李海锋

摘要：随着人们生活质量在不断提高，对于用电的需求在不断加大，大多数国家的电力系统都采用集中式发电设施。这类系统的主要特点是包含大型发电机和集中的终端用户。由于发电机和终端用户距离长，发电机和负荷、输电和配电系统会产生巨大的电力损失。此外，在这些集中于都市和工业园区的电力用户还会因为没有合适的空间用于建造新增配电系统而造成供电困难。因此，分布式发电被引入到配电网并提供替代集中式供电。

關键词：电能质量;监测装置;现场比对;检测

引言

随着电力系统的发展，特别是非线性、冲击负荷容量及数量的大量增加，电能质量问题日益突出，不仅关系到电网企业的安全经济运行，也会影响到用电设备的正常工作。如何实现更加科学客观的电能质量综合评估，对电力市场环境下全面考核电能质量、修正电价和电能质量管控模型研究具有重要意义。电能质量是一个多指标的综合体，单纯判断某项指标是否合格，不能反映电能质量的整体状况，也不便于量化扰动引起的损失和未来电力市场环境下的“依质定价”，因此需要对电能质量进行综合性的评估。电能质量综合评估是在对系统电气运行参数进行实际测量或通过建模仿真获得基本数据后，再对电能质量各项特性指标做出评价以及和标准等级进行比较的过程。国内外相关研究机构已经在此方面做了大量的研究。

1监测系统整体架构设计

本文基于.NET的浏览器/服务器（B/S）架构设计出系统总体架构图。其包括监测设备层、数据库服务层、Web服务层、客户端应用层等。其中监测设备层用于采集、传输电力网络中的各种信息数据，在监测时，其上设置有电流互感器、电压互感器、数据采集单元和数据处理单元，数据采集单元将采集到的信号通过数据处理单元进行信息处理，计算出的结果通过被传递到监测主站服务器。数据库服务层用于收集、处理监测设备传递的监测数据，以便存储、计算，在数据库服务层，其包括各种服务层，比如实时数据库、历史数据库、电力网络参数据库等。在Web服务层，其设置有各种Web服务以及和Silverlight程序提供WCF服务。该层结构还能根据客户端浏览器的用户请求指令，通过HTTP协议来实现。在客户端，可以实现用户的多途径使用功能。

2电能质量监测装置现场比对检测方法

2.1模糊综合评价

治理设备的治理效果是否良好具有模糊性，而模糊综合评价是利用模糊数学的一些原理和方法对定义不明确、不易量化的因素进行量化，故文章采用模糊综合评价法进行评价。确定指标集和指标权重后，模糊综合评价还需建立评语集和指标的隶属度函数。建立评语集的主要依据为治理设备治理效果的特征。当治理设备不仅不能改善电能质量，还使电能质量更为恶化时，评价为差;当治理设备对电能质量指标略有改善作用时，评价为中;当治理设备对电能质量指标有明显改善作用时，评级为良;当治理设备对电能质量指标的改善效果十分突出时，评价为优;即评语集V为：V=[差，中，良，优]。构建指标评语集隶属度函数需依据指标集的定义确定，以提升评价结果的工程实用性。治理效果为差对应治理效果指标小于0，不具模糊性，故可用矩形分布构建其隶属度函数。

2.2物元分析法

物元分析法是研究矛盾问题规律的方法。物元可拓模型是利用物元分析法，结合可拓学集合论，建立的事物多指标性能参数的评定模型。物元可拓模型虽然能较简单、客观地实现电能质量的综合评估，但是在理论和应用上也存在不完善之处，如当指标数据超出节域时，关联函数就无法计算，进而无法进行评价;评价过程中，容易损失信息，从而易导致评定结果偏差等。因此，对物元可拓模型的经典域和待评物元以及最大隶属度评价准则进行了改进。物元分析法在解决电能质量综合评估建模的复杂性上有明显的优势，其建模简单，易于计算机编程处理，具有较好的实用性，但是由隶属度算法扩展而来的关联度算法具有同隶属度算法一样的不足，降低了评定结果的准确度。

2.3综合电能质量监控机制设计

为了对多个电能质量扰动进行识别和分析，基于神经网络、规则或数据驱动的技术得到了广泛应用。这是因为传统估计方法的集成不易实现，而这些智能识别技术通常需要对大量的采样数据进行多次计算、估计和系统估计。由于计算能力的限制，基于智能监控系统的使用灵活性受到限制。对于其他传统的分析方法，用户需要选择不同PQ干扰的测量模式，这给未知的电能质量扰动分析带来了困难。本文设计了集成的PQ监测系统，减少测量模式的选择步骤和复杂智能分析的预处理。本文提出的集成PQ监视机制类似于没有预处理阶段的机制，其中根据不同的测量模式同时分析功率信号，而PQ干扰的识别由以下标准确定：（1）如果估计的基频不是名义值，则存在基频偏差;（2）如果根据获得的振幅计算的总谐波失真（THD）指数超过5%（由IEEEStd.1159-2009推荐），则存在谐波;（3）如果根据获得的包络信号计算的短期闪烁指数PSST超过1.0（由IEC标准61000-4-15推荐），则存在电压波动;（4）如果检测到的持续时间和分析的功率信号的保留幅度符合IEEE标准1159-2009中的定义，则存在相应的PQ事件。

2.4灰色评估法

灰色评估是一种基于灰色系统理论，对系统或所属因子在某一时段所处的状态，做出一种半定性半定量的评价与描述的方法，主要分为灰色统计评估和灰色聚类评估。灰色统计评估是以灰数的白化函数生成为基础，将一些具体数据，按某种灰类所描述的类别进行归纳的方法。通过分析数据特征来获取序列间的差异信息，建立差值举证，以此计算出待评估样本与标准样本的关联度。基于电能质量指标间的关联性和网络层次分析法形成加权决策矩阵，实现了电能质量的综合评估。在此基础上，考虑到DG的影响，提出了基于突变决策理论的电能质量评估方法。

2.5软件设计

软件设计为基于移物联网有限公司打造的OneNet开放平台，在OneNet平台的数据管理平台，监测终端启动后，对监测终端各个单元模块（比如时钟、单元模块、各个模块的I/O端口、SPI端口等）进行初始化。然后对电力网络的监测位置和设备进行GPS定位，并开始对该位置处的电力网络信息进行监测，并将定位和监测后的数据放入寄存器中等待数据发送。然后将寄存器中的电能监测数据和设备位置信息发送到OneNet平台中。采用OneNet平台能够很好地实现电力网络数据的准确、实时地采集和传输。

结语

现有大量电能质量综合评估研究大都从评估指标、评估权重以及评估模型三方面的特性出发，能较为定量、全面和客观地反映所有类型的电能质量问题的综合结果。但随着DG大量接入、配售电市场放开、能源互联网和泛在电力物联网技术的发展，现有评估方法普遍存在经济性考虑不足、无法利用多源海量数据进行长时间尺度评估等问题，难以满足不同场景的需求，具有一定局限性。因此，未来电能质量综合评估这一传统研究领域还有许多关键技术有待突破。

参考文献

[1]刘军成.电能质量监测系统及其发展瓶颈[J].电力设备，2016，（10）：24-27.

[2]程 洁，席自强，王方伟.分布式光伏并网系统电能质量监测装置设计[J].湖北工业大学学报，2016，31（1）：59-62，93.