电网中电能质量监控的技术问题与改进措施

裴芳锦

.摘 要：电能质量监控是电力系统正常运行的基本要素。从电能质量监控的必要性出发，介绍了电能质量监控的网络化、标准化和信息化三大发展原则，并在此基础上，对电能质量监控的技术问题提出了改进措施。

关键词：电能质量；电力系统；用电负荷；远程监控系统

中图分类号：TM764 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.155

现代经济的发展使工业规模不断扩大，科学技术的发展也引发了电力系统用电负荷的重大变革。具体而言，越来越多的高效率、高性能科技产品对电源特性的变化极其敏感，对电能质量的要求也在不断提高。但新型电气设备会对电力系统造成各种电磁干扰，进而对电网系统的运行和设备的运作产生危害。上述问题对电力部门提出了新的挑战，仅考虑谐波、工频变化、三相不平衡和电压偏差等稳态电能质量指标已无法满足现代电力用户提出的要求。电力系统的稳健运行需要更为精准的实施数据，该数据能产生更直观的分析结果，可根据其对电能质量的监管作出更准确的决策。电能质量的监控方式分为本地监控系统和远程监控系统。电力系统具有的广泛性分布特点决定了其必须将远程监控系统作为技术发展的主要研究方向。

1 电网中电能质量监控中的技术问题

1.1 非线性负载

电力系统中的谐波问题主要来自于非线性负载，其在工业和生活用电的负载中占有很大比例。非线性负载主要由交流电弧炉和直流电弧炉构成，其谐波是因起弧时延和电弧具有的严重非线性而引起的居民生活负荷。此外，荧光灯的伏安特性也会引发谐波电流，其中，降低使用功率因数的三次谐波的含量最高，会对电网造成严重的污染。

1.2 元件的非线性问题

各种谐波的产生是电力系统原件非线性问题的主要构成因素，其中，包括发电机、直流输电和电压器产生的谐波，还有对谐波起放大作用的超高压输电线路和对会谐波造成影响的变电站并联电容器补偿装置。最大的谐波源是由于直流输电而产生的。

1.3 电力系统故障造成的电能质量问题

在电力系统的运行中，必然会发生不同程度的内、外故障，进而引发电能质量问题。在各类短路故障、操作失误和自然灾害发生的情况下，发电机和励磁系统会改变工作状态来保护设备中的电力设备，进而引发各类电能质量问题。

2 电能质量监测的原则

2.1 标准化

在电能质量监测中，标准化作业的实施一方面可提高数据的精准化和可信度；另一方面，可对数据系统进行优化，降低数据库的使用比例，各系统数据使用的标准化能提高系统的开放程度、共享程度，从而提高工作效率。从宏观角度看，标准化作业能更好地保证用户用电安全和优质电力的生产。可通过制订标准化操作体系，精准化电力用户的用电需求，实现分级控制，达到技术和经济的双重优化。

2.2 信息化

信息化是目前各行业都在追求的发展方向。电力系统的运行设备庞大、涉及范围广泛，更需要信息化的管理手段和技术手段。电力的系统运行和调度需要更加智能和高校的信息处理平台和融合技术，信息的控制和优化处理也需要依靠信息的高速、高质量传输。

2.3 网络化

从发达国家的发展过程中可发现，用在线监测的方式对电能质量进行远程监控，利用的正是现代网络技术中的通信技术，通过建立开放性的监控和管理平台可实现在线网络监测。在此基础上，可有效加深和扩大电能质量的监测深度和广度。

3 完善电能质量监控的措施

3.1 构建电能质量监测网络

通过建立电能质量监测网络，可将不同监测站点的实时数据传输到数据分析中心的服务器，通过中心主机中的评估分析软件分析数据，从而得出提高电能质量的准确依据。通过完善的监测网络可开展不同的工作，比如追踪定位岗位责任、为市场化的电价制订提供数字依据等。

3.2 提高预判能力

利用现有的技术手段对电能质量的监测数据进行分析，提高事故发生的预判能力，从而在故障发生前采取一定的措施，以减少经济损失。这也是目前电能质量监控中的新要求，可称之为预见维护型电能质量监测。

3.3 规范数据格式，提高系统的开放共享性

要进一步规范监测网络中数据的交换格式，只有通过格式的标准化、格式化，才能提高数据的可比性和可靠性，同时，这也是提高数据库之间的共享性和开放性的前提条件。美国的Epri提出了Power Quality DaatIntecrhange Fomrat，简称为PQDIF（电能质量数据交换格式）。众所周知，在不同数据库之间，异构数据源的数据通用性问题是关键因素，PQDIF已被IEEE采纳并作为标准，成为了全世界对信息标准化的追求方向，我国在此方面的研究还比较滞后，应加快推进。

4 结束语

在电能质量监控技术方面，应在信息化、标准化和网络化的基础上，加快构建具有自动分析功能和自动识别定位功能的网络监控平台，从而为电能质量监测技术的发展和电能质量的综合治理提供更加准确、可靠的数据。在电力系统体制改革方面，随着我国市场经济的发展，电力系统的市场化改革也将逐渐开展，这也迫切要求电力体制深化改革。

参考文献

[1]莫志宏.智能电网展望[J].化学工程与装备，2011（11）：178-180.

[2]孟婕.浅谈我国智能电网发展现状及面临的挑战[J].科技与企业，2011（15）：96.

〔编辑：张思楠〕

Technical Problems and Improvement Measures of Power Quality Monitoring in Power Network

Pei Fangjin

Abstract： Power quality monitoring is the basic element of the normal operation of power system. In this paper， the necessity of power quality monitoring， network， standardization and information of power quality monitoring， and the three major development principles， and on the basis of the power quality monitoring and control of the technical problems of improving measures.

Key words： power quality； power system； electric load； remote monitoring system