[發明專利]靈活的廣域電網諧波同步監測系統

無效

• 申請號: 201110242544.5
• 申請日: 2011-08-23
• 公開（公告）號: CN102323478A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 梁志瑞;段曉波;牛勝鎖;郝曉光;蘇海鋒;周文
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）;河北省電力研究院
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16;G01R23/165
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 童曉琳

技術領域

本發明屬于電力系統監測技術領域，尤其涉及一種靈活的廣域電網諧波同步監測系統。

背景技術

近年來，配電網中換流器、變頻調速、電弧爐、電氣化鐵路、家用電子設備以及各種電力電子設備不斷增加，這些負荷的用電特性(非線性、沖擊性和不對稱性)使電力系統中的電壓和電流波形發生嚴重的畸變，這就是電力諧波。在公用電網中，諧波使供電和用電設備過熱、電能損耗增加，影響它們的正常運行，輕則降低設備的使用壽命和系統的功率因數，重則會導致短路和對諧波敏感的繼電保護等設備誤動作，甚至燒毀元器件、電機或變壓器。因此，對電力系統諧波污染的治理已成為電工科學技術界所必須解決的問題。準確有效地監測電網諧波對查找諧波源進而進行諧波治理意義重大。電力諧波檢測一般要得到如下的量：單次諧波電壓、電流的含有率；諧波電壓，電流的總畸變率；有時還需要測量諧波的相位角、諧波功率和諧波阻抗。各國都把電力系統諧波實時分析作為研究重點，并以此作為認識諧波和抑制諧波的基礎。

從測量儀器方面看，發達國家在研制和使用諧波分析儀方面發展較為迅速，儀器的性能先進，測量功能齊全，適用范圍廣。日本成功研制了用于現場實時測量打印、實時分析波形和數據的記錄和顯示功能的3195型數字電能分析儀，電壓、電流和功率的精度達到0.1級，諧波測量精度模值小于2％。德國生產的NOWA-1型諧波分析儀、萊姆公司研制的AN2060手持式電力諧波分析儀、瑞典unipower公司研制的unilyzer900F便攜式電能質量分析儀等，都具有對電能質量進行監測，記錄數據，分析各次諧波含量和畸變率以及功率的流向等功能。

與國外相比，我國電力系統諧波分析和測量的研究仍存在較大差距。國內測量儀器可靠性和精度方面尚待提高，主要適用于諧波測量方面，而在波形分析、采用窗口的選擇、數據處理以及結果輸出方面有一定差距。

現在新一代數字式、自動化和智能化諧波監測儀是研制的方向和趨勢。特別是近年來，基于DSP、ARM和PC104的嵌入式系統在檢測方面廣泛應用，尤其是在多參數、多通道的測試中非常具有開發研究意義。DSP具有很高的運算速度和很大存儲空間的高速尋址功能，隨著其價格的下降，將來在我國會得到更大發展。

關于諧波同步監測系統方面，目前一些地區組建了電力系統諧波量測系統(Harmonic?Measurement?System，HMS)，可以實現多點測量，但是這些測量點之間并不是同步測量。而且HMS基本上采用的是固定組網模式。

傳統的諧波監測一般采用便攜式儀器進行定期測量，測量數據有一定的局限性，不能反應區域內電網諧波狀況。隨著信息網絡化發展，國內市級電力公司大部分已實現局域網的構建，可通過固定安裝的監測裝置進行組網諧波監測，但站點監測裝置之間的數據處于非同步采樣測量，且目前監測裝置大都是固定安裝，諧波監測地點不改變。其主要缺陷有如下兩點：

(1)各個諧波測點的測量裝置不能同步采樣，不能實現對整個電網諧波的同步監測，這對于諧波狀態估計，計算網絡的諧波潮流，分析諧波的流通情況和放大情況，尋找諧波源并進行諧波治理是不利的；

(2)諧波測量裝置固定安裝于被測電網，在徹底掌握該局部電網的諧波狀況后仍繼續監測而不能使其應用于諧波狀態未知的電網的諧波監測，造成諧波監測設備利用率低。

發明內容

針對目前諧波同步監測系統存在的缺陷，本發明提出一種靈活的廣域電網諧波同步監測系統，用于解決目前諧波同步監測系統測量缺乏實時性以及測量裝置利用率低的問題。

為了實現上述目的，本發明提供的技術方案是，一種靈活的廣域電網諧波同步監測系統，其特征是所述諧波同步監測系統包括順序相連的諧波同步監測終端、通信系統和諧波監測中心平臺；

所述諧波同步監測終端用于接收諧波監測中心平臺發送的監測任務，并根據監測任務進行電網諧波的同步測量，然后將同步測量結果通過通信系統傳輸到諧波監測中心平臺；

通信系統用于傳輸諧波監測中心平臺發送的監測任務，還用于傳輸各個諧波同步監測終端的同步測量結果；

所述諧波監測中心平臺用于確定各個諧波同步監測終端的安裝位置，并經過通信系統向各個諧波同步監測終端發送監測任務；還用于接收各個諧波同步監測終端的同步測量結果，并對接收的同步測量結果進行處理和輸出。

所述諧波同步監測終端包括順序相連的信號拾取模塊、前向通道模塊、A/D轉換模塊和數字信號處理模塊，還包括與所述A/D轉換模塊和數字信號處理模塊相連的同步采樣波形形成模塊，還包括與數字信號處理模塊相連的通信模塊和輸入輸出模塊；