電網中電能質量監控的技術問題與改進措施

裴芳錦

.摘 要：電能質量監控是電力系統正常運行的基本要素。從電能質量監控的必要性出發，介紹了電能質量監控的網絡化、標準化和信息化三大發展原則，并在此基礎上，對電能質量監控的技術問題提出了改進措施。

關鍵詞：電能質量；電力系統；用電負荷；遠程監控系統

中圖分類號：TM764 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.155

現代經濟的發展使工業規模不斷擴大，科學技術的發展也引發了電力系統用電負荷的重大變革。具體而言，越來越多的高效率、高性能科技產品對電源特性的變化極其敏感，對電能質量的要求也在不斷提高。但新型電氣設備會對電力系統造成各種電磁干擾，進而對電網系統的運行和設備的運作產生危害。上述問題對電力部門提出了新的挑戰，僅考慮諧波、工頻變化、三相不平衡和電壓偏差等穩態電能質量指標已無法滿足現代電力用戶提出的要求。電力系統的穩健運行需要更為精準的實施數據，該數據能產生更直觀的分析結果，可根據其對電能質量的監管作出更準確的決策。電能質量的監控方式分為本地監控系統和遠程監控系統。電力系統具有的廣泛性分布特點決定了其必須將遠程監控系統作為技術發展的主要研究方向。

1 電網中電能質量監控中的技術問題

1.1 非線性負載

電力系統中的諧波問題主要來自于非線性負載，其在工業和生活用電的負載中占有很大比例。非線性負載主要由交流電弧爐和直流電弧爐構成，其諧波是因起弧時延和電弧具有的嚴重非線性而引起的居民生活負荷。此外，熒光燈的伏安特性也會引發諧波電流，其中，降低使用功率因數的三次諧波的含量最高，會對電網造成嚴重的污染。

1.2 元件的非線性問題

各種諧波的產生是電力系統原件非線性問題的主要構成因素，其中，包括發電機、直流輸電和電壓器產生的諧波，還有對諧波起放大作用的超高壓輸電線路和對會諧波造成影響的變電站并聯電容器補償裝置。最大的諧波源是由于直流輸電而產生的。

1.3 電力系統故障造成的電能質量問題

在電力系統的運行中，必然會發生不同程度的內、外故障，進而引發電能質量問題。在各類短路故障、操作失誤和自然災害發生的情況下，發電機和勵磁系統會改變工作狀態來保護設備中的電力設備，進而引發各類電能質量問題。

2 電能質量監測的原則

2.1 標準化

在電能質量監測中，標準化作業的實施一方面可提高數據的精準化和可信度；另一方面，可對數據系統進行優化，降低數據庫的使用比例，各系統數據使用的標準化能提高系統的開放程度、共享程度，從而提高工作效率。從宏觀角度看，標準化作業能更好地保證用戶用電安全和優質電力的生產。可通過制訂標準化操作體系，精準化電力用戶的用電需求，實現分級控制，達到技術和經濟的雙重優化。

2.2 信息化

信息化是目前各行業都在追求的發展方向。電力系統的運行設備龐大、涉及范圍廣泛，更需要信息化的管理手段和技術手段。電力的系統運行和調度需要更加智能和高校的信息處理平臺和融合技術，信息的控制和優化處理也需要依靠信息的高速、高質量傳輸。

2.3 網絡化

從發達國家的發展過程中可發現，用在線監測的方式對電能質量進行遠程監控，利用的正是現代網絡技術中的通信技術，通過建立開放性的監控和管理平臺可實現在線網絡監測。在此基礎上，可有效加深和擴大電能質量的監測深度和廣度。

3 完善電能質量監控的措施

3.1 構建電能質量監測網絡

通過建立電能質量監測網絡，可將不同監測站點的實時數據傳輸到數據分析中心的服務器，通過中心主機中的評估分析軟件分析數據，從而得出提高電能質量的準確依據。通過完善的監測網絡可開展不同的工作，比如追蹤定位崗位責任、為市場化的電價制訂提供數字依據等。

3.2 提高預判能力

利用現有的技術手段對電能質量的監測數據進行分析，提高事故發生的預判能力，從而在故障發生前采取一定的措施，以減少經濟損失。這也是目前電能質量監控中的新要求，可稱之為預見維護型電能質量監測。

3.3 規范數據格式，提高系統的開放共享性

要進一步規范監測網絡中數據的交換格式，只有通過格式的標準化、格式化，才能提高數據的可比性和可靠性，同時，這也是提高數據庫之間的共享性和開放性的前提條件。美國的Epri提出了Power Quality DaatIntecrhange Fomrat，簡稱為PQDIF（電能質量數據交換格式）。眾所周知，在不同數據庫之間，異構數據源的數據通用性問題是關鍵因素，PQDIF已被IEEE采納并作為標準，成為了全世界對信息標準化的追求方向，我國在此方面的研究還比較滯后，應加快推進。

4 結束語

在電能質量監控技術方面，應在信息化、標準化和網絡化的基礎上，加快構建具有自動分析功能和自動識別定位功能的網絡監控平臺，從而為電能質量監測技術的發展和電能質量的綜合治理提供更加準確、可靠的數據。在電力系統體制改革方面，隨著我國市場經濟的發展，電力系統的市場化改革也將逐漸開展，這也迫切要求電力體制深化改革。

參考文獻

[1]莫志宏.智能電網展望[J].化學工程與裝備，2011（11）：178-180.

[2]孟婕.淺談我國智能電網發展現狀及面臨的挑戰[J].科技與企業，2011（15）：96.

〔編輯：張思楠〕

Technical Problems and Improvement Measures of Power Quality Monitoring in Power Network

Pei Fangjin

Abstract： Power quality monitoring is the basic element of the normal operation of power system. In this paper， the necessity of power quality monitoring， network， standardization and information of power quality monitoring， and the three major development principles， and on the basis of the power quality monitoring and control of the technical problems of improving measures.

Key words： power quality； power system； electric load； remote monitoring system