1、浅议农村电网电能质量监测方法摘要：随着科学技术和国民经济的快速发展，电能的需求量也极大增加，同时电能质量也越来越显示其重要性，电力部门和用户对电能质量的关注也日益增加。本文通过对农村电网的特点进行调研分析，结合作者工作经验，分析目前农村电能质量监测系统的不足，并提出适合农村电网电能质量监测的优化方案。 关键词：电能质量；农村电网；计量自动化；在线监测 中图分类号： R363.1+24 文献标识码： A 引言：我国的农村电网经过近六十年的发展，已经形成巨大的规模，农村电网已经援盖了全国绝大部分农村人口，广东省农户通电率早已达到 100%。随着农村经济的发展，电网负荷急剧增加，各类冲击性、非线性负
2、荷引起的电能质量问题日益突出，为保障电网的安全稳定运行，建设功能完善的电能质量监测系统已成为各方共识。本文将通过对农村电网的现状的分析以及工作实践中的思考，提出合适农村电网电能监测的方法。 1.农村电网电能质量监测分析 电力系统是一个庞大的系统，从发电侧到系统末端的配电网络侧，都存在很多不稳定因素，会不同程度的影响电能质量。影响农村电网电能质量主要受电力系统谐波源、客户用电负荷和配电变压器的影响。 1.1 农村电网需要监测的电能质量指标 由于农村的现实情况，在电能质量监测方面还是相对落后，无法实现对电能质量所有指标都进行监测，在本文中，采用下列项目作为电能质量的指标：电压水平、频率水平、谐波水
3、平、三相不平衡程度。 （1）当电力系统正常运行时，某一节点的电压实际有效值偏离该处电压标称值的百分比即为该节点处的电压偏差1。 （2）频率偏差是指电力系统的实际频率偏离标称频率的大小2。 （3）公谐波通常以电压谐波畸变率来表示3。 （4）三相电压允许不平衡度用电压或电流负序分量与正序分量的均方根值百分比表示4。 1.2 农村电网电能质量监测仪安装地点选择 电能质量监测点的选择的原则：根据农业用户、重工业、轻工业、居民等用户种对供电质量的不同要求选择合适的监测点如下表： 安装地点 安装原因 重要专变客户 1、用户拥有较多影响电能质量的设备 2、同时又对电能质量有较高要求 专线客户 用户对持续可靠
4、供电有较高要求 圩镇变压器 1、存在较多小工厂、小作坊，有较多电动机、电焊机在使用 2、居民生活用电量大，家用电器多 负荷大的台区 台变所辖区域用电状况复杂，影响因素多 1.3 电能质量的监测方法 1.3.1 非在线监测 非在线监测一般选用便携式电能质量监测分析仪，可以提供电力系统维修、供电故障排除及设备故障诊断所需的测量值，但它们采用的监测方法和手段仍无法满足供用电双方对电能质量更高的监测要求，表现在以下两个方面： （1）便携式电能质量监测仪不能完全实现对电能质量的实时监测。（2）电能质量监测多数是孤立地对某个站点进行监测，不能从系统的观点来考虑电能质量的监测，监测结果具有局限性，并且便携式
5、设备存在不适合现场长期运行和抗干扰能力有限等问题。 1.3.2 在线监测 在线监测系统是对整个供电网络的电能质量状况和大用户的电能质量状况进行全面了解和跟踪采取的有效监测。按电能质量标准的规定和要求，进行连续监测的内容有电压偏差和频率偏差、电压波动、谐波电流以及重要用户的电能质量指标。 作者所在工作单位主要是采用在线监测方式，并建立了全省联网的电压监测系统。在配变、大用户、专线用户安装的是电压质量监测系统的终端装置，设置在对需要对电能质量进行长期实时监测的农村电网中变压器或配电室，以及重要用户、专线用户的供电端。监测终端由数据采集器和微处理器构成,采集器用于对电压采集，微处理器用于对采集数据进
6、行计算、存储、统计分析和管理。监测终端的数据的通讯方式是通过 GPRS 无线通讯网络把数据直接上传到主站的网关计算机。 2.农村电网电能质量监测的优化方案 2.1 现状分析 作者所在单位位于粤东山区，一直以来主要针对电压合格率进行监测，去年根据省公司要求，安装新的电压监测终端，建立了全省统一的在线电能质量监测系统，但由于地处农村地区，对于电能质量监测一直处于相对落后的形势，仍然只是建立起了电压质量监测系统。 电压监测系统分为监测终端和后台管理系统两大部分。电压监测终端自动采集电压信号并对其进行处理，通过 GPRS 处理结果上传至后台管理系统，由后台管理系统对数据进行统计与综合分析，给出电压偏差
7、、电压合格率等相关电能质量数据。 作者所在单位采用的是由北京振中电子技术有限公司生产的电压监测仪（ZZDCY-300 型）作为电压监测的专用测量仪器，其误差不超过 0. 5% ，并按照 DL /T 500-2009 的要求：采样周期为每秒至少 1 次，并作为预处理值贮存，1 分钟作为一个统计单元，取 1 分钟内电压预处理值的平均值，作为代表被监测系统的实际运行电压上传数据。然而，由于此电压监测仪只采集电压信号，而且也没有频率监测功能，因而其不具备频率、谐波电流等的分析能力，而这些都是该电压监测仪在谐波分析方面的不足之处。电压监测仪采集的部分数据，如电压、电压合格率、电压偏差统计值可用于电能质量
8、监测，而对于电能质量其他指标，该电压监测系统并不具备相应的监测功能。 在该监测系统中，全县共设置了 71 个电压监测仪，从数量上来说还是相对比较少的，对于居民用电末端的监测显得不足够，农村很多地方，电压合格率还是比较低，无法满足客户的要求。 2.2 优化方案 根据农村电网的现实情况，对于农村电网电能质量监测提出运用现有设备提高电能质量监测水平，主要不仅可以节约成本，而且在当前实际中，可以充分挖掘现有设备潜力，提高服务质量。 在作者所在单位从 2009 年开始，省公司大力发展粤东山区计量自动化建设，目前计量自动化系统已经比较完善，全县共有 11 座变电站安装了厂站遥测终端、798 台低压配电变压
9、器安装了配变监测终端及 463 户专变用户安装了负荷控制终端，基本上覆盖了农村电网各个需要电能质量监测的地方。 计量自动化系统监测终端自动采集相关电能质量监测信号，对其进行处理后将结果上传至后台管理系统，由后台管理系统对数据进行统计与综合分析，给出电压、谐波等相关电能质量指标。根据省公司技术规范中规定负荷控制终端和配变监测终端应具有电压监测和谐波监测功能，故计量自动化系统中可计算各相电压、电流谐波畸变率和 19 次及以下各次谐波含量。 作者所在单位所用配变监测终端主要品牌有宁波三星、深圳科陆、南京林洋、广州科立及广东中钰等。所用负荷控制终端主要品牌有：深圳科陆、宁波三星、及广州科立等。有关电能
10、质量方面的基本功能以及数据采集形式却有相似之处，均具有电压偏差监测及电压合格率统计的功能，电压测量采样准确度可达到 0.5 级；默认的数据上传间隔为 15 分钟，而且计量自动化系统中负控与配变终端设备具有三相不平衡监测功能，虽然负控、配变监测终端的采集频率有所限制，但对于一般用户而言，负控、配变的数据可进行参考，计量自动化等生产系统的相关监测信息是电能质量监测系统的有效补充。 综上所述，计量自动化系统已经具备了电能质量监测的基本功能，而且其覆盖面很广，结合农村电网的实际需求，短期内可以采用计量自动化系统作为辅助电能质量监测系统，可以减少投资，加快电能质量监测的覆盖范围，满足农村电网目前需求。
11、3.结语 随着农村经济的飞速发展，在农村电网开展电能质量监测工作已经是势在必行。本文通过对作者所在单位农村电网现状的具体分析，结合工作实际，提出了结合计量自动化系统来实现农村电网电能质量监测，可以节约成本实现电能质量的需求。通过对农村电网电能质量监测方法的研究，可以得出以下结论: （1）电能质量监测要综合考虑实用性与现实性，在充分考虑农村电网实际的前提下，实用性是第一位的，在节约投资的基础上，保证电能监测的快速反应和稳定运行。 （2）由于改善电网的电能质量是一项长期而艰巨的任务。建立一套完善电能质量的监测系统，加强对基础数据的采集监测工作，是为了全面改善电网电能质量，提高供电服务质量。 参考文献： 1 马维新.电力系统电压(电能质量技术丛书:第一分册) M.北京:中国电力出版社,1998. 2 蔡邠.电力系统频率(电能质量技术丛书:第二分册) M.北京:中国电力出版社,1998. 3 吕润馀.电力系统高次谐波(电能质量技术丛书:第三分册)M.北京:中国电力出版社,1998. 4 林海雪.电力系统的三相不平衡(电能质量技术丛书:第五分册)M.北京:中国电力出版社,1998.
