好 并 便 于 对历 史 数据 进 行 查 询 。 使
电能质量在线监测装置
CREATE TOGETHER
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
DOCS
保养方法
• 对装置进行定期保养，提高装置的稳定性和使用寿命
• 考虑保养过程的规范性和周期性
06
电能质量在线监测装置的
应用案例
电能质量在线监测装置在电力系统中的应用
电力系统监测
电力系统故障诊断
• 实时监测电力系统的电能质量，为电力系统的稳定运行
• 诊断电力系统的电能质量问题，为电力系统的故障排除
提供保障
市场需求
发展趋势
• 随着电力系统的扩展和电力设备的升级，电能质量监测
• 电能质量在线监测装置将朝着智能化、集成化和个性化
装置的市场需求持续增长
的方向发展
• 考虑市场需求的多样性和个性化
• 考虑发展趋势的可行性和前瞻性
电能质量在线监测装置的技术创新与发展方向
技术创新
发展方向
• 利用人工智能、大数据等先进技术提高电能质量监测的
电能质量在线监测装置在商业领域的应用
商业场所监测
• 监测商业场所的电能质量，为商业场所的正常运营提供保障
• 考虑监测的全面性和实时性
商业场所故障诊断
• 诊断商业场所的电能质量问题，为商业场所的故障排除提供依据
• 考虑诊断的准确性和快速性
07
电能质量在线监测装置的
发展前景与挑战
电能质量在线监测装置的市场需求与发展趋势
• 考虑算法的实时性和准确性
• 考虑算法的稳定性和可扩展性
• 考虑算法的准确性和客观性
电能质量在线监测装置的人机交互界面设计
界面设计
⌛️
电能质量扰动及其在线监测装置的设计
文 献 标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ： １７ —４ ５２ ０ ）８０ ６ —４ ６ ４３ １（０ ８１—０ ９０
０ 引言
电力 电子 器件 和其 它 非线 性 负荷 的大 量使 用 ， 给 电网带来 了严 重污 染 ； 电网 中存在 大量 电能质量 问题 ，如 ：谐 波 、问谐 波 、 电压 暂升 、 电压 暂 降 、 电压 暂 时 中断 、 电压 缺 口、振 荡 暂 态 、 脉 冲 暂 态 等 Ｌ。这 些 电能质 量 问题 给基 于 微处 理器 、微计 算 ｌ Ｊ 机 的 自动 控制 设备 的正 常运 行 带来 了极 大危 害 。为 了有 效 改善 电能质 量 问题 ，首 先必 须及 时 了解 电网 电能质量 信 息 。对 电网进 行实 时监 测 ，是 了解 电能 质量 信 息 的唯一 途径 Ｌ。 ２ Ｊ 电能质 量 监测 方式 是 一个不 断变化 的过 程 ，与
述；针对 电能质量扰动 的基本特征 ，提 出了一种 集 中分布式的 电能质量扰动在线监 测 系统方案 ，并对 系统核 心部件 一一电能
质 量在线监 测装置进行 了设计 和开发 。
关 键 词 ： 电 能质 量 ； 扰 动 ； 在 线监 测 ； 集 中分 布 式
Ｐｏｗｅ ａ ｉｙ ｄｉｔ ｂａ ｅａ ｒ ｑｕ ｌｔ ｓｕｒ ｎｃ ｎｄ ｓｇｎ ｏｆｏ ｌｎ ｏ ｔ ｉ ｖ ｃ ｄｅ ｉ ｎ－ｉ ｅ ｍ ｎｉｏｒｎｇ ｄｅ ｉ ｅ
大 的数 据量 ，也就 不 需要 大容 量存 储 设备 ，节 约 了
软 硬件 资源 。随着 信 息 电力 时代 的来 临 ，涌 现 了大 量 动态 电能质量 问题 ，传 统 的离线 监测 方式 已经不 能满足 人们 的要求 ，此 时 ，需 要一 种 实 时在 线 监测 方 法 ；现有 的计 算 机软 硬件 水平 和 数据 库技 术 、通 信 技术 、信 号处 理 技术 也 为这种 在 线 自动监 测技 术 提供 了可 能 。 本文 对 电能质 量 扰动 类别 作 了详细分 类 ，在此 基础 上 ，设计 了一 种集 中 分布 式 的在线 电能质量 监 测 系统 ，并对 系统 的核 心 组成 部分— — 电能质量 监 测 装置 的软硬件 进 行 了研 究和 开发 。
基于ARM的电力在线监测系统设计
配网自动化低压电器(2008№13)通用低压电器篇吴艳辉(1984—),男,硕士研究生,研究方向为电力系统自动化。
基于AR M 的电力在线监测系统设计吴艳辉, 张承学(武汉大学电气工程学院,湖北武汉 430072)摘 要:基于电力系统在线监测系统是电力系统稳定控制、继电保护动作、事故分析等控制措施的基本环节,介绍了一套基于ARM 的电力在线监测系统,详细描述了系统的总体结构原理、硬件电路组成和软件的设计。
该监测系统具有成本低、可靠性高、抗干扰能力强的特点。
关键词:在线监测;数据采集;PC I 接口中图分类号:TP 273 文献标识码:A 文章编号:100125531(2008)1320039203Desi gn of O n 2L i n e M on itor i n g System of E lectr i c P ower Ba sed on ARMWU Y a nhu i , ZHA N G Chengxue(School of Electrical engineering,W uhan University,W uhan 430072,China ) Abstra c t:B ased on that on 2line mon it oring s ystem is the base of stability control,re l ay acting and fault analy 2sis in electric po we r system ,an on 2line monit oring s ystem,whi ch is based on ARM ,was intr oduced .A deta iled desc ri pti on about t he t otal construction princi p le of the s ystem,ha rd ware e lectric c ircuit and the de sign of t he soft 2ware of the syste m wa s gi ven .The syste m has many advantages,s uch as lo w cost,high reliability and the strong ca 2pability of anti 2jamm ing .Key word s:on 2li ne m on itor i n g ;da ta a cqu isi t i on;PC I i n ter fa ce张承学(53—),男,教授,博士生导师,研究方向为电力系统自动化。
一种适合配电网的电能质量监测系统结构设计
信 变 送 号 对
Ｆｉ ｕ ｅ ２ Ｄａ ａ ａ ｑ ｉｉ ｏ ｄ ｌ ｇ ｒ ｔ ｃ ｕ ｓｔ ｎ ｍｏ ｕ ｅ ｉ
收稿 日期 ：０ １ ０ — ２ ２ １－ ４ １
作者简介 ： 孙立 国（９５ ） 男， １５一 ， 工程师 ， 事农 电企业 生产工 从
作。
电压变送选用高速集成差分放大器 Ａ Ｐ ３ 内 Ｍ ０。 置匹配的薄片电阻网络 ， 在不需要外接匹配元件的情
一
（ ｏ ａｅＶ ｒ ｔ ｎ） Ｖ ｌ ｇ ａ ａｏｓ是衡量供电系统正常运行与否的 ｔ ｉｉ 项 主要指 标 。 电压偏差是指供 电系统在正常运行方式下 ， 某一
采集模块 、 Ｓ Ｄ Ｐ处理模块和 Ａ Ｍ工程模块构成 。系 Ｒ 统的整体硬件架构见图 １ 。
数据 ＤＰ Ｓ
．．．
节点的实际电压与系统标称电压之差对系统标称 电 压的百分数。其数学表达式为
× ０ ％ １０
Ａ 融Ｉ
采 端］Ｍ 处 端 Ａｓ 二 集双 Ｌ １ 理双 口ｌ］ ＾ Ｒ ｌ 程 ．
模 块
— —
／模 块
／模 块
式 中 ：Ｕ为 电压偏 差 ： ｒ ８ Ｕｅ为实 际 电压 ： 为 系
关键词 ： 电网 ； 配 电能质量监测 ； Ｓ Ａ Ｍ； Ｄ Ｐ； Ｒ 设计
中图分类号 ： Ｍ ６ Ｙ ７４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ４ １６ （０ １０ — ０ ６ ０ １７ — １ １２ １）８ ０ ３ — ２
随着农村经济的发展 ，电能需求量在不断增加 ， 电能质量问题越来越引起关注。 要提高农村配电网的
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。 由于波动 陛负荷在运行 中频繁地从 配 电系统取用快速变动电能 ．即出现 冲击性功率变 化， 造成公共连接点电压值短时间内急剧变动 ， 并且 明显偏离标称电压值 （ Ｅ Ｉ Ｅ相关文件 中给出的典型 Ｅ
电力系统多参数在线检测系统设计
新疆大学科学技术学院College of science ＆technology Xinjiang University学生毕业论文(设计)题目：电力系统多参数在线检测系统设计指导教师: 希望学生姓名：曹金科专业：电气工程及其自动化班级：电气10-3班完成日期：声明郑重声明，此论文（设计）是本人在相关老师指导下完成，没有抄袭、剽窃他人成果，否则，由此造成的一切后果由本人负责。
本人签名：新疆大学科学技术学院学生毕业论文（设计）任务书学生姓名曹金科学号 20102421007 专业电气工程及其自动化班级电气10-3班论文（设计）题目电力系统多参数在线检测系统设计论文（设计）来源教师自拟要求完成的内容 1）设计出电力系统电压、电流、频率、功率因数等参数在线检测方案。
2）设计出完整的以51单片机为主控制的整体系统图。
3）写出完整的系统程序。
4）完成毕业论文的书写。
发题日期：年月日完成日期：年月日指导教师签名摘要随着电力系统的快速发展，电网容量不断增大，结构日趋复杂，电力系统中实时监控、调度的自动化显得尤为重要，而电力参数的数据采集又是实现自动化的重要环节，如何快速准确地采集系统中各元件的电参数（电压、电流、功率、频率等）是实现电力系统自动化的一个重要因素。
基于此，此次设计采用单片机80C51实现电力监控系统的交流采样,即系统采集的是交流电压和电流，不需变送器进行交直流转换。
模数转换器ADC0809对三相交流电压和电流分时进行模数转换，把得到的数字量送入单片机进行数据处理，然后通过LCD数码管显示电压和电流，频率，功率，功率因数等的实时值。
文中论述了该系统实现电参数测量的工作原理，着重介绍了该系统的实现过程，在此基础上，详细介绍了整个系统的软件开发过程。
关键词：电力系统；交流采样；电气参数AbstractWith the rapid development of electric power system, network capacity is increasing, and the growing complexity of the structure, electric power system real-time monitoring and Scheduling Automation is particularly important. The data acquisition of the electric parameters is also an important part of automation. How quickly and accurately acquisition the electrical parameters (voltage, current, power, frequency, etc.) of system components is an important factor to achieve power system automation.Based on the paper adopts 80C51 SCM to achieve AC sampling of electric parameters. That the acquisition system is AC voltage and current, transmitter without AC-DC conversion。
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电能质量在线监测系统方案设计分
析
电能质量在线监测系统是现代工业和商业企业中必不可少的设备之一。
与传统的手动检测方式不同，电能质量在线监测系统采用先进的数字化技术和互联网通信技术，能够快速、准确地监测电网质量参数，并自动报警，对于企业节能降耗，提升电网运行效率，保障电力供应安全非常重要。
本文将对电能质量在线监测系统的方案设计进行分析，介绍主要的技术方案和构成要素等内容。
一、系统技术方案
1.系统监测对象
电能质量在线监测系统的监测对象一般包括电压、电流、频率、谐波、瞬变等几个方面，此外还需要监测整个电能系统的负荷变化，包括电器设备的开关情况等。
2.系统监测范围
电能质量在线监测系统的监测范围的大小将会决定监测系统的精度和实用性。
监测系统需要涵盖到所有的电器设备，从总电源到每个电器设备的电网系统。
3.系统数据管理
电能质量在线监测系统的数据存储一般采用云端存储，数据可随时进行远程管理，方便操作界面的客户化调整，同时保证数据的安全性和可靠性。
4.系统报警管理
电能质量在线监测系统的报警机制也是很重要的，系统需要能及时发现并处理故障信息，并发送警报信息给相应的用户，提醒用户及时采取措施，防止事故或设备故障。
二、构成要素
1.传感器
传感器是电能质量在线监测系统的主要构成成分，它可以测量电能质量监测数据的各个参数。
该传感器现在通常是基于数字传感器技术，精度可以很高。
2.监测装置
这是电能质量在线监测系统的另一个重要组成部分，是整个系统的“大脑”。
监测装置包括主控芯片、智能电表、电力分
析仪等元件。
它还可以进行地线故障检测、过压保护、过流故障检测和电流控制等。
3.互联网技术
互联网技术是电能质量在线监测系统的重要组成部分，可以使传感器和监测装置之间保持数据传输，同时可以实现远程监控和操作。
三、实际应用
现在，电能质量在线监测系统广泛应用于工业和商业领域，能够提供企业、工厂、商店、酒店等各种不同的电力需求环境下的数据监测和分析。
电能质量在线监测系统能够帮助企业判断电力系统的质量，保障电网的稳定运行。
在商业领域，电能质量在线监测系统同样非常重要，商业企业可对商业负荷进行监测，从而合理规划商业用电，降低商业用电成本。
在工业领域，电能质量在线监测系统可以监测工厂电力网络负荷变化，从而合理规划工厂生产计划和设备使用，提高生产效率和降低能源消耗。
四、总结
电能质量在线监测系统是一项极其重要的技术，它利用先进的数字技术和互联网技术，可以实时、准确地监测电网质量、分析电力系统的稳定性和安全性，降低企业的电力成本。
随着技术的发展和应用的扩大，电能质量在线监测系统一定会在工业和商业领域发挥更加重要的作用。