電能質(zhì)量監(jiān)測分析

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1、摘要：隨著科技的進步，現(xiàn)代電力系統(tǒng)中用電負荷結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化，諸如半導(dǎo)體整流器、晶閘管調(diào)壓及變頻調(diào)整裝置、煉鋼電弧爐、電氣化鐵路和家用電器等負荷迅速發(fā)展，由于其非線性、沖擊性以及不平衡的用電特性，使電網(wǎng)的電壓波形發(fā)生畸變成引起電壓波動和閃變以及三相不平衡，甚至引起系統(tǒng)頻率波動等，對供電電能質(zhì)量造成嚴重的干擾或“污染”[1]。電網(wǎng)中正面對越來越多的電能質(zhì)量問題，這使得電能質(zhì)量的研究十分緊迫。電能質(zhì)量檢測是獲得電能相關(guān)數(shù)據(jù)的最直接手段，也是電能質(zhì)量其他后續(xù)高級應(yīng)用研究的前端。??關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量檢測神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)??1電

2、能質(zhì)量研究中新技術(shù)的應(yīng)用背景??隨著科技的進步，現(xiàn)代電力系統(tǒng)中用電負荷結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化，諸如半導(dǎo)體整流器、晶閘管調(diào)壓及變頻調(diào)整裝置、煉鋼電弧爐、電氣化鐵路和家用電器等負荷迅速發(fā)展，由于其非線性、沖擊性以及不平衡的用電特性，使電網(wǎng)的電壓波形發(fā)生畸變成引起電壓波動和閃變以及三相不平衡，甚至引起系統(tǒng)頻率波動等，對供電電能質(zhì)量造成嚴重的干擾或“污染”[1]。電網(wǎng)中正面對越來越多的電能質(zhì)量問題，這使得電能質(zhì)量的研究十分緊迫。??另一方面，電能質(zhì)量正逐步受到供電企業(yè)和電力用戶的共同關(guān)注。進入20世紀90年代以來、隨著半導(dǎo)體

3、、計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，一批高新技術(shù)企業(yè)應(yīng)運而生，出現(xiàn)大量的微機控制裝置和生產(chǎn)線.對電能質(zhì)量提出了新的要求；而電力市場的發(fā)展，使供電企業(yè)進一步認識到：用戶的需要也是自身的需要。在這樣的背景下，因電能質(zhì)量不良而使用戶設(shè)備停機或出次品的情況.仍應(yīng)看作電能質(zhì)量不合格。當(dāng)然，電能質(zhì)量不良有多種情況，用戶對電能質(zhì)量的敏感程度也各不相同。一船來說，供電企業(yè)可對不同的電能質(zhì)量劃分等級、分別定價、用戶可以自由選擇。但由于我國目前還未能實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)優(yōu)價。因此，進一步改善電能質(zhì)量的工作基本上要求在用戶側(cè)解決。隨著各種用電設(shè)備對電能質(zhì)量敏

4、感度的變化，電能質(zhì)量的范圍進一步擴大.分類更細要求更高[2]。在新的電力市場環(huán)境下，電能質(zhì)量已成為電能這種商品的消費特性，很大程度上體現(xiàn)了供電部門服務(wù)品質(zhì)。所以有關(guān)部門正在加大對電能質(zhì)量的監(jiān)管和治理。??這些背景下，電能質(zhì)量的研究迫切需要一些新技術(shù)來推動，通過這些新技術(shù)的應(yīng)用，從而使電能質(zhì)量從檢測、分析和監(jiān)控等方面得到提高，從而有利發(fā)現(xiàn)問題和規(guī)律、改善供電質(zhì)量和服務(wù)。??2電能質(zhì)量檢測中的新技術(shù)??電能質(zhì)量檢測是獲得電能相關(guān)數(shù)據(jù)的最直接手段，也是電能質(zhì)量其他后續(xù)高級應(yīng)用研究的前端。??2.1當(dāng)前電能質(zhì)量檢測的情況

5、??對電能質(zhì)量進行監(jiān)測是獲得電能質(zhì)量信息的直接途徑，雖然這方面的檢測儀器已不少，但大多數(shù)只局限于持續(xù)性和穩(wěn)定性指標(biāo)的檢測，而傳統(tǒng)的基于有效值理論的檢測技術(shù)由于時間窗太長，僅測有效值已不能精確描述實際的電能質(zhì)量問題，因此需發(fā)展?jié)M足以下要求的新檢測技術(shù)[3]：①能捕捉快速(ms級甚至ns級)瞬時干擾的波形。因為許多瞬間擾動很難用個別參量(如有效值)來完整描述，同時隨機性強，因此需要采用多種判據(jù)來啟動量和裝置，如幅值、波形畸變、幅值上升率等。②需要測量各次諧波以及間諧波的幅值、相位，需要有足夠高的采樣速率，以便能測得相

6、當(dāng)高次諧波的信息。③建立有效的分析和自動辨識系統(tǒng)，使之能反映各種電能質(zhì)量指標(biāo)的特征及其隨時間的變化規(guī)律。??隨著電力的市場化和電能質(zhì)量的法規(guī)化，供電質(zhì)量將引起越來越廣泛的重視，開發(fā)出考慮電能質(zhì)量監(jiān)測的新的SCADA系統(tǒng)是配電能量管理系統(tǒng)的新研究方向。這一領(lǐng)域的難點將是對電流、電壓的同時持續(xù)測量，對質(zhì)量指標(biāo)的分類辨識和統(tǒng)計，數(shù)據(jù)量大，因此需要開發(fā)強大的數(shù)據(jù)庫來進行有效管理。??2.2新技術(shù)應(yīng)用??當(dāng)前，電能質(zhì)量在硬件和軟件上應(yīng)用了主要有數(shù)字信號處理（DSP），虛擬儀器等新技術(shù)以及新的如小波變換的算法。??[4]介紹

7、了有關(guān)電能質(zhì)量的基本概念和衡量標(biāo)準，并給出了適合數(shù)字測量的分析方法和閃變檢測仿真波形。[5]討論了DSP器件在電能質(zhì)量補償器中的檢測應(yīng)用，重點介紹用該器件實現(xiàn)物理硬件和控制軟件方面的實際開發(fā)。[6]根據(jù)電能質(zhì)量檢測對于系統(tǒng)實時性和支持復(fù)雜算法的特殊要求，提出一種基于雙CPU的嵌入式實時系統(tǒng)解決方案。主要討論設(shè)備的硬件系統(tǒng)設(shè)計和基于雙CPU系統(tǒng)的軟件設(shè)計思想。設(shè)計經(jīng)過實際的調(diào)試和運行，電路功能正常，證明了該設(shè)計的合理性和可用性。相對于以往的設(shè)計，具有實時性好、體積小和成本低的優(yōu)點。[7]對基于連續(xù)小波變換的信號奇異

8、性檢測原理及其在電能質(zhì)量暫態(tài)信號檢測中的應(yīng)用進行了詳細的研究，通過基于標(biāo)準偏差估計的小波消噪算法，有效排除了噪聲干擾，實現(xiàn)了精確的故障時刻定位。[8]根據(jù)小波變換的理論,結(jié)合電能質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)的特點,文中將基于小波變換系數(shù)的門限方法應(yīng)用于電能質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)的壓縮。仿真計算結(jié)果及其分析表明,該方法簡單而且壓縮效果較好,能保留壓縮信號的局部特征,計算速度快,很適合于實時性要求較強