基于物聯(lián)網(wǎng)智能終端及其系統(tǒng)的電能質(zhì)量分析研究

【摘?要】為實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)電能質(zhì)量的快速分析，開展對(duì)電能質(zhì)量分析方法設(shè)計(jì)研究。提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)智能終端及其系統(tǒng)的電能質(zhì)量分析方法。通過發(fā)電側(cè)與用電側(cè)電能質(zhì)量參數(shù)測量、基于物聯(lián)網(wǎng)智能終端及其系統(tǒng)的事件記錄分析以及電能質(zhì)量廣域網(wǎng)云端在線分析。通過與傳統(tǒng)方法對(duì)比得出，該分析方法具有平均用時(shí)更短，更滿足配電網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量結(jié)果傳輸延遲時(shí)間在200ms以內(nèi)的需求，為配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)支持。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);智能終端;系統(tǒng);電能;質(zhì)量;

中圖分類號(hào)：F407.61????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

當(dāng)前電能質(zhì)量問題尤為突出，尤其是在配電網(wǎng)領(lǐng)域中，隨著人們對(duì)新能源的關(guān)注度逐漸增加，大量的分布式發(fā)電設(shè)備連接到配電網(wǎng)中，使得分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中會(huì)向配電網(wǎng)內(nèi)部不斷注入直流分量以及諧波，從而造成配電網(wǎng)無法正常運(yùn)行，進(jìn)而引發(fā)更嚴(yán)重的電力事故。

1基于物聯(lián)網(wǎng)智能終端及其系統(tǒng)的電能質(zhì)量分析方法設(shè)計(jì)

1.1發(fā)電側(cè)與用電側(cè)電能質(zhì)量參數(shù)測量

在對(duì)電能質(zhì)量分析前，首先對(duì)發(fā)電側(cè)和用電側(cè)多種類型的電能質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行測量。

將智能電力參數(shù)測量終端設(shè)備安裝在電源側(cè)以及各個(gè)用電設(shè)備的電機(jī)側(cè)，并分別接入一個(gè)三相電流互感設(shè)備。將電流傳感器采集到的電流信號(hào)傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)智能終端設(shè)備中，通過電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速傳感器對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測量，并將測量結(jié)果通過虛擬傳輸通道傳送至可編程邏輯控制器。

1.2基于物聯(lián)網(wǎng)智能終端及其系統(tǒng)的事件記錄分析

本文采用的傳輸通信通道為物聯(lián)網(wǎng)智能終端及其系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)智能終端直接可上傳數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)加密處理后，物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議將數(shù)據(jù)上傳到云端服務(wù)器，利用各個(gè)時(shí)域范圍內(nèi)傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)對(duì)發(fā)電側(cè)和用電側(cè)的電能質(zhì)量擾動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行分析。若無法滿足電能質(zhì)量條件則利用快速傅里葉變換算法時(shí)產(chǎn)生的分析信號(hào)會(huì)出現(xiàn)頻率泄漏的現(xiàn)象發(fā)生，從而判斷此時(shí)電能質(zhì)量存在異常。

1.3電能質(zhì)量廣域網(wǎng)云端在線分析

考慮配電網(wǎng)日常運(yùn)行與監(jiān)督機(jī)構(gòu)之間存在不同的需求問題，本文還將對(duì)其電能質(zhì)量進(jìn)行云端在線分析。云端在線分析主要分為配電網(wǎng)全網(wǎng)分析和廣域網(wǎng)云端分析兩個(gè)部分。電能質(zhì)量廣域網(wǎng)云端在線分析具體流程如圖2所示。

通過電能質(zhì)量廣域網(wǎng)云端進(jìn)行分析，監(jiān)督部門、配電網(wǎng)運(yùn)行、電力系統(tǒng)等相關(guān)人員可通過終端對(duì)用電側(cè)和發(fā)電側(cè)的電能質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行獲取，并為其提供遠(yuǎn)程診斷和故障維修方案設(shè)計(jì)平臺(tái)。通過在本地服務(wù)器以及物聯(lián)網(wǎng)智能終端服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)訪問新建工程對(duì)測量的電能質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行傳輸，并將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到云端監(jiān)測平臺(tái)當(dāng)中實(shí)施深度分析。通過本文電能質(zhì)量分析方法是結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)智能終端技術(shù)產(chǎn)生的，因此具備物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程在線分析功能，配電網(wǎng)維護(hù)人員通過各類移動(dòng)設(shè)備均可對(duì)電能質(zhì)量的變化參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷，根據(jù)電能質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)對(duì)此時(shí)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)分析。

2實(shí)驗(yàn)論證分析

將提出方法應(yīng)用到實(shí)際配電網(wǎng)運(yùn)行中，驗(yàn)證本文方法的可行性，同時(shí)將其分析結(jié)果與傳統(tǒng)電能質(zhì)量分析方法進(jìn)行對(duì)比，比較兩種分析方法的性能。被監(jiān)測的器件選用根據(jù)傳統(tǒng)配電網(wǎng)運(yùn)行企業(yè)常規(guī)設(shè)計(jì)電路，并在其中設(shè)置相應(yīng)的發(fā)送節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)，將兩種不同節(jié)點(diǎn)安裝在總線接口以及無線傳輸端。分別利用本文提出的分析方法與傳統(tǒng)分析方法對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行測量、傳輸和監(jiān)測，并將獲得電能質(zhì)量結(jié)果所需的時(shí)間進(jìn)行記錄，繪制成如表1所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在對(duì)不同用電側(cè)或發(fā)電側(cè)的電能質(zhì)量A、B、C、D進(jìn)行分析時(shí)，本文分析方法得到電能質(zhì)量結(jié)果的平均用時(shí)在135ms～141ms之間，傳統(tǒng)分析方法平均用時(shí)在167ms～231ms之間，根據(jù)配電網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量結(jié)果的傳輸延遲時(shí)間在200ms以內(nèi)為合格標(biāo)準(zhǔn)可以看出，傳統(tǒng)分析方法在對(duì)編號(hào)B進(jìn)行100次實(shí)驗(yàn)時(shí)由于分析困難程度增加使得其平均用時(shí)受到影響，導(dǎo)致超出200ms規(guī)定傳輸延遲標(biāo)準(zhǔn)，而本文分析方法不存在上述問題。因此，通過實(shí)驗(yàn)證明，本文提出的基于物聯(lián)網(wǎng)智能終端及其系統(tǒng)的電能質(zhì)量分析方法具備更快速的分析能力，隨著分析次數(shù)的增加方法自身的分析質(zhì)量不受影響，更滿足于配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的需要。

3結(jié)束語

本文采用物聯(lián)網(wǎng)智能終端及其系統(tǒng)提出了一種全新的電能質(zhì)量分析方法，通過實(shí)際應(yīng)用證明該方法分析能力更高，在后續(xù)的研究中，還將針對(duì)該方法對(duì)電能質(zhì)量參數(shù)數(shù)據(jù)通信、故障報(bào)警、云存儲(chǔ)等開展更全面的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，從而在滿足物聯(lián)網(wǎng)各項(xiàng)技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，提高該方法在復(fù)雜環(huán)境下對(duì)用電側(cè)及發(fā)電側(cè)對(duì)電能質(zhì)量分析能力。

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作者簡介：

穆彪（1988—），男，漢族，陜西興平人，總經(jīng)理助理/高級(jí)項(xiàng)目主管，大學(xué)本科學(xué)歷，研究方向：主要從事物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及其系統(tǒng)的研究。

（作者單位：江蘇能電科技有限公司）