[發(fā)明專利]電網(wǎng)中電能質(zhì)量污染源的監(jiān)測與定向系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910252866.0
• 申請日: 2009-11-30
• 公開（公告）號: CN101762758A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵振國;林焱;吳丹岳;楊明星;陳金祥;張榕林;黃智敏
• 申請（專利權(quán)）人: 福建省電力試驗研究院;福州大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/00;G01R23/16;H02J3/01
• 代理公司: 福州展暉專利事務所 35201
• 代理人: 陳如濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種監(jiān)測裝置，特別是一種電網(wǎng)中電能質(zhì)量污染源的監(jiān)測與定 向系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著大量非線性電力電子元器件的應用和非線性負荷的出現(xiàn)，諸如電壓間 斷、短時沖擊、閃變及陷波等波形干擾越來越多的從用戶端饋入系統(tǒng)，對電力 系統(tǒng)的正常運行造成干擾。此外，雷擊引起的絕緣子閃絡或放電、電力系統(tǒng)設(shè) 備引起的各種故障和振蕩現(xiàn)象，均可能誘發(fā)電力系統(tǒng)事故，造成供電的暫時中 斷，降低供電可靠性。

電能質(zhì)量不良有多種情況，用戶對電能質(zhì)量的敏感程度也各不相同，隨著 各種用電設(shè)備對電能質(zhì)量敏感度的變化，電能質(zhì)量的范圍進一步擴大，分類更 細，要求更高。目前絕大部分電能質(zhì)量的限值是單獨針對電壓或者電流的，主 要用來評估供電系統(tǒng)的某個供電結(jié)點在某個時間段內(nèi)的電能質(zhì)量等級。然而， 單純監(jiān)測電能質(zhì)量指標只給出了多個符合對電網(wǎng)的影響總和，不能指出電能質(zhì) 量污染的來源，也不能指導確定電能質(zhì)量的最優(yōu)治理地點。

電壓驟升驟降在電網(wǎng)中較少出現(xiàn)，但是危害較大。隨著計算機，可調(diào)速驅(qū) 動器等大規(guī)模敏感性電力電子器件在控制自動化中的應用，只持續(xù)幾十分之一 秒的電壓驟升或者驟降都可能導致生產(chǎn)的中斷，造成巨大的經(jīng)濟損失，電壓驟 升驟降被認為是影響用戶設(shè)備正常運行的最嚴重的暫態(tài)電能質(zhì)量問題。但是由 于電壓驟升驟降持續(xù)時間短，難以捉摸，因此其定向一直工程中的難題。

傳統(tǒng)的對電能質(zhì)量的監(jiān)測主要是針對諧波污染源的監(jiān)測，主要使用臨界阻 抗法和功率流向法，臨界阻抗法是經(jīng)過理論假設(shè)，難以得到實際參數(shù)，不便于 在線應用，沒有實用價值。現(xiàn)在經(jīng)常使用的是功率流向法，其基于“污染源是 向外輸送能量”的假設(shè)，而實際上，在復雜的多諧波源供電網(wǎng)絡中，線性負荷 單純消耗而不會注入諧波功率，但諧波源卻有可能吸收諧波功率，這就容易發(fā) 生“漏判”情況，因此不能用“是否向網(wǎng)絡注入諧波功率”作為諧波源的判斷 依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種可全面監(jiān)測并定向 電網(wǎng)中閃變污染源的電網(wǎng)中電能質(zhì)量污染源的監(jiān)測與定向系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過以下途徑來實現(xiàn)的：

電網(wǎng)中電能質(zhì)量污染源的監(jiān)測與定向系統(tǒng)，其要點在于，包括如下組成部 分：

提供一種監(jiān)測和定向裝置，包括有信號采集裝置、信號處理模塊、第一存 儲裝置和第二存儲裝置；

信號采集裝置實時采集電網(wǎng)中的電壓和電流波形信號，并將該波形信號存 儲到第一存儲裝置中作為原始數(shù)據(jù)，

信號處理模塊包括有一種電壓驟升驟降分析處理裝置，該處理裝置分析處 理如下：根據(jù)信號采集裝置所采集的各個通道的電壓和電流數(shù)據(jù)信號；

基于周期的小波變換，提取電壓幅值變化曲線；

跟蹤電壓幅值在持續(xù)的設(shè)定時間內(nèi)是否超過設(shè)定值的10％；

如果電壓幅值在設(shè)定時間內(nèi)超過設(shè)定值，則計算對應區(qū)域內(nèi)母線上的每條 線路上的電流，并基于周期的小波變換提取電流幅值變化曲線；

對比電壓幅值變化曲線和電流幅值變化曲線，如果二者同時升降，則該線 路為非電壓驟升驟降污染，如果二者為一升一降，則該線路為電壓驟升驟降污 染源。

將分析和處理過程及結(jié)果存儲到第二存儲裝置中，作為污染源處理的基礎(chǔ) 值。

電壓驟降持續(xù)時間短，且發(fā)生時間隨機性大，傳統(tǒng)的傅立葉變換、短時傅 立葉變換時間窗長，時域分辨率差，對諸如電壓驟降、電壓驟升等電能質(zhì)量的 突變信號和非平穩(wěn)信號的檢測無能為力。本系統(tǒng)采用小波變換法，對于分析突 變的短暫信號特別有效。由于線路電流的驟升會導致公共連接點電壓的驟降， 線路電流的驟降會導致公共連接點電壓的驟升，當電壓發(fā)生驟升驟降時，非干 擾源的線路電流也會發(fā)生波動，但在濾除驟升驟降的過渡過程以后，干擾源的 電流與節(jié)點電壓變化呈現(xiàn)不同的關(guān)系。因此可以通過監(jiān)測負荷阻抗判斷電壓驟 升驟降的來源。本系統(tǒng)研究了電壓驟升驟降的監(jiān)測和定向，使用小波分析方法 從實時電壓波形捕捉電壓驟升驟降，一旦監(jiān)測到相應的暫態(tài)過程，就監(jiān)測線路 電流的有效值變化曲線，判斷電壓驟升驟降是否與本線路有關(guān)，從而達到電壓 驟升驟降的監(jiān)測和定向目的。