2、利用CZT变换对0~35Hz之间的频谱进行细化分析,得到各个波动分量的频率以及幅值。进行CZT变换时其中的卷积可以利用FFT来进行计算,大大的提高运行速度,因此,应当使CZT变换的点数满足2的n次方关系。由于进行高精度频谱分析的判断是固定的,这就使的A和W成为常量,可以事先计算出来,以查表的形式存储,节省运算时间。
3、按照IEC的规定对瞬时闪变视感度进行分级,分级数不得小于64,生成CPF曲线。
第三章 电能质量在线监测系统简述
3.1电能质量在线监测系统概述
电网由“发、输、变、配、用”五个环节组成,作为用户侧的“配、用”电环节消耗着总电能的80%。随着社会经济发展,电气化铁路、电弧炉、变频器等冲击性、非线性、不平衡度负载在电力应用中越来越多,谐波、负序、闪变、电压暂态等电能质量问题直接影响着电力系统的供电安全。电能是一种商品,其质量问题是供应商和客户共同关注的问题。用电企业有必要建立电能质量监测系统,实现对整个配电电网电能质量的实时监控。
3.2电能质量在线监测系统组成
电能质量在线监测系统主要有现场监测层,通讯传输层和数据管理层组成,系统拓扑结构见图1。组网方式有网线、光纤、无线三种模式。
3.2.1现场监测层
现场安装各类电能及电能质量监测设备,要求具有通讯功能。可以选择安科瑞的ACR330ELH、ACR320ELH、ACR230ELH、ACR220ELH等电力仪表,主要功能:LCD显示、全电参量测量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限电能计量、复费率电能统计;THDu,THDi、2-31次各次谐波分量;电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度计算;电网电压电流正、负、零序分量(含负序电流)测量;4DI+3DO,RS485通讯接口、Modbus协议。
3.2.2通信传输层
为了将监测层设备采集的数据传送到服务器而负责数据通讯传输的设备,主要有通讯管理机、串口服务器、网络交换机等。数据采集终端通过串口与监测层设备通讯,读取其中数据,并进行初步分析、整理,将数据保存在本地SD卡中,之后将数据传输给无线通讯模块。无线通讯模块采用射频技术,在现场组成无线局域网络,将各点数据采集终端整理的数据收集并传输到后台服务器,也可用网线或光纤的方式传输数据。
3.2.3数据管理层
对采集数据进行存储、解析及应用的过程,包括服务器架设、各种软件的应用。
3.3电能质量在线监测系统功能
3.3.1标准的监测系统
标准的监测系统具有CAD一次单线图显示中、低压配电网络的接线情况;庞大的系统具有多画面切换及画面导航的功能;分散的配电系统具有空间地理平面的系统主画面。主画面可直接显示各回路的运行状态,并具有回路单点、非带电及故障着色的功能。主要电参量直接显示于人机交互界面并实时刷新。
3.3.2用户管理
可对不同级别的用户赋予不同权限,从而保证系统在运行过程中的安全性和可靠性,如对某重要回路的和/分闸操作,需操作员级用户输入操作口令,还需工程师级用户输入确认口令后方可完成操作。
3.3.3数据采集处理
通过安科瑞Acrel-2000型电力监控系统可实时和定时采集现场设备的各电参量及开关量状态(包括三相电压、电流、功率、功率因数、频率、谐波、不平衡度、电流K系数、电话波形因子、电压波峰系数、电能、温度、开关位置、设备运行状态等),将采集到的数据或直接显示、或通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示(总系统功率、负荷最大值、功率因数上下限等),并对重要信息量进行数据库存储。
3.3.4趋势曲线分析
系统提供了实时曲线和历史趋势两种曲线分析界面,通过调用相关回路实时曲线界面分析该回路当前的负荷运行状况。如通过调用某配出回路的实时曲线可分析该回路的电气设备所引起的信号波动情况。系统的历史趋势即系统对所有已存储数据均可查看其历史趋势,方便工程人员对监测的配电网络进行质量分析。
3.3.5报表管理
系统具有标准的电能报表格式并可根据用户需求设计符合其需要的报表格式,系统可自动设计。可自动生成各种类型的实时运行报表、历史报表、事件故障及告警记录报表,操作记录报表等,可以查询和打印系统记录的所有数据值,自动生成电能的日、月、季、年度报表,根据复费率的时段及费率的设定值生成电能的费率报表,查询打印的起点、间隔等参数可自行设置;系统设计还可根据用户需求量身定制满足不同要求的报表输出功能。
随着社会经济的发展及电力的广泛应用,电能质量分析管理已成为电网用户侧配电系统建设的必然选择,以上介绍的电力质量分析仪,可以实现对电能的在线监测,实现对采集数据的分析、处理,并生成各种电能及电能质量报表、分析曲线、图形等,便于电能的分析、研究。
第四章 电能质量治理方式
电能质量的检测通常包括主干电力网电能质量检测和特殊用户的电能质量检测两种。主干电力网的检测装置安装在系统的枢纽变电站中,主要对系统母线电压碱性监测,检测的目的是了解整个电力网的电能质量情况。特殊用户的电脑质量检测装置可以安装再用户变电站的电源进线侧,也可以安装在向该用户供电的系统变电站的出线侧,主要监视装置安装处的母线电压和线路中断额电流,检测的目的是了解被监视用户对电网产生污染的情况。
装置测量计算的电气量主要有:三相电压、电流的有效值;电网的频率;电压、电流中各次谐波的含量及谐波总含量;各次谐波功率及畸变功率;波形及波峰因数;电压、电流中的负序和零序分量;在出现电压闪变的情况下对闪变的性质进行分析,并记录闪变暂态过程中的电压波形。
在检测的上述各量出现异常时,装置应能够根据具体给出声光报警信号,并能够记录异常发生的时刻、持续的时间等信息。
4.1电压偏差
电压是电能质量最重要的指标之一,其中电压偏差是衡量供电系统正常运行与否的一项主要指标。
4.1.1电压偏差的定义
供电系统在正常运行方式下,某一节点的电压测量值与系统标称电压(通常,电力系统的额定电压采用标称电压去描述,对电器设备则采用额定电压的术语)只差对系统标称电压的百分数称为该电压节点的电压偏差。
供电系统正常运行方式是指系统中所有电气元件按预定工况运行。供电系统在正常运行时,负荷时刻发生着变化,系统的运行方式也经常变化,系统中各节点的电压随之发生改变,会偏离系统电压额定值。电压的这种变化是缓慢的,其每秒电压变化率小于额定电压的1%。