電力諧波檢測儀及其通訊技術(shù)

由于對電能的檢測和管理還存在一些問題,如功能單一、實(shí)時性差、缺乏統(tǒng)計(jì)分析、效率不高等,因此,需要一種檢測與管理的方法來改善現(xiàn)階段電力系統(tǒng)所面臨的問題。

1 電力諧波檢測的發(fā)展

在電力系統(tǒng)中,最理想電流與電壓波形是工頻下的正弦波,而實(shí)際中往往會存在不同的畸變,特別是在近些年配電網(wǎng)中變頻調(diào)速、換流器、電子設(shè)備等的不斷應(yīng)用,導(dǎo)致非線性負(fù)荷增加,使電力系統(tǒng)中的電流與電壓波形嚴(yán)重畸變,造成電網(wǎng)中出現(xiàn)大量的諧波,造成許多電力事故的出現(xiàn)。所以,諧波污染在目前被公認(rèn)為是影響電網(wǎng)安全的一大公害。在進(jìn)行諧波治理過程中,主要采用諧波監(jiān)測的方法,這也是解決諧波危害的基礎(chǔ),對一支諧波有著指導(dǎo)性的作用。根據(jù)諧波檢測的發(fā)展歷程,主要可以分為3個階段:第一,19世紀(jì)初到20世紀(jì)40年代,主要以傅立葉變換為基礎(chǔ),對諧波進(jìn)行檢測;第二,20世界50-80年代,主要采用選頻測量技術(shù);第三,20世紀(jì)80年代至今,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微處理技術(shù)及集成電路的發(fā)展,出現(xiàn)了快速傅立葉變換的頻譜分析儀及諧波分析儀,通過這些檢測儀器的使用,使得計(jì)算結(jié)果的精確度大大提高。在我國,采用該算法和鎖相技術(shù)對諧波進(jìn)行測量始于上世紀(jì)80年代,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為數(shù)字式、電子式、智能化的諧波測試方法。

2 諧波檢測儀的原理及方法

2.1采用模擬帶阻或帶通濾波器進(jìn)行測量

這是最早的諧波測量方法,其優(yōu)勢在于電路造價低、結(jié)構(gòu)簡單、容易控制且輸出阻抗低。其不足之處在于受環(huán)境影響大,檢測的精度不高,檢測結(jié)果含有較多基波分量,造成的運(yùn)行損耗相對較大。

2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的諧波檢測

這是一種可以對計(jì)算能力進(jìn)行提高、對任意連續(xù)函數(shù)進(jìn)行逼近的基礎(chǔ)上,通過理論的學(xué)習(xí)及分析動態(tài)網(wǎng)絡(luò)時獲得的研究成果,即神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)階段,該網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)諧波檢測中的應(yīng)用尚處于初級階段,其主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)諧波預(yù)測、諧波源辨識及諧波測量等方面。在諧波測量中采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),主要需要考慮的是網(wǎng)絡(luò)的組成、算法的選擇及樣本的確定等問題。

2.3小波分析方法測量諧波

這方面的研究在現(xiàn)階段已經(jīng)取得重大的進(jìn)展,主要是對傅立葉變換在時域完全無局部性缺陷和頻域完全局部化缺陷的解決,也就是在時域和頻域都具有局部性。采用該方法可以使電力系統(tǒng)中高次諧波變化投影到不同尺度上,從而反映出奇異、高頻高次諧波信號的特性,從而為諧波分析提供依據(jù)。

2.4FFT變化法

采用該方法對電力系統(tǒng)諧波進(jìn)行檢測,是基于數(shù)字信號處理基礎(chǔ)上的測量方法,主要操作步驟是首先對被測信號的電壓或者電流進(jìn)行采樣,經(jīng)過轉(zhuǎn)化后,再利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行傅立葉變化,從而得到各次諧波的相位系數(shù)及幅值。該方法是目前電力系統(tǒng)使用最為廣泛的諧波檢測方法,其精度高、功能多、操作簡便的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了諧波檢測的準(zhǔn)確性。

3 電力通訊技術(shù)研究

當(dāng)今社會對電能的需求越來越高,對供電的可靠性要求也不斷提高,電網(wǎng)的諧波帶給電力系統(tǒng)諸多的負(fù)面影響。主要表現(xiàn)為:發(fā)電設(shè)備、輸電設(shè)備、供電設(shè)備及用電設(shè)備都不同程度的增加了損耗,降低了設(shè)備的利用率及效率;使自動裝置及繼電保護(hù)的可靠性下降;造成測量儀器指示不準(zhǔn)確,諧波影響儀器儀表的增長工作;對通訊系統(tǒng)造成干擾,影響通信設(shè)備及人員的安全;對用電設(shè)備造成印象,使用電設(shè)備出現(xiàn)誤動,降低設(shè)備使用壽命。所以,電力系統(tǒng)應(yīng)該對諧波進(jìn)行嚴(yán)格的檢測,改善用電環(huán)境。

隨著電力事業(yè)的發(fā)展,電力通信事業(yè)也不斷的高速發(fā)展,使得通訊能力極大增強(qiáng)。對著對電能質(zhì)量的重視和研究,保證電能質(zhì)量成為電力企業(yè)的共識,建立一個系統(tǒng)的、高效的電能西涼在線監(jiān)測網(wǎng)對電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控與管理成為必然,這樣就可以隨時對電能質(zhì)量水平進(jìn)行監(jiān)測,以便找到影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的原因,及時采取有效的措施進(jìn)行解決,改善電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量,保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益。一直以來對電力諧波影響從未停止,電力諧波檢測儀器復(fù)雜多樣,但是不同的儀器的兼容性成為難點(diǎn),針對這一問題,PQDIF數(shù)據(jù)格式成為統(tǒng)一格式的標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的有效管理,使得資源得到共享,建立了一個實(shí)用的通用平臺,將電能質(zhì)量檢測引入標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展階段。不管是從經(jīng)濟(jì)型和高效性哪種角度來看,避免了由于數(shù)據(jù)格式的不同造成的數(shù)據(jù)處理效果不理想的局面?；诨ヂ?lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的PQDIF格式儲存和傳輸在電力諧波檢測系統(tǒng)中的運(yùn)用,也使得電力通訊技術(shù)得到了發(fā)展。

4 結(jié)論

隨著信息技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展,電能質(zhì)量檢測技術(shù)正向著信息化、網(wǎng)絡(luò)化和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展,更加的適應(yīng)了電力系統(tǒng)的運(yùn)行,在電力系統(tǒng)諧波檢測中,更好的融入計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)及電子技術(shù),是諧波檢測的發(fā)展趨勢。