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![基于网络的电能质量监测系统[发明专利]](https://uimg.taocdn.com/0550d3f9650e52ea551898f2.webp)
专利名称：基于网络的电能质量监测系统专利类型：发明专利
发明人：庄红纬
申请号：CN201210280317.6
申请日：20120808
公开号：CN103576020A
公开日：
20140212
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于网络的电能质量监测系统，包括电压电流传感器、信号调理箱、数据采集模块、供电现场检测终端、以太网交换机和配电系统管理终端，所述电压电流传感器的信号输出端与所述信号调理箱的信号输入端连接，所述信号调理箱的信号输出端与所述数据采集模块的信号输入端连接，所述数据采集模块的信号输出端与所述供电现场检测终端的信号输入端连接，所述供电现场检测终端信号输出端与所述以太网交换机的信号输入端连接，所述以太网交换机的信号输出端与所述配电系统管理终端的信号输入端连接。
本发明不但能够完成供电系统电气参数的测试，而且能够实现用户在远程终端对现场进行监测和控制。
申请人：成都博课启睿科技有限公司
地址：610041 四川省成都市高新区高朋大道5号A座3楼
国籍：CN
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![一种基于互联网的远程可控式电能质量在线监测装置[实用新型专利]](https://uimg.taocdn.com/06b3f16cbceb19e8b9f6ba55.webp)
专利名称：一种基于互联网的远程可控式电能质量在线监测装置
专利类型：实用新型专利
发明人：张万涛,尹智海,白洋
申请号：CN202021281267.X
申请日：20200702
公开号：CN212646764U
公开日：
20210302
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种基于互联网的远程可控式电能质量在线监测装置，包括保护箱和电能质量在线监测仪本体，所述电能质量在线监测仪本体安装在保护箱内，所述保护箱的内部设置有保护机构；所述保护机构包括升降板，所述升降板的上方设置有安装架，所述升降板与安装架的底部之间固定有橡胶垫，所述弹簧容纳槽的内部安装有第一缓冲弹簧，所述安装架的左右两侧均设置有缓冲板，所述缓冲板与安装架的侧壁间等间距固定有第二缓冲弹簧。
本实用新型通过橡胶垫、第一缓冲弹簧和第二缓冲弹簧能够减小外力对电能质量在线监测仪本体造成的震动，避免电能质量在线监测仪本体受到外力而剧烈震动。
申请人：上海亿边科技有限公司
地址：200540 上海市金山区金山工业区亭卫公路6495弄168号5幢3楼3341室
国籍：CN
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基于人工智能的电能质量监测技术研究电能质量是指电力系统中电能在传输、分配、利用过程中满足用户需求的能力。
随着电力系统的快速发展和电能质量问题的日益突出，对电能质量监测技术的要求也越来越高。
人工智能作为一种新兴技术，为电能质量监测带来了全新的思路和解决方案。
本文将探讨基于人工智能的电能质量监测技术研究，以及其应用前景和挑战。
一、电能质量监测技术的发展现状随着电能质量问题的呈指数级增长，传统的电能质量监测方法已经无法满足实际需求。
传统的监测方法主要依赖于人工采集数据和手动分析，效率低下且易受主观影响。
而基于人工智能的电能质量监测技术则能够快速准确地获取数据，并通过机器学习和深度学习等方法进行智能分析，大大提高了电能质量监测的效率和准确性。
二、基于人工智能的电能质量监测技术研究方法1. 数据采集与处理在基于人工智能的电能质量监测技术中，数据采集是关键的一步。
传感器的应用能够实时获取电力系统中的相关参数，如电压、电流、频率等，通过数据采集设备将数据传输至监测系统。
数据预处理是为了保证数据质量和减少噪声干扰，可以通过滤波、降采样等方法进行数据处理。
2. 特征提取与选择在电能质量监测中，通过提取合适的特征能够更好地揭示电能质量的特点和问题。
基于人工智能的电能质量监测技术中，可以利用信号处理方法、小波变换和时频分析等手段提取合适的特征。
同时，为了提高算法的效率和准确性，需要对提取的特征进行选择，选取最具代表性的特征用于后续的分析。
3. 模型建立与训练基于人工智能的电能质量监测技术中的模型建立和训练是核心环节。
通过构建适当的模型，如人工神经网络、支持向量机等，并利用已采集到的数据进行训练，提高模型的预测能力和泛化能力。
在训练过程中，需要注意数据集划分、参数调优等问题，以提高模型的性能。
4. 数据分析与异常检测模型训练完成后，可以利用训练好的模型对电能质量进行智能分析和异常检测。
利用人工智能技术的优势，可以更加准确地判断电能质量问题的原因和程度，并及时采取相应的措施进行修复和优化。
![一种电能质量无线监测系统[发明专利]](https://uimg.taocdn.com/c78b9d3c6f1aff00bfd51e84.webp)
专利名称：一种电能质量无线监测系统
专利类型：发明专利
发明人：郑丽娟,胡翔,郭强,缪宇峰,沈磊,卞阳,魏佳栋,顾利明,沈峰强
申请号：CN202010863978.6
申请日：20200825
公开号：CN112003374A
公开日：
20201127
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种电能质量无线监测系统，通过设置电能质量分析终端和多个电能质量扰动参数采集节点，能够基于电能质量扰动参数的自主采集和自主处理分析，并上传至远程服务器，实现了电能质量的高效分析、识别和预警，同时通过以电力系统三维模型的模式对电能质量扰动参数进行显示，实现了对电力系统运行过程的直观展示，便于工作人员监控各电能质量扰动参数采集节点处的电能质量，并及时得到对电能质量的预警提示。
申请人：杭州电力设备制造有限公司,国网浙江杭州市余杭区供电有限公司,国网浙江省电力有限公司杭州供电公司
地址：310000 浙江省杭州市经济技术开发区11号大街91号
国籍：CN
代理机构：北京集佳知识产权代理有限公司
代理人：史翠
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![一种数字式电能质量检测系统[发明专利]](https://uimg.taocdn.com/bc924433ad51f01dc381f1da.webp)
专利名称：一种数字式电能质量检测系统专利类型：发明专利
发明人：刘澜涛
申请号：CN201410745754.X
申请日：20141209
公开号：CN105738849A
公开日：
20160706
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种数字式电能质量检测系统，其特征在于，所述检测系统包含多台检测面板，标准源装置，主机；所述多台检测面板用于放置待检测设备并对所述待检测设备进行检测，输出检测结果；所述标准源装置与所述多台检测面板相连，用以控制检测面板检测待检测设备；所述标准源装置与所述主机相连，用以接收主机发送的控制指令；所述主机与所述多台检测面板相连，用于获取检测面板输出的检测结果并保存。
以此，使得检测结果更加准确、可靠，提高检定检测效率和质量，节省人力资源的投入，同时可以广泛应用于电能质量监测终端生产企业调试、测试、检验等生产流程中，也可以应用于供电公司检测、变电站检测、验收检测终端等领域。
申请人：北京煜邦电力技术有限公司,中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心地址：100045 北京市复兴门外地藏庵南巷一号
国籍：CN
代理机构：北京三友知识产权代理有限公司
代理人：贾磊
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电能质量监测系统项目科技查新报告项目名称：新型在线式电能质量监测系统委托人：**委托日期：XX年1月20 日查新机构：**市科技信息研究所查新完成日期：XX年2月8日山东省科学技术厅二○○三年制查新项目中文：新型在线式电能质量监测系统名称英文：名称**市科技信息研究所通信地址**市文化西路82号邮政编码250001查新机构负责人高鹏霄电话传真联系人于翠敏电话电子信箱jnsti@一、查新目的立项查新二、查新项目的科学技术要点用DSP监测电网信息，根据改进瞬时无功功率理论分析三相四线制低压配电网的电能质量。
用电能质量监测仪在线监测数据，并上传至后台机的电能质量分析软件，电能质量分析专家系统实时分析、评估被测电网的电能质量水平。
本研究课题争取达到“国内领先”水平。
三、查新点与查新要求电流电压的并行通道采集和锁相环技术。
基于改进瞬时功率理论的三相四线制低压配电网的功率、谐波分析技术。
对区域电网的综合电能质量分析专家系统。
实现多点联网监测，获取较全面的电网电能质量信息。
四、文献检索范围及检索策略国内部分：中国科技成果数据库数据年限：1985年—XX年8月中国科技成果交易信息数据库数据年限：1980年—XX年山东省科技成果数据库数据年限：1986年—XX年山东省科技查新数据库数据年限：1986年—XX年12月中国科技经济新闻数据库数据年限：1992年—XX年12月中文期刊数据库数据年限：1989年—XX年12月中国专利文献数据库数据年限：1985-XX中国学术会议论文数据库数据年限：1979年—XX年11月中国学位论文数据库数据年限：1977年—XX年9月中国科技文献数据库数据年限：1999年中国企业、公司及产品数据库数据条数：XX年—XX 年12月国际互联网 XX年2月检索策略：在线*电能质量*监测*系统*(电流*电压*并行*采集+锁相环+瞬时功率+瞬时无功+三相四线+专家系统+多点*联网+DSP+数字信号处理器)在线*电能质量*监测*系统五、检索结果相关文献8篇：1. 新闻标题：高性能电能质量监测仪刊名：黑龙江经济报出版日期： XX-09-22 版次： 004新闻正文：近期，由XX企业自主研发的一种新型电能质量监测仪通过国内权威专家的科技成果联合鉴定。
课题名称：电能质量检测班级：1020331学号：102033123姓名：曹瑜一、课题研究意义现代社会中, 电能是一种最为广泛使用的能源,其应用程度成为一个国家发展水平的主要标志之一。
随着科学技术和国民经济的发展, 对电能的需求量日益增加, 同时对电能质量的要求也越来越高。
改善电能质量对于电网和电气设备的安全、经济运行, 保障产品质量和科学实验以及人民生活和生产的正常等均有重要意义。
电能质量直接关系到国民经济的总体效益。
而电能质量监测其中很重要的一环，需要着重去重视与发展。
电能质量的分析和监测是一个复杂的系统工程。
它涉及到电力系统、自动控制、现代通信等多个方面。
现代电网规模越来越大，监测点越来越多，未来电能质量的监测不仅局限于某一点，而是要实现同一供电系统、不同地点的电能质量监测，甚至实现多个不同供电系统的集中监测。
在功能上，更强调智能化，除具有计算、显示等功能外，还要有一定的判断、分析、决策等功能，如能进行事件预测、故障辨识、干扰源识别和实时控制，初步具有自动的实用先进的计算智能评估功能。
电能质量分析及及其监测是一个较复杂的问题，如何合理、全面地分析处理各种干扰源，充分将计算机技术和网络技术为电能质量分析与监测所用，都是应注意的问题。
所以进行电能质检测是需要我们去深入研究，是很有实际意义的。
二、检索过程●检索工具：太原工业学院图书馆图书检索系统。
●检索关键词：电能质量检测、power quality detection。
三、检索结果图书类检索结果：1、《现代电能质量检测技术》【作者】粟时平，刘桂英编著【出版项】北京市：中国电力出版社 , 2008.03【ISBN号】7-5083-6489-9【中图法分类号】TM60【参考文献格式】粟时平，刘桂英编著. 现代电能质量检测技术. 北京市：中国电力出版社, 2008.03.2、《电能质量技术问答》【作者】董其国编写【出版项】北京市：中国电力出版社 , 2003【ISBN号】7-5083-1654-1【中图法分类号】TM60-44【参考文献格式】董其国编写. 电能质量技术问答. 北京市：中国电力出版社, 2003.3、《第三届电能质量国际研讨会论文集三亚·2006》【作者】全国电压电流等级和频率标准化技术委员会编【出版项】北京市：中国标准出版社 , 2006【ISBN号】7-5066-4025-2【中图法分类号】TM60-53【参考文献格式】全国电压电流等级和频率标准化技术委员会编.第三届电能质量国际研讨会论文集三亚•2006. 北京市：中国标准出版社, 2006.4、《Electric Power Quality》【作者】Chattopadhyay, Surajit【出版社】Springer Verlag【出版日期】2011.03【ISBN】9400706340 9789400706347期刊类检索结果：1、《电能质量检测问题电能质量监测为电能质量治理提供数据》【作者】范瑞祥【刊名】电气应用【ISSN】1672-9560【出版日期】2012【期号】第22期【作者单位】江西省电力科学研究院电网技术中心2、《基于虚拟仪器的电能质量检测与分析系统》【作者】闫洪林;曹媛莉;闫晓丽;公茂法【刊名】北京电力高等专科学校学报(自然科学版)【出版日期】2012【期号】第9期【页码】283【作者单位】山东科技大学信息与电气工程学院山东青岛（266590）；厦门电业局福建厦门（361000）3、《电能质量检测技术：电能质量检测向智能化和标准化发展》【作者】李鹏【刊名】电气应用【ISSN】1672-9560【出版日期】2011【期号】第7期【页码】19【作者单位】浙江省电力试验研究院4、《电能质量检测装置的设计与研制》【作者】吕曙东【刊名】盐城工学院学报(自然科学版)【ISSN】1671-5322【出版日期】2010【期号】第3期【作者单位】盐城工学院实验教学部5、《Analysis and simulation of a hydrogen based electric system to improve power quality in distributed grids》【作者】Miguel Aguirre;Hernán Couto;María Inés Valla【刊名】International Journal of Hydrogen Energy【出版日期】2012【卷号】Vol.37【期号】No.19【页码】14959-14965【ISSN】0360-3199专利类检索结果：1、电能质量检测装置【申请号】CN201220157504.0【专利名称】电能质量检测装置【申请人】许鹏，王春泽【地址】130026 吉林省长春市西民主大街938号朝阳校区1舍427 【发明人】许鹏，王春泽，林昊，林楠竹，王松，杨浩北【申请日期】2012.04.14【专利类型】实用新型【IPC号】G01R31/00(2006.01)I,G,G01,G01R,G01R312、电能质量扰动信号检测装置【申请号】CN201020162886.7【专利名称】电能质量扰动信号检测装置【申请人】李加升【地址】413049 湖南省益阳市益阳职业技术学院【发明人】李加升【申请日期】2010.04.16【IPC号】G01R19/253、电能质量检测方法和电力监控设备【申请号】CN201010157816.7【专利名称】电能质量检测方法和电力监控设备【申请人】西门子公司【地址】德国慕尼黑【发明人】林顺富，吴剑强，卓越【申请日期】2010.04.26【IPC号】G01R31/004、ELECTRIC POWER QUALITY MONITORING SYSTEM AND ELECTRIC POWER QUALITY MEASURING METHOD【发明人】CHOI SEONG-HOONKIM JOON-EELPARK YONG-U【申请号】WO2009KR06025【申请人】KOREA ELECTRIC POWER CORPCHOI SEONG-HOONKIM JOON-EELPARK YONG-U【申请日期】2009.10.19【IPC号】G08C17/00【公开号】WO2011040663【公开日期】2011.04.07【优先权数据】2009.09.29 KR 20090092646报纸类检索结果：《关注电能质量》【作者】刘超辉【日期】2003.04.29【关键词】电能质量检测供电可靠性福禄克公司电能质量问题电力市场改革计算机死机三相不平衡配电系统谐波电压通用电气公司【来源】中国电力报会议论文类检索结果：1、《电能质量检测系统及其算法设计》【作者】欧阳森;宋政湘;段成刚;陈德桂;王建华【日期】2002【会议名称】中国电工技术学会低压电器专业委员会第十一届学术年会【会议录名称】中国电工技术学会低压电器专业委员会第十一届学术年会论文集 , 2002 年【作者联系方式】西安交通大学电器教研室;【会议地点】中国浙江乐清【出版社】中国电工技术学会低压电器专业委员会2、《智能电网中的电能质量检测技术》【作者】崔红芬;李鹏;李新平;胡东【日期】2010【会议名称】中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十六届学术年会暨中国电机工程学会电力系统专业委员会2010年年会【会议录名称】中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十六届学术年会暨中国电机工程学会电力系统专业委员会2010年年会论文集【会议地点】上海3、《Electric power quality disturbance detection using wavelet transform analysis》【作者】Santoso, S.;Powers, E.J.;Grady, W.M.【会议录名称】Time-Frequency and Time-Scale Analysis, 1994., Proceedings of the IEEE-SP International Symposium on【会议地点】Philadelphia【会议时间】1994【作者联系方式】Dept. of Electr. & Comput. Eng., Texas Univ., Austin, TX学位论文类检索结果：《Fuzzy systems and wavelet transform techniques for evaluating the quality of the electric power system waveforms》【作者】Morsi Ibrahim; Walid.【学位授予单位】Dalhousie University (Canada)【学位名称】Ph.D.【学位年度】2009。
基于电能质量监测系统的研究与实现刘建军; 刘润梅; 朱颖杰【期刊名称】《《电源技术》》【年(卷),期】2012(036)007【总页数】3页(P1030-1032)【关键词】电能质量; 在线监测; 【作者】刘建军; 刘润梅; 朱颖杰【作者单位】河北北方学院信息科学与工程学院河北张家口075000; 河北建筑工程学院河北张家口075024【正文语种】中文【中图分类】TM92“十一五”是国家电网公司建设“一强三优”现代公司的关键时期，电网发展比以往任何时期都更加需要科学技术强有力的支撑。
近年来，随着电力电子技术的飞速发展，大功率电力电子开关设备开始普及应用，造成了现代电网中出现了大量的非线性、功率冲击性和整流性负荷，这些负荷对电力系统产生了大量的谐波污染和供电干扰，导致电能质量的急剧下滑，因此，如何有效地提高电能质量成为了近年来电力系统中新热点[1]。
现代化工业、军事部门、通信、计算中心、金融、商业以及其它各行各业对供电可靠性和电能质量的要求越来越高，因此全面保证电能质量，已成为电力系统迫切需要解决的课题之一。
电能质量监测是评估电能质量水平，发现电能质量问题的主要手段，通过对电能质量进行实时监测、记录和分析，可以为改善电能质量、制定有关电能质量的治理措施提供必要的依据，这就使得研究电能质理监测技术具有十分重要的现实意义[2-3]。
1 系统结构简介1.1 系统功能电能质量问题主要有四大类：（1）电压与频率偏差；（2）与谐波相关的电压、电流、功率畸变；（3）三相电压、电流不平衡；（4）短时、长时闪变及电压波动[2]。
为了对以上问题进行有效的监控，就应当对电力系统的各个环节的电流、电压、频率、功率、相位、跌落、上升、中断、闪变、谐波等参数进行及时的采集和分析，同时还要实现远程的监测和控制。
由以上分析可知，一个完整的电能质量在线监测系统由数据监测子系统、通信子系统、数据库子系统三部分构成。
系统结构如图1所示。
电能质量在线监测系统方案设计分析电能质量问题，一直以来都是电力系统关注的焦点。
我国电力系统的快速发展，使得电能质量问题愈发突出，对电力设备的正常运行和用户的使用体验产生了很大影响。
为此，本文将针对电能质量在线监测系统方案设计进行分析，旨在为电力系统提供一种高效、可靠的电能质量监测手段。
一、项目背景随着我国经济的持续增长，电力需求不断攀升，电力系统运行压力增大。
电能质量问题主要包括电压、电流、频率、波形等方面的异常，这些问题会导致电力设备故障、生产事故，甚至影响电力系统的稳定运行。
因此，对电能质量进行实时监测，对电力系统的安全、稳定运行具有重要意义。
二、方案设计目标1.实现对电力系统各节点电压、电流、频率等参数的实时监测；2.分析电能质量数据，发现异常情况并及时报警；3.提高电力系统的运行效率，保障电力设备安全运行；4.为用户提供便捷的电能质量查询和统计功能。
三、方案设计内容1.系统架构电能质量在线监测系统采用分布式架构，分为数据采集层、数据传输层、数据处理层和用户界面层。
（1）数据采集层：负责采集电力系统各节点电压、电流、频率等参数，通过传感器将模拟信号转换为数字信号。
（2）数据传输层：将采集到的数据传输至数据处理层，采用有线或无线通信方式实现。
（3）数据处理层：对采集到的数据进行处理，包括数据清洗、数据分析和数据存储等。
（4）用户界面层：为用户提供电能质量查询、统计和报警等功能。
2.系统功能（1）实时监测：系统可实时显示电力系统各节点电压、电流、频率等参数，并可根据用户需求进行定制化展示。
（2）数据查询：用户可查询历史电能质量数据，了解电力系统运行情况。
（3）数据分析：系统对采集到的数据进行实时分析，发现异常情况并及时报警。
（4）报警功能：当电能质量异常时，系统可自动发送报警信息至用户手机或电脑端。
（5）统计报告：系统自动电能质量统计报告，方便用户了解电力系统运行状况。
3.系统关键技术（1）数据采集：采用高精度传感器，确保数据采集的准确性。
设计应用技术基于互联网的计量采集系统设计与应用赵艳艳（国网陕西省电力有限公司吴起县供电分公司，陕西电能计量采集系统可协助有关部门对电能进行更加高效的估算，从而尽可能避免电能浪费。
以互联网技探讨电能计量采集系统的功能需求，互联网；电能计量；计量采集系统Design and Application of Measurement and Acquisition System Based on InternetZHAO Yanyan(State Grid Shaanxi Provincial Electric Power Co., Ltd., Wuqi County Power Supply Branch, YanAbstract: The electric energy metering and acquisition system can help the relevant departments to estimate the electric energy more efficiently, thus avoiding the waste of electric energy as much as possible. Based on Internet technology, an efficient electric energy measurement and acquisition system is designed. This paper discusses the functional requirements of electric energy metering and acquisition system, studies the key technology of electric energy metering and acquisition system据进行校验、分析、处理，并将数据存储在数据库，主站体系提供多种方式来展示电能数据，包括图形、表格、报表等，可以按照不同的维度和条件来查询和分析电能数据，如按照时间、地点、用户、用所示。
电能质量在线监测系统的设计与实现近年来，随着电力系统发展，越来越多的电子设备正在被广泛应用。
而这些电子设备不仅需要电力的供应，更需要电能的质量保证。
否则，这些电子设备可能会受到电能质量问题的影响，导致其无法正常运行，严重的情况甚至会导致设备故障。
因此，电能质量在线监测系统的设计与实现对于保证电能质量具有重要意义。
一、电能质量电能质量是指电能在装置端出现各种失真现象或变化的情况。
在电流和电压波形、周期、频率、稳定性、电压暂降、闪变等方面的失真或变化，都会影响电能质量。
一旦出现电能质量问题，可能会导致电子设备损坏、系统运行时出现故障等问题。
因此，电能质量保证是电力系统稳定运行的重要保障。
二、电能质量在线监测系统的设计与实现设计电能质量在线监测系统的关键是要实时了解电能质量信息。
一般情况下，电能质量在线监测系统是由在线监测装置、数据处理装置和监测软件构成的。
1. 在线监测装置在线监测装置主要是指电能分析仪，该装置要能够精确地采集电流和电压参数，并能对电能进行有效的分析。
电能分析仪主要由采样电路、ADC、FPGA、存储器、通讯接口等部分构成。
采样电路主要用于采集电流和电压信号并进行信号调理，ADC负责将模拟信号转换成数字信号，FPGA通过代码实现复杂的算法，存储器用于存储采集到的电能参数，通讯接口则负责将采集到的数据发送到数据处理装置。
2. 数据处理装置数据处理装置是电能质量在线监测系统中至关重要的一部分，主要负责对采集到的电能参数进行处理，并将处理后的数据传输至监测软件中。
数据处理装置主要由微处理器、存储器、通讯接口等部分构成。
微处理器通过代码实现复杂算法，存储器用于存储采集到的原始数据以及处理后的数据，通讯接口则负责将处理后的数据传输至监测软件中。
3. 监测软件监测软件是将采集到的电能质量参数转换成用户易于理解的形式，并显示在电脑屏幕上。
监测软件主要由数据处理模块、图形运算模块和显示模块构成。
数据处理模块负责对采集到的数据进行进一步处理，包括统计、分析、存储等。
基于互联网的电能质量监测系统陈阳;蔡维;苑津莎【摘要】目前针对电能质量监测系统无法针对风电场以及偏远地区分散的电能质量监测点建立综合数据网的问题,将3G蜂窝网技术同虚拟专用网VPN技术相结合,实现了基于互联网的电能质量监测系统,适应了电能质量检测系统网络化、信息化和标准化的趋势.【期刊名称】《华北电力技术》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】5页(P38-41,47)【关键词】电能质量;3G;VPN;IPSec;SSL【作者】陈阳;蔡维;苑津莎【作者单位】华北电力大学,河北保定071003;华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045;华北电力大学,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TM9330 引言华北电网电能质量数字化分析平台的数据通信基于电力信息综合数据网，所有电能质量监测装置均需接入该网络。
然而，对于一些风电场或分散用户来说，并没有综合数据网，无法采用原有的方式实现电能质量监测。
近年来，无线3G蜂窝网发展很快，其本身网络传输速度较原有无线接入有很大提升，如CDMA2000网络理论下行速度可达到 9.3 Mbit/s，上行 5.4 Mbit/s，采用 3G蜂窝网的最大优点在于不需要专门架设通信网络，这对于分布零散的风电场、重工业工厂来说可方便地实现网络接入。
3G蜂窝网只能接入互联网或电信内网，仍然无法接入电力信息网络，解决方法就是在互联网单独部署电能质量监测软件系统，这样就实现了基于互联网的电能质量监测系统。
针对3G连接互联网时，电能质量监测终端无法配置为固定IP地址的问题，引入虚拟专用网VPN技术，建立一条穿越公用网络的临时的、安全的、专用的通信连接。
VPN通过隧道技术、加解密技术、密钥管理技术、使用者与设备身份认证技术来确保通道的安全。
客户端需要访问相关实时数据和历史数据时，也需要通过SSL VPN，进行身份验证和权限验证。
从而实现了基于互联网的电能质量监测系统。
网络化电能质量监测系统
陈理;袁力
【期刊名称】《农村电气化》
【年(卷),期】2007()8
【摘要】针对目前突出的电能质量问题,该文提出了网络化电能质量监测的策略。
通过讨论怎样在电网及用户处选取监测点,借助现有的电力系统局域网络和电话拨号网络来建立电能质量的实时监测网络。
同时文中详细阐述了厂站终端子系统、通信网络子系统和主站子系统的各自的组成部分和具体的功能,文章最后提出了进行电能质量监测的重要意义。
【总页数】3页(P34-35)
【关键词】网络化;电能质量;监测系统
【作者】陈理;袁力
【作者单位】浙江嘉兴电力局
【正文语种】中文
【中图分类】TM764
【相关文献】
1.网络化电能质量监测系统中的配电线载波通信 [J], 张有兵;翁国庆;曹一家
2.网络化电能质量监测与分析系统的设计 [J], 翁国庆;张有兵
3.网络化多通道电能质量监测与分析系统的研制 [J], 赵伟;罗安;周尚礼;肖勇
4.网络化电能质量在线监测系统的应用 [J], 徐福华;王雪;赵风松
5.网络化的电能质量综合监测系统的研究 [J], 王明渝;周延静;赵俊晖;邓威
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基于Internet 的电能质量监测与分析系统的研制赵文韬,王树民,朱桂萍,潘隐萱(清华大学电机系,北京市100084)摘要:计算机网络技术的发展,为不同地点供电系统电能质量的远程集中监测和分析提供了有效的手段。
论述了基于Internet 的供电系统电能质量的监测与分析系统,主要包括利用GPS 授时技术进行多点同步采样,利用Windo w s N T2000和IIS 建立网络平台,利用SQL Serv er 数据库管理供电网络运行数据,使用多种分析软件对供电系统的电能质量进行仿真分析,并提出治理措施。
该系统可为供电系统的安全运行提供保障。
关键词:电能质量;谐波;GPS;Internet 中图分类号:TM 93;TP274收稿日期:2001-08-02。
0 引言供电系统的电能质量直接关系到供电系统的安全运行和用户的用电安全。
供电系统电能质量的监测和评估是对供电系统进行治理进而改善其电能质量的前提条件。
当前国内供电系统电能质量的监测分析大多采用综合的电能质量分析仪或谐波分析仪等。
这些专用测量仪器只能进行同一地点的现场相关电量的测试,对同一供电系统不同地点相关电量的同步测量及测量数据的传输和集中分析、评估则难以进行。
因此,建立供电系统电能质量的远程、集中监测与分析系统,对影响供电系统电能质量的波形畸变、电压波动和闪变、三相电压和电流的不平衡度等指标进行全面仿真分析,对保证供电系统的安全运行,具有重要的理论和实际意义。
Inter net 技术的发展实现了远程数据交换,为供电系统电能质量的远程监控和分析系统的建立提供了有效的手段。
该系统有以下特点:①可以实现同一供电系统、不同地点的电能质量监测,也可实现多个不同供电系统的集中监测;②对系统电能质量进行多层分析和评估;③对存在的电能质量问题提出合理的治理措施。
国外从20世纪80年代起就把人工智能和专家系统成功地应用到电厂状态监测与故障诊断技术中,产生了巨大的经济效益[1]。
国内的一些科研院所也相继推出了类似的基于网络的分布式监测系统[2]。
本文构建了基于网络的供电系统电能质量监测和分析系统,其技术关键在于:a .使用GPS 技术保证采样数据的同步性和准确性;b .构建网站,提供友好、方便的远程诊断网络;c .使用工程数据库系统管理大型网络运行数据和分析结果;d .V B和V C 等多种编程工具的结合提高了程序的运行效率。
1 系统结构电能质量监测与分析系统整体的逻辑结构如图1所示。
图1 系统逻辑结构Fig .1 Logic architecture of the system同步采样装置:要求将不同地点电网电压、电流瞬时波形记录下来,并且在采样数据中加上时间标签,以便于服务器端进行电能质量的相关分析。
客户端:软件主要包括浏览器、文件上载工具、文件压缩工具,采用客户端编程,将带有时间标签的采样数据进行压缩后上载到远程服务器端,同时可以下载服务器端的计算结果。
服务器端:提供WWW 方式的页面浏览服务,可进行用户信息查询和反馈信息给用户。
服务器通过数据库管理各用户电网的设计数据和运行数据,并且安装有计算软件包,可进行谐波无功治理计算、电气化铁道分析、电弧炉负载的分析等。
该系统采用典型的客户/服务器模式,以尽量降低客户端的配置要求。
根据客户提供的系统接线图,生成系统计算模型,再利用客户端提交的采样数据,692002年3月25日M ar.25,2002对系统电能质量进行分析和处理,并提出治理方案,最后将分析结果及治理方案返回给客户端。
系统拓扑结构如图2所示。
图2 系统拓扑结构Fig .2 Topology structure of the system2 同步采样装置采样装置负责实时记录电网电压、电流波形。
仿真系统需要比较同一时刻不同采样点之间的数据,要求数据同步,一般的测量装置难以满足这个要求(见中华人民共和国国家标准化指导性技术文件《电磁兼容 限值 中高压电力系统中畸变负荷发射限制的评估》(GB /Z 17625.4-2000))。
采用GPS 精密授时技术,可以解决这一问题。
GPS 卫星都安装有4部高精度原子时钟,并通过卫星广播的形式向全世界的用户发送卫星电文。
用户的GPS 接收机每秒接收一个来自GPS 卫星的数据报文,通过GPS O EM 板的硬件解码和计算,可以得到观测点现场的时间、经纬度、各方向速度、海拔等信息,从中可以提取出时钟信号。
根据M arco ni 公司的《Allstar User 's Manual 》资料显示,这种时间的精确度在95%的概率下为1μs 。
将这个时钟信号加入到采样的数据中,就可实现不同监测点采样数据的同步。
采样原理如图3所示。
图3 同步采样装置原理图Fig .3 Synchronized sampling equipment仿真计算要求分析到100次谐波,根据取样定理,要求采样频率至少为10k Hz(50Hz ×100×2),即采样的时间间隔为100μs,可以看出,GPS 的授时精度足以满足分析的要求。
由于只接收GPS 时间信号,所以可以选用较低档的天线和O EM 板。
我们选用的是Marco ni 公司的CM C SU PERS TAR O EM ,性能可靠,定时精度为1μs 。
GPS 接收机可能出现卫星失锁的问题[3]。
因此,利用接收机接收GPS 卫星的时钟信号,同时采用高精度恒温晶振驱动累加器,由GPS 产生的每秒脉冲信号定时对累加器清零。
当GPS 不同步或接收信号有误时,由晶振对累加器清零[4]。
采样端初步实现了对数据添加时间协议字段的功能,但要形成完整、可靠的采样装置,还有待以后工作中不断加以改进和完善。
3 客户端软件网络带宽限制了采样数据文件的大小。
以下对采样数据文件的大小进行估算。
若采样1h 即3600s,采样时间间隔100μs,每秒采样5个周期共100m s ,每个数据使用4个字节(浮点型)。
则数据总长为14.4M B(4×3600×100×10-3/(100×10-6))。
由于采样数据的特殊性,经普通的zip 压缩后,就可得到压缩比很高的压缩文件(压缩比可达2%)。
经压缩后的数据允许在网络中即时传播。
客户端需具备文件压缩和上载的工具,并允许客户端访问服务器端的计算结果和信息。
相关的程序用Java 语言编制,并嵌入网页中,当用户登录到服务器网站时自动下载。
网页上同时包含一些程序片,可对采样数据先进行前期处理和简单分析,这样就充分利用了客户端的资源。
4 服务器端软件4.1 页面服务软件服务器通过网页与用户交互,接受用户提交的数据,并向用户反馈分析结果,动态页面由ASP 程序实现。
我们为客户端提供的页面服务选用的是微软的IIS 套件。
4.2 数据库管理软件电能质量监测与分析系统需处理大量的数据,如采样数据、客户供电系统参数、计算结果、国家标准等。
对这些数据的科学管理直接影响该系统的性能,为此,我们采用数据库系统,提供了对大规模数据的高效、可靠的管理。
选用SQL Server 7.0作为底层的数据库支持,用Visual Basic 开发数据库查询和管理的界面。
数据库包含以下数据表:a .用户账户信息表存储用户名、密码、单位等基本信息,用以识别不同的用户;b .用户网络结构表存储用户网络拓扑结构的数学模型及各参数;70c .采样数据表存储各采样点经过FFT 分析以后得到的频谱信息,不同于原始采样数据;d .计算结果表存储各次分析计算的数据结果以及治理建议的设计值;e .国家标准,这是评估电能质量状况的依据。
根据计算结果和标准,可以得出运行状况的评价报告,并绘制相应表格。
4.3 计算分析软件4.3.1 软件模块电能质量仿真分析涉及到基波功角、电压波动、电压偏移、闪变、电网频率波动、电压波形畸变率、三相不平衡度等方面。
我们目前完善并开发了针对供电系统波形畸变与无功补偿的相关软件,包括:a .时间协议软件:执行对原始采样数据的拆包过程,从中提取出时间信息,根据用户指定的时间段调用FFT 软件进行谐波幅值和相位的分析。
其计算结果直接存储到数据库中的采样数据表内。
本软件已经通过了协议测试,可以应用到实际的采样数据分析中。
b .基、谐波分析软件:根据网络的拓扑结构,抽象成矩阵形式,便于进行多种运算。
此类软件主要针对三相对称的情况,其算法目前已经比较成熟。
它是在已有的计算软件基础之上,添加了对数据库进行存取操作的功能,使它与系统有机地结合起来。
c .电气化铁道分析软件:电气化铁道三相不对称,且情况比较特殊,网络结构相对简单,我们开发了专用的软件进行分析和计算。
d .谐波无功治理软件:这是根据前面的运算结果做出治理决策的核心部分,也是计算软件开发的重点。
主要利用添加滤波器的方法进行功角校正和谐波治理。
部分引入了专家系统的概念,在设计和治理的过程中尽量减少人工干预,从现有的知识库中提出最优的解决方案。
首先分析供电网络的基波潮流分布,确定基波的功角值,从而定出基波治理的无功补偿容量;同时由现场采样的数据分析网络的谐波含量,得出主要母线的频谱分布,可由此选取应当使用的滤波器数量及类型。
软件系统在综合考虑了基波、谐波的要求,经过多次的修正和校验之后,最终定出符合国家标准的治理方案,并生成设计结果报表。
其设计流程如图4所示。
4.3.2 软件具体实现Visual Basic (简称V B )是一种可视化的面向对象的编程语言,利用V B 开发界面友好、操作方便的软件只需很短的时间。
但是V B 运行速度较慢,对于计算量偏大的电力系统问题,VB 的计算速度难以满足实际要求。
而Visual C ++(简称V C)语言是最图4 滤波器设计流程图Fig .4 Flow chart of f ilter design流行且最高效的面向对象语言,许多应用程序都是使用它编写而成。
因此,利用VB 调用V C 语言程序,就是一种很好的针对科学计算的解决方案。
具体实现中,我们使用如下方案:利用V B 开发数据库查询管理的界面和各计算模块的应用界面,然后利用VC 开发各计算分析模块的动态链接库(DLL ),最后在V B 开发界面下添加对外部函数的调用声明,此时在V B 环境就可直接调用采用V C 编写的程序。
5 结语本文提供了一种利用网络技术进行电能质量监测和分析的系统结构。
探讨了其中所用到的主要硬件和软件技术,以及从数据采样、数据传输、运行分析到结果反馈的全过程,初步建立了基于Internet 的供电系统电能质量监测与分析系统。
本系统尚处于试验性阶段,系统软硬件在最后调试中,其实时监测的功能受到数据量、网络带宽和计算复杂性的限制。
整个系统还需要在以后的应用过程中逐步完善。
