文档介绍：第 32 卷第 15 期 Vol. 32 No. 15
2008 年 8 月 10 日 Aug. 10 , 2008
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网络化电能质量监测与分析系统的设计
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翁国庆, 张有兵
(浙江工业大学信息工程学院, 浙江省杭州市 310014)
摘要: 概括了网络化电能质量( PQ) 监测与分析系统的主要特性和关键研究课题。采用一种经济
型的网络化监测与分析系统结构,并通过整数线性规划问题最优解求取的方法进行监测点数量和
布置点的优化设计,实现系统构建的经济优化。提出了一种 PQ 事件源定位的改进型算法,基于虚
拟 PQ 监视器( PQM ,即电能质量采集终端) 的定义实现系统覆盖矩阵和方向矩阵的扩展,经过简
单的矩阵运算可实现事件源的自动精确定位。分别采用 5 节点环状系统和简单的辐射型配电系统
验证了经济优化算法和事件源自动精确定位算法的有效性。
关键词: 网络化; 电能质量采集终端; 经济优化; 事件源定位
中图分类号: TM933
0 引言下几个方面考虑: ①降低单台 PQ 监测装置的价格;
②充分利用电力数据采集与监视控制( SCADA) 系
随着现代社会对电能质量( PQ) 问题的日益关
统中现有的智能监测设备; ③实现 PQ 监测点数量
注,PQ 的实时监测和有效控制成为一个热门的研
和位置的优化[4 ] 。
究课题。目前,由于受资金、技术等限制,一般仅对
1. 1 经济型的网络化监测与分析系统结构
电力系统中少量重要线路和重点负荷的 PQ 进行监
本文采用一种经济型的网络化 PQ 监测与分析
测,监测手段基本以单点测量为主。然而,单点测量
系统结构,如图 1 所示。该系统结构的最大特点是,
具有一些无法克服的固有缺陷,如只能监测到系统
将传统分布式监测系统中的智能监测终端设置成
中发生 PQ 事件,但不能进行事件源的定位;不能提
PQ 监视器( PQM ,即 PQ 采集终端) 和 PQ 分析仪
供全网型的分析诊断和服务功能。因此,能够对系
2 部分。前者只负责监测节点的电压、电流等实时
统中多点同时进行连续测量并实现自动分析的网络
数据的采集,并直接将采集到的数据传送给后者。
化 PQ 监测与分析系统成为发展趋势[1 2 ] 。
一个变电站内可配置 1 台或若干台 PQ 分析仪,负
网络化 PQ 监测与分析系统一般应具有以下特
责接收和存储各 PQM 所传送的实时数据,并实现
性: PQ 监测与分析、PQ 诊断、高速通信、统计分析、
数据处理、分析、诊断等复杂的功能[5 ] 。基于高性能
Web 浏览等[3 ] 。由于其自身特点,构建网络化 PQ
的数字信号处理专用平台设计 PQ 分析仪,并采用
监测与分析系统必须全面规划。其中,与传统 PQ
高速以太网技术实现其与各 PQM 间的数据高速传
监测系统不同的关键问题主要有:系统构建的经济
输,以保证系统数据处理的速度。
优化、事件源的自动定位、分布式数据同步采集和实
时传输、海量数据处理以及网络化信息服务等。
1 系统构建的经济优化
为了实现电网的 PQ 分析,必须对电网中大范
围的监测点进行数据采集和综合分析,构