電力諧波檢測(cè)儀及其通訊技術(shù)的研究

目前,由于對(duì)電能的檢測(cè)和管理還存在一些問(wèn)題,如功能單一、實(shí)時(shí)性差、缺乏統(tǒng)計(jì)分析、效率不高等,因此,需要一種檢測(cè)與管理的方法來(lái)改善現(xiàn)階段電力系統(tǒng)所面臨的問(wèn)題。

1電力諧波檢測(cè)的發(fā)展
在電力系統(tǒng)中,最理想電流與電壓波形是工頻下的正弦波,而實(shí)際中往往會(huì)存在不同的畸變,特別是在近些年配電網(wǎng)中變頻調(diào)速、換流器、電子設(shè)備等的不斷應(yīng)用,導(dǎo)致非線性負(fù)荷增加,使電力系統(tǒng)中的電流與電壓波形嚴(yán)重畸變,造成電網(wǎng)中出現(xiàn)大量的諧波,造成許多電力事故的出現(xiàn)。所以,諧波污染在目前被公認(rèn)為是影響電網(wǎng)安全的一大公害。在進(jìn)行諧波治理過(guò)程中,主要采用諧波監(jiān)測(cè)的方法,這也是解決諧波危害的基礎(chǔ),對(duì)一支諧波有著指導(dǎo)性的作用。根據(jù)諧波檢測(cè)的發(fā)展歷程,主要可以分為3個(gè)階段:第一,19世紀(jì)初到20世紀(jì)40年代,主要以傅立葉變換為基礎(chǔ),對(duì)諧波進(jìn)行檢測(cè);第二,20世界50-80年代,主要采用選頻測(cè)量技術(shù);第三,20世紀(jì)80年代至今,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微處理技術(shù)及集成電路的發(fā)展,出現(xiàn)了快速傅立葉變換的頻譜分析儀及諧波分析儀,通過(guò)這些檢測(cè)儀器的使用,使得計(jì)算結(jié)果的精確度大大提高。在我國(guó),采用該算法和鎖相技術(shù)對(duì)諧波進(jìn)行測(cè)量始于上世紀(jì)80年代,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為數(shù)字式、電子式、智能化的諧波測(cè)試方法。
2諧波檢測(cè)儀的原理及方法
2.1采用模擬帶阻或帶通濾波器進(jìn)行測(cè)量
這是最早的諧波測(cè)量方法,其優(yōu)勢(shì)在于電路造價(jià)低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易控制且輸出阻抗低。其不足之處在于受環(huán)境影響大,檢測(cè)的精度不高,檢測(cè)結(jié)果含有較多基波分量,造成的運(yùn)行損耗相對(duì)較大。
2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的諧波檢測(cè)
這是一種可以對(duì)計(jì)算能力進(jìn)行提高、對(duì)任意連續(xù)函數(shù)進(jìn)行逼近的基礎(chǔ)上,通過(guò)理論的學(xué)習(xí)及分析動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)時(shí)獲得的研究成果,即神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)階段,該網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)中的應(yīng)用尚處于初級(jí)階段,其主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)諧波預(yù)測(cè)、諧波源辨識(shí)及諧波測(cè)量等方面。在諧波測(cè)量中采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),主要需要考慮的是網(wǎng)絡(luò)的組成、算法的選擇及樣本的確定等問(wèn)題。
2.3小波分析方法測(cè)量諧波
這方面的研究在現(xiàn)階段已經(jīng)取得重大的進(jìn)展,主要是對(duì)傅立葉變換在時(shí)域完全無(wú)局部性缺陷和頻域完全局部化缺陷的解決,也就是在時(shí)域和頻域都具有局部性。采用該方法可以使電力系統(tǒng)中高次諧波變化投影到不同尺度上,從而反映出奇異、高頻高次諧波信號(hào)的特性,從而為諧波分析提供依據(jù)。
2.4FFT變化法
采用該方法對(duì)電力系統(tǒng)諧波進(jìn)行檢測(cè),是基于數(shù)字信號(hào)處理基礎(chǔ)上的測(cè)量方法,主要操作步驟是首先對(duì)被測(cè)信號(hào)的電壓或者電流進(jìn)行采樣,經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化后,再利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行傅立葉變化,從而得到各次諧波的相位系數(shù)及幅值。該方法是目前電力系統(tǒng)使用最為廣泛的諧波檢測(cè)方法,其精度高、功能多、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了諧波檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
3電力通訊技術(shù)研究
當(dāng)今社會(huì)對(duì)電能的需求越來(lái)越高,對(duì)供電的可靠性要求也不斷提高,電網(wǎng)的諧波帶給電力系統(tǒng)諸多的負(fù)面影響。主要表現(xiàn)為:發(fā)電設(shè)備、輸電設(shè)備、供電設(shè)備及用電設(shè)備都不同程度的增加了損耗,降低了設(shè)備的利用率及效率;使自動(dòng)裝置及繼電保護(hù)的可靠性下降;造成測(cè)量?jī)x器指示不準(zhǔn)確,諧波影響儀器儀表的增長(zhǎng)工作;對(duì)通訊系統(tǒng)造成干擾,影響通信設(shè)備及人員的安全;對(duì)用電設(shè)備造成印象,使用電設(shè)備出現(xiàn)誤動(dòng),降低設(shè)備使用壽命。所以,電力系統(tǒng)應(yīng)該對(duì)諧波進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè),改善用電環(huán)境。隨著電力事業(yè)的發(fā)展,電力通信事業(yè)也不斷的高速發(fā)展,使得通訊能力極大增強(qiáng)。對(duì)著對(duì)電能質(zhì)量的重視和研究,保證電能質(zhì)量成為電力企業(yè)的共識(shí),建立一個(gè)系統(tǒng)的、高效的電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控與管理成為必然,這樣就可以隨時(shí)對(duì)電能質(zhì)量水平進(jìn)行監(jiān)測(cè),以便找到影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的原因,及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行解決,改善電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量,保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益。一直以來(lái)對(duì)電力諧波影響從未停止,電力諧波檢測(cè)儀器復(fù)雜多樣,但是不同的儀器的兼容性成為難點(diǎn),針對(duì)這一問(wèn)題,PQDIF數(shù)據(jù)格式成為統(tǒng)一格式的標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的有效管理,使得資源得到共享,建立了一個(gè)實(shí)用的通用平臺(tái),將電能質(zhì)量檢測(cè)引入標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展階段。不管是從經(jīng)濟(jì)型和高效性哪種角度來(lái)看,避免了由于數(shù)據(jù)格式的不同造成的數(shù)據(jù)處理效果不理想的局面?；诨ヂ?lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的PQDIF格式儲(chǔ)存和傳輸在電力諧波檢測(cè)系統(tǒng)中的運(yùn)用,也使得電力通訊技術(shù)得到了發(fā)展。
4結(jié)論
隨著信息技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展,電能質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)正向著信息化、網(wǎng)絡(luò)化和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展,更加的適應(yīng)了電力系統(tǒng)的運(yùn)行,在電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)中,更好的融入計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)及電子技術(shù),是諧波檢測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)。