刘强

摘 要：文章首先介绍了智能开关，以及智能开关如何在电能质量检测中起作用，然后阐述了基于智能开关的负荷控制技术，利用智能开关在线监测电能质量和负荷变化，为高质量的供电和用电高效经济有序的进行提供了新思路新方法。

关键词：智能开关；电能质量检测；负荷控制技术

中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）02-0005-01

1 概 述

我国经济的飞速发展，对电力资源的需求越来越大，使得中国电力发展速度世界瞩目，但是我国已建立起来的电力网已经远远不能满足现在经济的发展，近几年来用电量的不断增长，使得许多地区电量不够用造成停电现象。许多高新企业如半导体器件制造商对电能质量的要求很高，电能质量成为了影响产品质量好坏的直接影响因素。电力企业不仅要保证电力系统安全、可靠、有序、高效的运行，还要尽量保证电能质量满足相应的标准，从而保证生产生活正常的进行。日趋增多电荒现象，以及电力用户对电能质量要求越来越高，使得电力部门对电能质量检测、治理技术和负荷控制技术越来越重视。目前我国电力系统中对电能质量检测和负荷控制技术的设备都是固定的永久性的设备，研究人员一直致力于研究充分利用已有的设备对整个电网的电能质量和负荷进行有效的检测，发现智能开关在电力系统分布比较分散，并且每个开关具有检测电能质量和对负荷进行控制的作用，可以有效地对整个电网的运行状态进行实时监控和数据采集，能及时的发现网络异常，然后根据用户的用电需求，对负荷进行合理有效地调整，保证用户们的效益最大化。

相比于已有的永久固定的检测设备，智能开关元件具有小巧便捷，性价比高效果好等优点已被广泛用于我国的电力系统中。智能开关实时采集线路的数据，对电网的运行情况进行实时监测，及时发现电力网络异常现象，为电力部门采取负荷控制措施提供有效依据。基于智能开关的优点和重要作用，目前对智能开关的研究已成为热点。下面分别介绍一下智能开关在电能质量检测和负荷控制中的作用和意义。

2 基于智能开关的电能质量监测方法

科技的发展，使得负荷的数量增加，负荷的多样性和不平衡性了给电网注入高次谐波，造成电网出现电压波动，谐波干扰，使得电网的电能质量下降。电网的电能质量一般是指电网的电压、电流、频率等参数能够满足用户的需求。电能质量的好坏一般有以下几个指标衡量：供电电压偏差，电压波动与闪变，三相电压不平衡度，公网谐波、间谐波，电力系统频率偏差，电压暂降来描述电能质量的好坏。

根据电能本身的特点，基于智能开关的电能质量检测分析的算法要具有快速，实时，计算准确，兼容性强等特点。常用的电能质量分析算法有：傅里叶变换、S变换、小波变换等。其中，傅里叶变换只适用于对平稳的信号进行分析，对具有暂态信号和突变信号的电能质量的分析效果不佳，不能达到相应的要求；S变换只能提取特定范围内的信号，其提取电能的功率随扰动信号频率的增加而線性增加；小波变换中小波基信号选取对扰动信号特征量的提取有很大的影响。

上述的能质量分析算法均由各自应用的局限性和不足，一般是上述三种方法组合使用，对电能质量进行分析来达到相应的效果。近年来，越来越多的研究这开始研究HHT方法对信号进行分析处理，与傅里叶变换法相比，HHT能够有效地处理暂态和突变信号；与小波变换相比，HHT的及信号不是固定的具有自适应性，减小了基信号对分析结果的影响；HHT算法不仅能对单一扰动信号进行提取分析，还能对含有多种扰动信号进行提取分析。

3 基于智能开关的负荷控制技术

负荷控制是对用电负荷进行调整和控制，保证电网稳定、经济、安全的运行，并且把停电所造成的损失和影响控制到最低的程度，所采取的一种限制措施，智能开关可以有效地监测线路的负荷运行状态，分析检测到的电能质量信息，通过相互通信和协调来优化供电方式，从而实行智能供电。为了减小断电的影响，实现有序用电，智能开关可以在必要时对供电线路实行负荷控制，从而最大限度的利用能源。

在智能电网的环境下，基于智能开关的负荷控制是指利用负荷控制系统、通信系统和电能质量监测系统来对负荷进行负荷控制管理，通过监测负荷的变化与电量的增减、从而提高客户终端用电效益。负荷控制主要具有以下功能：

①电能质量监测功能：智能开关不但可以实时在线监测电网的电压波动和跌落，还可以监测电流和频率等参数，通过算法计算来分析电能的质量，为负荷控制提供依据。如果能够确定某一负荷会对电网的电能质量产生非常大的影响，智能开关会自动中断对负荷的供电，从而确保系统中其他负荷的用电质量。

②负荷控制功能：负荷控制功能是智能开关最基本和最重要的功能。可以发送电量、功率的解除或者投入命令；可以设定和调整线路负荷的电量定值和功率值；能通过手动或者定时自动操纵电闸闭合来控制负荷的停启；在电力高峰期和低谷期能调整和设定负荷的运行状态。由于具有这些功能，智能开关可以确保整个电力系统运行的安全性和稳定性，对电能生产和负荷需求进行评估，当电能生产不足时可以自动地切除部分不重要的负荷。

③通信遥控功能：通过给每个智能开关配备专门的通信模块，智能开关不但相互之间可以进行通信，智能开关还可以和调度中心交换数据信息。还可以远程调整负荷初始化参数，下发控制整定参数。这样整个电力系统的运行状况都能够被每个智能开关和调度中心所掌握，从而确保制定出对整个电力系统最有利、最有效的负荷控制策略。

现在分布式发电技术的不断发展，使得电网逐渐向能源互联网的方向发展，风能光能等各种分布式发电源，以及电动汽车的不断发展，是的电网中电源和负荷更加多样化，负荷的变化也越来越复杂，基于智能开关的负荷调控技术使得负荷的调控变得更加灵活，分布式能源和负荷接入电网提供了方便。

4 结 语

传统的电力结构不能满足日益增加的用电需求，造成电能供不应求，这就需要电网具有对电能质量进行及时有效地监控和数据采集一旦发现电网中出现异常保证各个开关设备采取措施，对负荷进行调控，保证电网能够安全可靠地运行下去。智能开关的发展不仅对电网各条线路的电能进行监控，能够及时处理异常电能扰动，一旦发生负荷变化，可以及时有效地对负荷进行调控。现在智能开关已成为风哥哥研究人员关注的热点，虽然相比于国外我国起步较晚，但是经过研究人员不断地努力，智能开关的研究有很大突破。再加之国家正在致力于能源互联网的发展，电网正逐渐走向分散话灵活化，智能开关的分布性和灵活性为能源互联网提供了支持。

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