电能质量分析管理论文

摘要：分布式发电系统可将可再生能源和小规模发电系统相结合，按照就近原则进行分配，可有效达到节省能源的效果。本文主要论述了分布式发电系统的电能质量分析与能效管理，搭建及准确、实用的数学模型，探究最有效地控制方法，实现对可再生能源最大化利用的目的。下面小编整理了一些《电能质量分析管理论文(精选3篇)》仅供参考，希望能够帮助到大家。

电能质量分析管理论文 篇1：

电能质量管理存在问题及对策分析

摘要：电能质量的好坏很大程度上影响客户的满意度，影响优质服务。从基层电能质量管理的角度出发，对供电企业电能质量管理现状进行分析，并针对性提出对策。

关键词：电能质量；现状；对策

作者简介：黄君添（1974-），男，广东河源人，广东电网公司河源龙川供电局，工程师。（广东?河源?517300）

作者：黄君添

电能质量分析管理论文 篇2：

分布式发电系统的电能质量分析与能效管理研究

摘 要：分布式发电系统可将可再生能源和小规模发电系统相结合，按照就近原则进行分配，可有效达到节省能源的效果。本文主要论述了分布式发电系统的电能质量分析与能效管理，搭建及准确、实用的数学模型，探究最有效地控制方法，实现对可再生能源最大化利用的目的。

关键词：分布式发电系统;电能质量;能效管理

引言：

电力工业是国家的基础行业，与人民的生产生活有紧密联系，时下传统能源匮乏、雾霾等问题正逐渐加剧，使用清洁能源是未来发展趋势，在国家的大力支持下，分布式发电被广泛运用，从特殊场合朝着商业化的方向发展，形成大电网和分布式发电相结合的新方法。

一、分布式发电系统的电能质量参数分析

电网的最佳状态是在安全性与可靠性的基础上实现稳定供电，但电力设备的非线性负荷运行与电网的不对称性易引起电压偏差、频率波动等各种问题，为用户造成较大损失，在某种程度上降低了电网的安全系数，因此，需对电力系统的运行情况进行实时监测，准确掌握电能质量参数信息至关重要。

（一）电压有效值

在整个电力系统之中，电压是非常关键的物理量，电压的正常与否与系统的正常运转息息相关，甚至影响到用户的生命与财产安全，可使用定义法对电压有效值进行测算，从定义角度进行推导。其推导公式为。在探究电力系统电压质量时，还具有一个重要的指标，即电压偏差，是指当电力系统的电压出现改变后，实际的测量电压和电网系统中的额定电压不符[1]。

通过研究系统电压质量，有利于电网规划改造技术的发展，修正无功电压曲线，一般情况下，电压合格率有三种计算方式，分别为：一，测算监测点的电压合格率;二，测量主系统电压合格率;三，监测供配电系统的电压合格率。

（二）电流频率偏差

因为电网系统中的频率不断发生着改变，供电系统的有功功率和实际需要的有功功率难以实现平衡，这会引起系统中的频率出现变化，这种变化即频率变化，是指实际频率和标称之间的差异。公式为Δf=fr-fs，在正常运行状态下的电力系统，其允许的误差是0.2赫兹，若系统容量偏小，则允许误差为0.5赫兹，频率的正常与否决定着电力系统正常运转。因此，还存在着很多物理量用以衡量系统频率是否正常，比如频率合格率。

（三）三项不平衡度

供电系统在正常运转时，三项不平衡度的允许值要小于概率衡量值的95%，若系统存在较大波动，要和系统实际测量的算术平均值对比，当波动范围较小时，保证在概率值95%以内即可，短时允许值是在任何时候都不可超过的极限，确保自动装置的正确动作。一般情况下，三项不平衡度要用到正序和负序分量方均根值，公式为。

（四）电压波动与闪变

电力系统中的供电电压不断变化，电压调幅波会呈现规律性或随机性变化，一般来说波动范围在0.95至1.05pu之间。波动值能够标识电压波动特性，可通过电压极大值与极小值、标称电压表示出来，公式为，根据有关规定，在不超过10kV的低压配电网中，相比于平稳时的电压波动是2.5%，中压电网是2.0%，超過220kV则为1.6%，若动态电压波动值高于3%时，持续时间低于200毫秒，最高不超过4%。闪变包括瞬时闪变视感度S（t）、短时闪变值Pst长时闪变值几种参数P1t。S（t）能够表示瞬时值与时间的相互关系，瞬时值曲线可应用在闪变评估中，一般情况下，闪变觉察率为50%。负荷有着一定的随机性，电压波动的检测事件一般超过10分钟，Pst为表示电压波动特性的参数，可制作出函数CPF曲线，通过5个典型值进行求解。P1t是通过短时闪变值的综合求解得出[2]。

（五）互感器通道矫正

有很多算法被应用在电力系统分析过程中，比如Prony算法、希尔伯特黄变换和神经网络算法等。对互感器进行建模，将分布式发电系统互感器参数进行函数辨识，因为实际中互感器仿真运算所得到的波形会夹杂着谐波，造成失真，需借助算法进行相应的处理，实现对互感器通道的校正。

二、分布式发电系统的能效管理系统设计

（一）电容分配

在制定电容容量的分配方式过程中，存在等容分配与不等容分配两种方法，等容分配是当系统总容量确定后，将总容量合理分成几份，若份数多，则每组容量较小，电容数量也偏多，这种方法具有灵活的优点，但所需成本偏高，并占地面积大。若每组的电容容量较大，会导致补偿或欠补偿。

不等容分配是指各个小组的电容容量均不同，要按照具体情况进行设计，通常情况下，各组容量比例为1：2：4：8.这种方法还有助于提升系统性价比，并降低系统体积，适合用在分布式发电系统中。

（二）控制算法

无功功率检测算法是基于电路原理基础上得出的，实现起来比较容易，但只适用于正弦电路中，但分布式发电系统中包含很多非线性电子器件，导致产生较大的谐波。

在设计无功补偿系统过程中，关键在于精准测出无功电流，瞬时无功功率为三项电网中最为常见的无功电流方法，要保证电压对称、并且电流未出现畸变，获取无功功率比较简便，把有关功率设为零就可以，借助反变换可以将无功电流加入到三项坐标系中，因为分布式发电系统中的电压波动较大，随之要求也偏高，要保证准确性与实时性，传统方法虽然简便，但精度不足，不适合用在分布式发电系统中，通过瞬时无功功率检测法能够迅速得到无功电流，实现对各区电压与无功功率的有效控制。

（三）系统硬件设计

使用计量芯片收集数据，借助专用芯片可以对信号开展高精密度测量，通过转换器对模拟量进行采集并传输，可同时测量三项电压与电流信号。在系统中运用电压、电流互感器开展电气隔离，避免系统中较大输出电压和电流导致芯片损坏，提升安全系数，利用互感器对待测信号进行收集，再传输至微控制器中实行测算。搭建抗混叠滤波器可提升电路稳定性，并过滤不必要波形，还可在收集数据过程中降低温漂，互感器中的取样电阻是100欧姆，输入信号量程大，可将电流信号转变为电压信号，芯片收集互感器的信号，达到电气隔离的目的。应用低电平触发复位子系统，当系统发生故障时，可利用复位电路实现重新启动，在这个过程中，电容放电减小电压，加入控制器，触发控制器复位口低电平，实现复位效果[3]。

因为元器件供电的电压较小，并且为直流电，但常用为交流电，并且电压较高，所以要加入变压器进行降压，利用稳压芯片使电压更稳定，以免电压不稳对元器件造成影响。在电源后端放置发光二极管可以检测电路的工作状态，当系统通电后，灯亮意味着没有问题，滤波整流后可得到5V的输入电压，再增设稳压电路，让MCU能够接收3.3V的工作电压，适当减少稳压器的输入和输出电压，可避免由于因数值相差过多致使系统不稳。

使用液晶显示屏作为显示模块，具备并行与串行两种通讯模式，内置转换电力，直接接入电源与底线，此模块能够直接处理数据，简化了编程设计。计量芯片和微控制器经过六条数据线相连，包括复位线、握手数据线和四条SPI线，SPI线被用于传输数据，在编程过程中还要同I/O口相连。

（四）实验测试

将设计好的系统投入实验，将12V大小的开关电源和系统连接，利用断路器等方法保护回路，采用适当方法精准控制电容，当负载和系统连接后，可自行对电参数进行检测，将电容加入电路中。投入电容后，需将功率因数变化值进行统计，对测试结果进行深入分析。

结论：

可再生能源可以有效解决能源危机与环境恶化的问题，但使用过程中存在很多问题，限制了发展，要加大研究力度，掌握可再生能源分布的规律，再运用合适的方法进行推广，可大幅度提高使用效率，减少资源浪费，开发能源互联网，保障分布式发电系统的正常供电。

参考文献：

[1]焦迎雪.智能电力装备控制系统在分布式发电系统中的应用与研究[J].信息技术与信息化，2021（03）：227-229.

[2]张琦，都成刚.逆变型分布式发电系统孤岛检测方法的研究[J].自动化技术与应用，2021，40（02）：119-123.

[3]罗威.论述分布式发电对配电网继电保护及自动化的影响[J].电气技术与经济，2021（01）：19-21.

作者：岳宇

电能质量分析管理论文 篇3：

基于GPRS技术的电能质量监测系统设计

摘要：本文基于GPRS技术的电能质量监测系统，综合了嵌入式软硬件技术、大型数据库技术和专家系统，提出的一种具有GPRS通讯技术的三层电能质量监测系统设计。

关键词：电能质量监测 GPRS 三层网络

1 概述

近年来，电力系统中谐波污染逐年升高，谐波的监测和治理也不断加强。但是，受制于通讯设施或地理环境，监测和治理的难度不断加大。为解决这方面问题，本系统提出了一种新型电能质量监测分析管理系统，即基于GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线业务）的电网电能质量监测系统。本系统以GPRS作为数据传输通道。服务软件以B/S方式实现了监测系统能够及时有效的对监测信息进行浏览、分析及谐波源定位、分析、治理，把电能质量管理工作紧密协调起来。

2 基本原理

2.1 GPRS基本工作原理 GPRS，通常被称为2.5G，是在2G和3G之间的技术。GPRS和GSM使用相同的频带宽度、突发结构、无线调制标准、规则，用户几乎可以做到“永远在线”。此外，GPRS的计费标准，是以有效数据量计量，因此，运营成本低，用户负担轻。GPRS终端通过接口从客户端系统获取数据，GSM基站传输和处理GPRS分组数据。通过GPRS骨干网中SGSN分组数据包后，以GGSN网关支持的互联和沟通。GGSN相应的分组对于数据进行处理，然后发送到目的网络，如因特网或X.25网络。

2.2 监控中心的设计 功能是通过Delphi7.0编程语言开发，实现GPRS监控中心接收信息并保存。

因为通过GPRS通讯方式，中央控制服务器可以直接访问Internet，数据对于GPRS模块来说，是“透明传输”的。基于TCP/IP协议的通讯软件，将接收到信息中心的数据，存储到历史参考数据库中，用于数据的追溯和分析。采用SQL2005数据库，通过SQL访问ADO数据软件编程接口。应该指出的是，主站服务器通过Socket多线程编程模式，读取来自GPRS的终端数据信息。

3 系统的结构功能

3.1 软件体系结构 ①三层体系结构。近年来，网络技术正以前所未有的速度向前发展，一个重要的方向是基于Web的应用系统的开发。随着Web应用的扩大，需要更复杂，更灵活的应用程序开发支持。一个新的更可行的架构在这种情况下应运而生，即“三级/多层”构架。该电能质量监测系统，就是在此基础上，我们提出一个典型的三层体系结构和开发：a客户层。即数据请求方，典型应用是IE浏览器。b服务层。典型应用是WEB服务器。c数据层。典型应用是关系型数据库和其他后端数据资源，如SQLserver ORACAL等。三层体系结构中，客户端、程序、和数据被物理的隔离、三层的结构，更灵活，也更具有系统扩展性和移植性。三层结构中，因为应用程序已经同客户分离，安全性也更易于实现。②数据存储方式。数据存储，采用集中存储和分布存储共存的模式。在电能质量监测仪内部，可以存储一年的原始数据，同时将数据上传至服务器集中存储。原始数据保存三个月。集中存储使数据易于管理和维护，安全性更高。

3.2 系统功能 主要有以下功能：①数据采集功能。对于不同的监测点，建立统一的电能质量的存储格式，使电能质量监测系统是基于一个统一的数据平台。②可以实现将设立监测参数，和限制定时传输或数据读取功能。③集成查询功能。在全系统内，建立电能质量数据中心和一个综合管理信息系统，在此基础上建立一个全系统的电能质量自动报告系统，从而提高工作效率。④数据分析。这部分功能的目标：统一的监测网络，建立全局的数据库，以国标为规则为基础，根据电能质量指标相应的统计分析，每个分析结果形成报表或图形可以打印，也可以在每个监测点能量指标的不同时间段进行统计分析，趋势分析。

远期目标：逐步建立电能质量知识库，形成专家系统。在一定的积累后，可以建立面向对象的专家系统，进行全局仿真分析。基于电能质量问题，可能影响的范围和影响程度上造成的危害，提出了相应的对策，从而实现电能质量采取紧急措施。从事后处理的被动模式，转变为“预测在先”的积极措施的主动模式。

3.3 系统组成及特点 本系统由数据服务器，Web服务器和前端监测仪器组成，具有强大的数据分析软件。系统最大限度地整合和通过该系统实现信息和资源的共享，可以自动收集的历史数据和实时电能质量数据。对各监测点，通过Web服务器，系统内的工作站，可以查看各监测点的历史数据和实时数据，进行历史数据。各地区的分析点的网络监测月度报表，通过网络自动汇总到区域公司和无功功率管理信息系统，最后融入到省的电压和功率管理信息系统中。从而实现监控点，统一调度，统一管理，数据共享。

使用Windows 2008 Server操作系统数据服务器，用SQL Server 2005数据库。数据服务器是系统的核心部分，它负责定期收集的历史数据，进行实时数据监测，并将采集到的数据存储在数据库的分析。数据服务器采用双硬盘RAID的配置，保证数据安全。

Web服务器，Web服务器为每个用户的Web服务器，通过局域网接入，每个站点的数据、波形、频谱的实时视图。服务器中的数据统计分析提供了历史数据，并可以对每个站点的进行远程管理和配置管理。

4 系统详细设计

①系统结构如图1所示。②系统结构原理图（图2）。③谐波干扰源的识别和区域定位。根据监测数据，建立数据分析系统，实现对谐波干扰源的识别和区域定位，并进一步为电能质量治理提供相关信息。通常，工作人员在拿到电能质量数据报表以后，还需要对数据进行分析评估，制定相应的治理措施。建立数据分析系统以后，就可以利用已有的经验和数据，对电能质量问题进行分析评估，可以实现以下一些功能：a识别谐波源的特性，例如识别整流负载、电弧炉、电气化铁道等，并对谐波源进行定位。b根据不同的负荷特性，给出解决电能质量问题的建议方案。这样，通过分析系统取代部分工作人员的工作，在更高水平上实现了办公自动化。④Web浏览方式的监测网络图形界面。增加基于Web浏览方式的监测网络图形界面，用户只需要通过IE浏览器，即可更直观的显示电网中各监测点的电能质量信息，并可简洁地通过浏览器对数据进行分析，得到图形化的查询结果和报表，从而对电能质量问题获得第一手的数据资料，对电能质量问题的治理提供翔实的资料。

5 结论与展望

随着计算机技术和信息技术的发展，GPRS已经得到了广泛的应用；同时，现代工业的发展，迫切需要供电企业提供更好的供电质量，以保证其用电可靠性。

本文提出的基于GPRS技术的三层电能质量监测系统，综合了嵌入式硬件技术、软件技术及大型数据库技术以及网络技术，对电能质量数据进行测量、计算、传输、存储和分析。本系统的核心在于GPRS无线数据稳定传输，可不断扩充的专家系统。因此，基于GPRS技术的三层电能质量监测系统，在日趋多样复杂的市场需求前提下，具有良好而广阔的应用前景。

参考文献：

[1]肖湘宁.电能质量分析与控制[M].北京：中国电力出版社，第一版，2004年5月.

[2]周晓光，韩晓俊，于庆广.电能质量在线监测系统的设计与实现.电气应用，2006年10月，第25卷第10期.

[3]王萍.电能质量在线监测和管理信息系统的应用[J].供用电，2010（04）.

[4]王琳.基于GPRS的无线图像数据传输[J].计算机工程，2008（13）.

作者：顾远等