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电能质量监测系统的运行，及时分析和反映电网的电能质量水平，对电网的安全、稳定、经济运行具有重要意义。
前言
目前，电网电能质量监测主要是利用便携式电能质量分析仪不定期对变电站或直接污染源进行测试，测试时间短，发现问题的几率小，部分安装了电能质量监测设备的变电站，由于没有建立电能质量在线监测系统，不能实现数据远传和数据保存，导致其功效低，以上监测方式其局限性主要表现在以下几个方面：1、实时性不强：由于监测手段落后，监测点分散，不能及时获得各监测数据；2、工作量大：需要花费大量的人力物力去收集的数据进行大量的统计分析；3、效率低：由于缺乏系统的电能质量数据，从发现电能质量的问题到解决问题，往往需要进行反复测试，需要很长的时间，无法形成一个高效率的电能质量监督管理体系。
为此开展全网电能质量在线监测系统的应用及研究、实现电能质量数据的远程监测及管理是取得一手数据，为电能质量综合治理提供可靠保障的基础。
信息技术在电能质量监测与分析中的应用
电能质量监测网一般由三部分组成：电能质量监测装置、通信网络、电能质量监测中心。根据电能质量监测点布点范围，电能质量监测与分析系统的建设目标是建立一个覆盖全地区的二级电能质量监测分析网络。第一级是监测终端（包括电网所有变电站以及大用户等），依靠就地安装的在线式电能质量监测仪对监测点电能质量的连续不间断测量；第二级是电能质量监测中心即公司级主站（电能质量监控中心），由通信服务器、数据库服务器、数据存储设备（磁盘阵列）、WEB服务器、管理员工作站和可直接登录主站的客户端组成，负责对全地区电网电能质量的综合统计、分析、查询。电能质量数据来源于第一级，通过数据通讯层自动完成采集数据的上传。
在网络通道方面，第一级与第二级之间主要采用电力光纤通信专网连接。整个系统是一个树型结构，其网络分布如图1。
·监测系统简述
电网电能质量监测系统实现了电能质量指标的全面监测和统一管理，具有良好的可靠性、实用性、可扩展性和兼容性，其规模可根据需要任意扩展。
监测系统由监测中心主站和变电站子系统两大部分组成，监测主站与当地监测单元相连，实现分散监测，分级集中管理功能，其结构见图1。
·监测中心主站结构
监测中心负责对监测单元的监测数据进行集中处理，并对监测单元进行远程维护和操作；可以通过接口应用与其它厂家的电能质量监测系统实现对接。主要由以下设备组成。
数据服务器：整个系统中存储监测点监测数据和配置信息的数据中心，为主站系统中其它部分功能的实现提供数据交互支持，是电能质量监测系统的核心，要求特别高时可配置成主备用系统。监测主机的配置原则：考虑监测中心的海量数据以及告诉处理，配置双2€？60G冗余硬盘和双通道2€？12M内存，保证了数据的可靠性、高效性，配置高性能服务器，而非简单的商用机，保证监测系统的长期运行。
通信服务器：为系统中主站和监测装置进行数据交互提供通信支持，处理所有监测装置上送的数据后存入数据服务器，同时处理并下发主站下行设置信息给监测装置。
维护工作站：实现系统主站维护管理的平台，运行管理分析软件。维护工作站的数目可以扩充，且物理位置随意。
Web服务器：为用户提供数据查询、分析等web服务的平台，为不同身份的用户设置不同的访问权限和提供不同的数据浏览支持。
接口应用：与其它厂商的监测系统进行对接，实现信息即资源共享。
·变电站子系统结构
每个变电站子系统主要包括一定数量及型号的监测装置和一台通讯协议转换器。转换器型号根据变电站实际的通讯线路来决定。监测装置之间通过485总线或以太网连接，监测装置到通讯转换器的最大通讯距离为1200米。每个变电站子系统只需要占用一条通讯线路或资源（如IP地址）。
·电能质量在线监测装置
根据国标要求，监测装置可对稳态电能质量（包括电网电压偏差、频率偏差、谐波、三项不平衡度、电压波动和闪变）、暂态电能质量（包括电压骤升骤降、电压短时中断）等各项参数实时在线监测。
在线监测装置作为电能质量监测系统数据的提供源，采样精度、采样速度要求十分重要。具有512点/周波的采样速度，暂态捕捉可达到最小20us的子周波瞬变；同时采用双CPU和DPS高效处理器，保证测量精度。
监测装置应具有多通讯口，且能并行工作，一是保证当前系统的可靠性，二也能为其它系统的数据交互提供可能。应采用工业级的Modem以及工业级的以太网口，尽量少的采用外置Modem以及用RS-485/RS-232转成的虚拟以太口，这样可以大大降低由于通讯链路环节的增多及数据通讯的瓶颈所带来的性能上的损失。
监测装置内置FLASH，可本地保存监测数据，稳态数据能够保存2～6个月的记录，暂态数据能够保存总时长20～120分钟的录波数据，并预留容量升级接口。
·电能质量监测与分析系统软件
主要功能：包括读取电能质量监测装置的电能质量数据，并可对监测装置进行远程维护和操作；将获取的电能质量数据存放到数据库中统一管理，查询、分析和评估数据库中的电能质量数据；能够与其它厂商的电能质量监测系统实现对接。
软件组成：包含数据库服务软件、通讯服务软件、WEB服务软件、管理分析软件、接口软件5个部分。5个部分独立运行，既可运行于同一电脑上也可分别运行于不同电脑，彼此之间以网络方式通讯。
分析软件对除闪变外的所有稳态指标进行实时监控，实时模式每3秒钟刷新一次；可实时显示各次谐波的波形、频谱图、谐波功率频谱图，并可任意放大缩小图形；可同时对多个变电站及多条线路进行监控，并即时对超限数据给出报警提示。
WEB服务器主要向用户提供数据查询、分析等服务，可使用户方便的对供电线路的谐波、三相不平衡、电压偏差、波动闪变、频率、功率、暂态事件等监控数据进行查询、分析和统计；查询及分析结果可保存为Word、Excel等格式文件。可根据客户的实际需要订制报表。报表包括以下功能：报表分析、图形分析、记录查询、暂态事件分析
结束语
通过电能质量监测系统的运行，对监测对象进行全局分析，及时分析和反映电网的电能质量水平，找出电网中影响电能质量的原因，对电能质量可能造成的危害及其影响范围和程度，提出相应策略，采取相应的措施，对电网的安全、稳定、经济运行具有重要意义。
（1）提供评估电力系统性能所需的信息，并可与其它电力系统相比较。
（2）对干扰源客户进行监控，维护电力系统设备的正常运行。
（3）帮助电能质量敏感性客户建立和维护100%可靠性供电。
（4）为电能质量问题治理措施提供技术支持。
（作者单位：宜昌供电公司）
前言
目前，电网电能质量监测主要是利用便携式电能质量分析仪不定期对变电站或直接污染源进行测试，测试时间短，发现问题的几率小，部分安装了电能质量监测设备的变电站，由于没有建立电能质量在线监测系统，不能实现数据远传和数据保存，导致其功效低，以上监测方式其局限性主要表现在以下几个方面：1、实时性不强：由于监测手段落后，监测点分散，不能及时获得各监测数据；2、工作量大：需要花费大量的人力物力去收集的数据进行大量的统计分析；3、效率低：由于缺乏系统的电能质量数据，从发现电能质量的问题到解决问题，往往需要进行反复测试，需要很长的时间，无法形成一个高效率的电能质量监督管理体系。
为此开展全网电能质量在线监测系统的应用及研究、实现电能质量数据的远程监测及管理是取得一手数据，为电能质量综合治理提供可靠保障的基础。
信息技术在电能质量监测与分析中的应用
电能质量监测网一般由三部分组成：电能质量监测装置、通信网络、电能质量监测中心。根据电能质量监测点布点范围，电能质量监测与分析系统的建设目标是建立一个覆盖全地区的二级电能质量监测分析网络。第一级是监测终端（包括电网所有变电站以及大用户等），依靠就地安装的在线式电能质量监测仪对监测点电能质量的连续不间断测量；第二级是电能质量监测中心即公司级主站（电能质量监控中心），由通信服务器、数据库服务器、数据存储设备（磁盘阵列）、WEB服务器、管理员工作站和可直接登录主站的客户端组成，负责对全地区电网电能质量的综合统计、分析、查询。电能质量数据来源于第一级，通过数据通讯层自动完成采集数据的上传。
在网络通道方面，第一级与第二级之间主要采用电力光纤通信专网连接。整个系统是一个树型结构，其网络分布如图1。
·监测系统简述
电网电能质量监测系统实现了电能质量指标的全面监测和统一管理，具有良好的可靠性、实用性、可扩展性和兼容性，其规模可根据需要任意扩展。
监测系统由监测中心主站和变电站子系统两大部分组成，监测主站与当地监测单元相连，实现分散监测，分级集中管理功能，其结构见图1。
·监测中心主站结构
监测中心负责对监测单元的监测数据进行集中处理，并对监测单元进行远程维护和操作；可以通过接口应用与其它厂家的电能质量监测系统实现对接。主要由以下设备组成。
数据服务器：整个系统中存储监测点监测数据和配置信息的数据中心，为主站系统中其它部分功能的实现提供数据交互支持，是电能质量监测系统的核心，要求特别高时可配置成主备用系统。监测主机的配置原则：考虑监测中心的海量数据以及告诉处理，配置双2€？60G冗余硬盘和双通道2€？12M内存，保证了数据的可靠性、高效性，配置高性能服务器，而非简单的商用机，保证监测系统的长期运行。
通信服务器：为系统中主站和监测装置进行数据交互提供通信支持，处理所有监测装置上送的数据后存入数据服务器，同时处理并下发主站下行设置信息给监测装置。
维护工作站：实现系统主站维护管理的平台，运行管理分析软件。维护工作站的数目可以扩充，且物理位置随意。
Web服务器：为用户提供数据查询、分析等web服务的平台，为不同身份的用户设置不同的访问权限和提供不同的数据浏览支持。
接口应用：与其它厂商的监测系统进行对接，实现信息即资源共享。
·变电站子系统结构
每个变电站子系统主要包括一定数量及型号的监测装置和一台通讯协议转换器。转换器型号根据变电站实际的通讯线路来决定。监测装置之间通过485总线或以太网连接，监测装置到通讯转换器的最大通讯距离为1200米。每个变电站子系统只需要占用一条通讯线路或资源（如IP地址）。
·电能质量在线监测装置
根据国标要求，监测装置可对稳态电能质量（包括电网电压偏差、频率偏差、谐波、三项不平衡度、电压波动和闪变）、暂态电能质量（包括电压骤升骤降、电压短时中断）等各项参数实时在线监测。
在线监测装置作为电能质量监测系统数据的提供源，采样精度、采样速度要求十分重要。具有512点/周波的采样速度，暂态捕捉可达到最小20us的子周波瞬变；同时采用双CPU和DPS高效处理器，保证测量精度。
监测装置应具有多通讯口，且能并行工作，一是保证当前系统的可靠性，二也能为其它系统的数据交互提供可能。应采用工业级的Modem以及工业级的以太网口，尽量少的采用外置Modem以及用RS-485/RS-232转成的虚拟以太口，这样可以大大降低由于通讯链路环节的增多及数据通讯的瓶颈所带来的性能上的损失。
监测装置内置FLASH，可本地保存监测数据，稳态数据能够保存2～6个月的记录，暂态数据能够保存总时长20～120分钟的录波数据，并预留容量升级接口。
·电能质量监测与分析系统软件
主要功能：包括读取电能质量监测装置的电能质量数据，并可对监测装置进行远程维护和操作；将获取的电能质量数据存放到数据库中统一管理，查询、分析和评估数据库中的电能质量数据；能够与其它厂商的电能质量监测系统实现对接。
软件组成：包含数据库服务软件、通讯服务软件、WEB服务软件、管理分析软件、接口软件5个部分。5个部分独立运行，既可运行于同一电脑上也可分别运行于不同电脑，彼此之间以网络方式通讯。
分析软件对除闪变外的所有稳态指标进行实时监控，实时模式每3秒钟刷新一次；可实时显示各次谐波的波形、频谱图、谐波功率频谱图，并可任意放大缩小图形；可同时对多个变电站及多条线路进行监控，并即时对超限数据给出报警提示。
WEB服务器主要向用户提供数据查询、分析等服务，可使用户方便的对供电线路的谐波、三相不平衡、电压偏差、波动闪变、频率、功率、暂态事件等监控数据进行查询、分析和统计；查询及分析结果可保存为Word、Excel等格式文件。可根据客户的实际需要订制报表。报表包括以下功能：报表分析、图形分析、记录查询、暂态事件分析
结束语
通过电能质量监测系统的运行，对监测对象进行全局分析，及时分析和反映电网的电能质量水平，找出电网中影响电能质量的原因，对电能质量可能造成的危害及其影响范围和程度，提出相应策略，采取相应的措施，对电网的安全、稳定、经济运行具有重要意义。
（1）提供评估电力系统性能所需的信息，并可与其它电力系统相比较。
（2）对干扰源客户进行监控，维护电力系统设备的正常运行。
（3）帮助电能质量敏感性客户建立和维护100%可靠性供电。
（4）为电能质量问题治理措施提供技术支持。
（作者单位：宜昌供电公司）