电能质量检测系统研究现状及发展趋势

电能质量检测系统研究现状及发展趋势

冯小雅

(国电科学技术研究院，江苏南京210023)

[摘要]从电能质量检测系统的现状入手，对其主要的硬件构架进行分析，再根据实际的工程经验，提出可以控制整个检测系统的方案。同时，针对电能质量管理系统的建设提出一些建议，便于促进工程实践。

关键词 电能质量检测系统 研究现状 发展趋势

中图分类号TM76

0引言

电能质量检测系统在整个电力行业中扮演着十分重要的角色，可以直接让企业进行电能现状的分析，帮助企业进行管理。而对电能质量检测系统进行研究，从本质上提升检测系统的检测效率，可以直接提升电能质量管理的效率，为我国的电能行业的发展起到直接的促进作用。

电能质量监测系统是及时发现和评估电能质量问题的重要手段。本文综述了电能质量监测系统整体架构方案、电能质量监测通信体系、监测中心软件系统的研究现状，在此基础上分析了现有电能质量监测系统所存在着的缺乏完善统一的通信标准、各相关系统间缺乏交互和重用、缺乏对海量监测数据的有效管理和利用i无法支持与电力用户的友好互动等问题。

1电能质量检测概述

电能质量检测系统主要是借用网络计算机技术，把电能的质量检测情况进行汇总，汇总后登记在专门的数据库中，这些数据库中的数据通过移动通信技术，传送至分析平台，各个分析平台随时监视着整个数据系统，并对这些数据进行分析。电能质量检测更多的是检测这些数据所对应的质量是否能够达到要求，再根据数据上有差距的质量重点进行控制。电能质量检测工作主要检测的数据有电流和功率的有效值，以及电压的动态偏差轨迹，这些数据都

能够分析出电能质量的现状。

电能质量检测有多种检测方式。第一种是直接在检测现场进行检测，该检测的好处是可以及时对检测出的数据进行分析处理;第二种方式是只通过路线和传播介质对数据进行检测;第三种方式则是利用现有的网络技术，直接对汇总后的信息进行整合，并且同时对企业的所有电能的情况和用户的电能运输情况进行监控，争取达到最好的检测效果。

从对电能质量检测系统的研究来看，如果是采用第一种或第二种方式，都会存在比较明显的局限性，企业在进行电能质量监控的过程中很有可能会有力不从心的感觉。还有一种情况是企业在进行电能质量监控的过程中看到有数据的异常，想查看周边电能的数据情况，因为监控的电能数据太过局限，所似并不能够完成基本的电能检测工作，同时电能情况分析不到位，会给整个企业的电能发展产生较大的制约。而利用网络技术进行数据的监控，可以将收集到的数据直接进行传送，然后进行分析。从工作效率来说，这种利用网络数据进行数据监控的方式是最省时间并且最高效的，是比较常见的一种方式。因此，我国电能质量检测系统在研究过程中主要是面向计算机技术，所有数据都是通过计算机展现给电能企业，保证企业的正常运行与发展。

2电能质量检测系统的现状

2.1网络检测系统终端的设计

在进行电能质量数据管理时，我国的电力企业主要选择的是网络检测系统。在该系统中，数字处理板块是整个检测系统的核心，通过数字处理，可以减轻人员的工作量。与此同时，要想让整个企业的电能质量检测系统在工作时能更精细，所有的工作步骤都能够有条不紊地进行，就需要整个企业对数字处理板块进行创新，根据当前电能容易出现的问题进行数字处理板块的创新加工。数字处理板块的创新为我国的电能企业创造了更多的可能性。同时在硬件上，我国电能企业也主要配置了适合大数据监控和存储的网络检测系统，便于对电能质量进行更全面和更高效的管理。 ‘

2.2阻碍电力质量监测系统发展的因素

没有统一的标准，没有具体的关于功能性的规范，没有统一的通信协议和发电机、变压器、运输线路存在有缺陷等，这些都是限制电力质量检测系统发展的不利因素。

目前电能质量相关的标准有IEC电磁兼容分委会标准IEC电能质量分委会标准和中国电能质量标委会标准。其中，IEC电磁兼容分委会标准主要针对于单一指标监测，忽略了多功能的电能质量监测系统;IEC电能质量分委会标准主要针对公用电网的监测;中国电能质量标委会标准相对来说相对落后，需要修改以更好地适应电能质量发展需求。这三种标准都存在局限性，因此颁布一套统一规范的电能质量监测系统标准是非常有必要的。

通信协议是设备、数据库系统和应用系统之间连接的规约，目前国际上还没有一套正式的、被广泛接受的通信协议。目前普遍使用的是电能质量SCADA系统的通信协议，这套协议集计量信息系统、调度信息系统和继电保护信息系统的优点于一体，但是其仍有一定的缺陷。IEC61850标准能够实现变电站内设备的相互操作和无缝接轨，是一套比较严谨的、普及性强的国际标准，对电能质量通讯协议制定有重要的参考价值。

除上述几点外，电容武电压互感器的使用、母线频率测量误差、系统的接地方式和谐波电阻的存在也都会对电力质量监测系统的发展产生影响。

3电能质量检测系统存在的问题;

3.1没有形成规范健全的通信标准

通信标准是监控终端。中心系统互相识别的唯一规约，但目前国际上还没有一个普遍接受的电能质量监测通信标准。国内现有系统主要采用PQDIF或IEC61850，两者在应用过程中均存在着不完善之处。PQDIF作为数据格式标准，并未对监测数据传输采用的通信形式进行规定;在实际应用中.由于缺乏全国性标准，各省PQDIF规范以及各终端生成的PQDIF文件均存在差异，妨碍了其推广应用;由于其传输和解析均耗时较多，无法满足实时监测的需要。

3.2各系统之间衔接不顺畅 。

为了解决电能质量问题，目前已经有许多不同的相关系统在供电企业内部投入应用，但各系统应用均为孤立、封闭的系统，不利于信息共享和服务互动。在新系统开发过程中，无法利用原有系统中的成熟模块，需要重新搭建，效率低、成本高。某些通用功能模块被分别开发和维护，造成了系统臃肿和资源浪费。

3.3自动化监测系统不健全，利用率不高

电能质量监测数据是电力系统中最全面完整的运行数据之一，除了基本的电压、电流、频率、功率外，还包括谐波、间谐波、三相不平衡、闪变以及暂态事件等;除了实时数据外，也包括最大值、最小值、平均值以及95%概率值等各类统计数据。同时，由于典信息具有独特性，对于分析系统扰动等相关问题至关重要。目前普遍采用的引进软件PQ-View并不能完全满足国内电能质量管理的需要。

3.4与电力用户之间缺乏互动体系

供用电双方对电能质量问题所造成的巨大经济损失都非常重视，然而双方在导致电能质量问题的原因和责任上往往存在分歧;目前，供电部门对电网电能质量的考核与用电用户对电能质量的要求是相互独立的，位于供电部门内部的电能质量监测数据不对用户开放，造成了信息的不对称和不透明。现有电能质量监测系统一般处于电力系统内部信息网中，电力用户一般无法访问;软件构架也不支持电力用户使用;由于信息安全和网络覆盖原因，无法接入不处于电力专网内的用户侧监测终端。

4完善电力质量检测系统的建议

要想建立一个健全的电力质量检测系统，必须在明白其工作原理的前提下，积极努力地克服困难。首先，要建立一个良好的、可执行的管理制度，包括工作人员的管理和仪器设备的管理，定期对工作人员进行培训，使其熟悉掌握检测系统的工作原理和过程。要强调电力质量检测的重要性，对设备定期进行养护和维护，、使其保持在最佳工作状态。，这样才能使系统的各方面都能在统一的安排下有条不紊的工作。

其次，要加强检测终端硬件和软件的设计，选用合适的检测系统硬件和软件设备，使数据的传输和处理、检测系统的状态以及企业所投入与产出比维持在一个最合理的水平。

再次，相关部门应尽快出台一套统一的技术标准和通信协议，以便于监测工作的执行和成果的检验。

5结束语

综上所述，当前主流的电能质量检测系统存在着系统构筑方案较少，相关标准落后，缺乏统一规范等问题;而电能质量在近年来得以重视，相关的技术标准以及法律法规也在不断地完善，对电能质量检测系统的发展有一定的推动作用。

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