電能質量檢測系統研究現狀及發展趨勢

馮小雅

(國電科學技術研究院，江蘇南京210023)

[摘要]從電能質量檢測系統的現狀入手，對其主要的硬件構架進行分析，再根據實際的工程經驗，提出可以控制整個檢測系統的方案。同時，針對電能質量管理系統的建設提出一些建議，便于促進工程實踐。

關鍵詞 電能質量檢測系統 研究現狀 發展趨勢

中圖分類號TM76

0引言

電能質量檢測系統在整個電力行業中扮演著十分重要的角色，可以直接讓企業進行電能現狀的分析，幫助企業進行管理。而對電能質量檢測系統進行研究，從本質上提升檢測系統的檢測效率，可以直接提升電能質量管理的效率，為我國的電能行業的發展起到直接的促進作用。

電能質量監測系統是及時發現和評估電能質量問題的重要手段。本文綜述了電能質量監測系統整體架構方案、電能質量監測通信體系、監測中心軟件系統的研究現狀，在此基礎上分析了現有電能質量監測系統所存在著的缺乏完善統一的通信標準、各相關系統間缺乏交互和重用、缺乏對海量監測數據的有效管理和利用i無法支持與電力用戶的友好互動等問題。

1電能質量檢測概述

電能質量檢測系統主要是借用網絡計算機技術，把電能的質量檢測情況進行匯總，匯總后登記在專門的數據庫中，這些數據庫中的數據通過移動通信技術，傳送至分析平臺，各個分析平臺隨時監視著整個數據系統，并對這些數據進行分析。電能質量檢測更多的是檢測這些數據所對應的質量是否能夠達到要求，再根據數據上有差距的質量重點進行控制。電能質量檢測工作主要檢測的數據有電流和功率的有效值，以及電壓的動態偏差軌跡，這些數據都

能夠分析出電能質量的現狀。

電能質量檢測有多種檢測方式。第一種是直接在檢測現場進行檢測，該檢測的好處是可以及時對檢測出的數據進行分析處理;第二種方式是只通過路線和傳播介質對數據進行檢測;第三種方式則是利用現有的網絡技術，直接對匯總后的信息進行整合，并且同時對企業的所有電能的情況和用戶的電能運輸情況進行監控，爭取達到最好的檢測效果。

從對電能質量檢測系統的研究來看，如果是采用第一種或第二種方式，都會存在比較明顯的局限性，企業在進行電能質量監控的過程中很有可能會有力不從心的感覺。還有一種情況是企業在進行電能質量監控的過程中看到有數據的異常，想查看周邊電能的數據情況，因為監控的電能數據太過局限，所似并不能夠完成基本的電能檢測工作，同時電能情況分析不到位，會給整個企業的電能發展產生較大的制約。而利用網絡技術進行數據的監控，可以將收集到的數據直接進行傳送，然后進行分析。從工作效率來說，這種利用網絡數據進行數據監控的方式是最省時間并且最高效的，是比較常見的一種方式。因此，我國電能質量檢測系統在研究過程中主要是面向計算機技術，所有數據都是通過計算機展現給電能企業，保證企業的正常運行與發展。

2電能質量檢測系統的現狀

2.1網絡檢測系統終端的設計

在進行電能質量數據管理時，我國的電力企業主要選擇的是網絡檢測系統。在該系統中，數字處理板塊是整個檢測系統的核心，通過數字處理，可以減輕人員的工作量。與此同時，要想讓整個企業的電能質量檢測系統在工作時能更精細，所有的工作步驟都能夠有條不紊地進行，就需要整個企業對數字處理板塊進行創新，根據當前電能容易出現的問題進行數字處理板塊的創新加工。數字處理板塊的創新為我國的電能企業創造了更多的可能性。同時在硬件上，我國電能企業也主要配置了適合大數據監控和存儲的網絡檢測系統，便于對電能質量進行更全面和更高效的管理。 ‘

2.2阻礙電力質量監測系統發展的因素

沒有統一的標準，沒有具體的關于功能性的規范，沒有統一的通信協議和發電機、變壓器、運輸線路存在有缺陷等，這些都是限制電力質量檢測系統發展的不利因素。

目前電能質量相關的標準有IEC電磁兼容分委會標準IEC電能質量分委會標準和中國電能質量標委會標準。其中，IEC電磁兼容分委會標準主要針對于單一指標監測，忽略了多功能的電能質量監測系統;IEC電能質量分委會標準主要針對公用電網的監測;中國電能質量標委會標準相對來說相對落后，需要修改以更好地適應電能質量發展需求。這三種標準都存在局限性，因此頒布一套統一規范的電能質量監測系統標準是非常有必要的。

通信協議是設備、數據庫系統和應用系統之間連接的規約，目前國際上還沒有一套正式的、被廣泛接受的通信協議。目前普遍使用的是電能質量SCADA系統的通信協議，這套協議集計量信息系統、調度信息系統和繼電保護信息系統的優點于一體，但是其仍有一定的缺陷。IEC61850標準能夠實現變電站內設備的相互操作和無縫接軌，是一套比較嚴謹的、普及性強的國際標準，對電能質量通訊協議制定有重要的參考價值。

除上述幾點外，電容武電壓互感器的使用、母線頻率測量誤差、系統的接地方式和諧波電阻的存在也都會對電力質量監測系統的發展產生影響。

3電能質量檢測系統存在的問題;

3.1沒有形成規范健全的通信標準

通信標準是監控終端。中心系統互相識別的唯一規約，但目前國際上還沒有一個普遍接受的電能質量監測通信標準。國內現有系統主要采用PQDIF或IEC61850，兩者在應用過程中均存在著不完善之處。PQDIF作為數據格式標準，并未對監測數據傳輸采用的通信形式進行規定;在實際應用中.由于缺乏全國性標準，各省PQDIF規范以及各終端生成的PQDIF文件均存在差異，妨礙了其推廣應用;由于其傳輸和解析均耗時較多，無法滿足實時監測的需要。

3.2各系統之間銜接不順暢 。

為了解決電能質量問題，目前已經有許多不同的相關系統在供電企業內部投入應用，但各系統應用均為孤立、封閉的系統，不利于信息共享和服務互動。在新系統開發過程中，無法利用原有系統中的成熟模塊，需要重新搭建，效率低、成本高。某些通用功能模塊被分別開發和維護，造成了系統臃腫和資源浪費。

3.3自動化監測系統不健全，利用率不高

電能質量監測數據是電力系統中最全面完整的運行數據之一，除了基本的電壓、電流、頻率、功率外，還包括諧波、間諧波、三相不平衡、閃變以及暫態事件等;除了實時數據外，也包括最大值、最小值、平均值以及95%概率值等各類統計數據。同時，由于典信息具有獨特性，對于分析系統擾動等相關問題至關重要。目前普遍采用的引進軟件PQ-View并不能完全滿足國內電能質量管理的需要。

3.4與電力用戶之間缺乏互動體系

供用電雙方對電能質量問題所造成的巨大經濟損失都非常重視，然而雙方在導致電能質量問題的原因和責任上往往存在分歧;目前，供電部門對電網電能質量的考核與用電用戶對電能質量的要求是相互獨立的，位于供電部門內部的電能質量監測數據不對用戶開放，造成了信息的不對稱和不透明?，F有電能質量監測系統一般處于電力系統內部信息網中，電力用戶一般無法訪問;軟件構架也不支持電力用戶使用;由于信息安全和網絡覆蓋原因，無法接入不處于電力專網內的用戶側監測終端。

4完善電力質量檢測系統的建議

要想建立一個健全的電力質量檢測系統，必須在明白其工作原理的前提下，積極努力地克服困難。首先，要建立一個良好的、可執行的管理制度，包括工作人員的管理和儀器設備的管理，定期對工作人員進行培訓，使其熟悉掌握檢測系統的工作原理和過程。要強調電力質量檢測的重要性，對設備定期進行養護和維護，、使其保持在最佳工作狀態。，這樣才能使系統的各方面都能在統一的安排下有條不紊的工作。

其次，要加強檢測終端硬件和軟件的設計，選用合適的檢測系統硬件和軟件設備，使數據的傳輸和處理、檢測系統的狀態以及企業所投入與產出比維持在一個最合理的水平。

再次，相關部門應盡快出臺一套統一的技術標準和通信協議，以便于監測工作的執行和成果的檢驗。

5結束語

綜上所述，當前主流的電能質量檢測系統存在著系統構筑方案較少，相關標準落后，缺乏統一規范等問題;而電能質量在近年來得以重視，相關的技術標準以及法律法規也在不斷地完善，對電能質量檢測系統的發展有一定的推動作用。

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