关于综合电能质量监控系统的设计与应用.doc

1、关于综合电能质量监控系统的设计与应用摘要：综合电能质量监控系统可以对有功、THD 以及无功等进行测量电能质量的稳态分量，它的工作原理是利用自身系统所具有的电能质量监测设备，并又加入了一种扰动触发功能，所以综合电能质量监控系统在测量的同时还可以记录扰动运行波动。本文主要介绍了综合电能质量监控系统的设计和应用，并详细解说了软件和硬件的主要功能。 关键词：电能质量监控系统；设计与应用；电能质量扰动；嵌入式系统 中图分类号：R363.1+24 文献标识码：A 文章编号： 随着社会的发展，电能质量对于供电方与用电方，以及设备制造方的要求也越来越严格，为了可以快速的处理三者之间的问题、处理数字信号的技术和

2、处理微电气的解决能力，研发了综合电能质量监控系统，同时也使得这种系统快速的成长起来。一直以来的综合电能质量监控系统基本上都是以非在线来应用的，而这种方式随着现代化的需求已经不能够满足电能质量监控了，再加上综合电能质量监控系统最突出的特点为数据共享和数据庞大等，所以可以知道今后的综合电能质量监控系统发展方向是向着在线质量监控系统发展。 综合电能质量监控系统的设计 1.1 电能质量监控系统功能的设计 在设计电能质量监控系统是必须考虑其应该具备的功能，主要有储存数据的采集、监测远程状态、管理设备、预报故障、分析预测电力负荷、评价电能质量以及生成并打印报表。 储存数据的采集是目前最为安全的数据接口，它

3、的作用是收集变电设备的各种参数，如运行参数和报警参数，并全部放入中心数据库里集中储存。监测远程状态的作用是监视以及测试现场设备的实时数据，并利用网络把这些实时数据发送到故障诊断、故障预测的服务器里，由服务器分别对故障进行分析、记录和处理。管理设备的作用是利用网络来对现场的电力设备进行连接，并在远程数据库里保存设备的管理信息和状态信息，使用户的设备数据信息可以实时更新、实时查询。在电能质量监控系统中 PQSIS 系统是应用率比较高，它是集合设备管理一体化和远程检测设备状态的一个平台，它的工作原理是通过表格、图以及线的形式在 Web 页面上对设备的测试数据和运行状态的实时显示。 预报故障的作用是通

4、过设备的故障预兆来进行监测数据信息的分析和计算，由此来确定设备是否有故障，假如通过分析得出设备出现故障，就第一时间内发出报警信号，方便及时进行设备故障的排除。分析预测电力负荷是电能质量系统最经济、最可靠的方法，它的作用是通过已经知道的经济、气象、电能以及社会等基本信息，结合设备信息的历史数据进行研究、分析，从而对设备的发展、内部联系进行探索，最终推测、预估出负荷的发展。 1.2 电能质量监控系统结构的设计 电能质量监控系统结构的设计需要注意以下几点，J2EE 构架、C/S构架以及 PQSIS 系统。在进行企业信息搭建时一般采用的方法为 C/S 构架，因为这种构架是从客户端出发，途中经过中间件最

5、终流入服务器，到达服务器后发出 SQL 命令并进行分析、执行，最后把所得的结果返回客户端，这种结构的缺点是网络技术要求过于专业、客户端功能要求庞大、升级于维护难以实现、逻辑的可重用太差。对于 J2EE 构架来说上述问题是不存在的，它的优点是支持多层分布式构架和每层物理结构不影响整体结构。对于多层模型划分一般分成四层，分别是表示层、客户层、数据储存层以及业务逻辑层，所划分的每一层都必须拥有 J2EE 构架的支持，并且能在应用端与客户端之间相互交流、相互完成。 PQSIS 系统在电能质量监控系统中可分成逻辑业务层、数据层、客户层以及表现层，每层的功能、需求、耦合也不同。逻辑业务层主要功能是实现业务

6、封装、访问系统逻辑控制、使用系统逻辑控制；数据层主要功能是实现电能数据的储存和采集，它一般具有数据库设计、通信数据中心设计以及通信数据采集结构；客户层主要功能是面对面的与客户进行结果的接受、交互和显示，并通过网络上的 Web 页面操作、检测所有的数据信息；表现层主要功能是根据客户层的要求，并利用逻辑业务层的数据信息进行计算，最终实现交互用户面，它一般具有 JPS 技术、Serevlet 技术、EJB 组件。 2、综合电能质量监控系统的应用 综合电能质量监控系统在运行过程中主要的功能表现在触发功能、数据传输功能以及分类器功能。 触发功能在电能质量监控系统中起到分类、扰动检测和定位的作用，其中最根

7、本的是电能扰动。传统的监控系统是都是采用故障录波器来运行的，虽然可以记录波形故障，但也记录了大量的正常数据信息，这种方式在处理过程中不仅需要耗费大量的经历来处理数据信息，还需要耗费大量现金，所以现在所采用的监控系统是在原有的 DSP 系统基础上又加上了触发扰动功能，其工作原理如图 1 所示。 图 1 输入电压进入调理电路内，经过处理后成为数字量，数字量的优点是既可以输入到处理单元和书籍采集里，又可以输入到触发检测里，而触发单元是利用抽取来进行扰动的时间定位和帧数不同需求量的，只要设备检测到阈的值小于求和的数据信息，就及时通知 DSP 系统进行扰动波形的记录。 综合电能质量监控系统中的分类、扰动

8、检测和定位作用对于配电支路和系统调试存在着重要意义，它不仅利用于变电站供、电厂故障监控、高压线路监测等电力系统，还可以利用与化工、冶金实现电能改善。 3、结束语 在记录扰动波形时是利用 CAN 来进行传输的，它保证了数据能准确的传送到上位机中，同时还利用小分波来进行计算方差分形的特征矢量和分析扰动波形的特征矢量，所得的这些特征矢量统一输入到向量实现训练、概率神经网络以及向量实现测试中。综合电能质量监控系统可以有效检测输电的瞬态扰动和配电的瞬态扰动，还可以在噪声条件下实现检测电能质量扰动，同时还满足了分类功能、定位功能、去噪子功能。 参考文献： 1胡为兵，李开成，方聪.综合电能质量监控系统的研制J.仪器仪表学报.2008（19）：150155 2徐燕伟，杜树新.J2EE 构架下电能质量监控系统的设计与实现J.中国电力.2009（12）：9194 3侯文清，张波，丘东元.基于 DSP 的电能质量检测与无功补偿综合测控装置J. 仪器仪表学报.2007（14）：120127 4李开成，潘兰兰，刘彬.新型电力机车电能计量系统研究J.仪器仪表学报.2009(26)：337339