[发明专利]电网中电能质量污染源的监测与定向系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种监测装置，特别是一种电网中电能质量污染源的监测与定 向系统。

背景技术

随着大量非线性电力电子元器件的应用和非线性负荷的出现，诸如电压间 断、短时冲击、闪变及陷波等波形干扰越来越多的从用户端馈入系统，对电力 系统的正常运行造成干扰。此外，雷击引起的绝缘子闪络或放电、电力系统设 备引起的各种故障和振荡现象，均可能诱发电力系统事故，造成供电的暂时中 断，降低供电可靠性。

电能质量不良有多种情况，用户对电能质量的敏感程度也各不相同，随着 各种用电设备对电能质量敏感度的变化，电能质量的范围进一步扩大，分类更 细，要求更高。目前绝大部分电能质量的限值是单独针对电压或者电流的，主 要用来评估供电系统的某个供电结点在某个时间段内的电能质量等级。然而， 单纯监测电能质量指标只给出了多个符合对电网的影响总和，不能指出电能质 量污染的来源，也不能指导确定电能质量的最优治理地点。

电压骤升骤降在电网中较少出现，但是危害较大。随着计算机，可调速驱 动器等大规模敏感性电力电子器件在控制自动化中的应用，只持续几十分之一 秒的电压骤升或者骤降都可能导致生产的中断，造成巨大的经济损失，电压骤 升骤降被认为是影响用户设备正常运行的最严重的暂态电能质量问题。但是由 于电压骤升骤降持续时间短，难以捉摸，因此其定向一直工程中的难题。

传统的对电能质量的监测主要是针对谐波污染源的监测，主要使用临界阻 抗法和功率流向法，临界阻抗法是经过理论假设，难以得到实际参数，不便于 在线应用，没有实用价值。现在经常使用的是功率流向法，其基于“污染源是 向外输送能量”的假设，而实际上，在复杂的多谐波源供电网络中，线性负荷 单纯消耗而不会注入谐波功率，但谐波源却有可能吸收谐波功率，这就容易发 生“漏判”情况，因此不能用“是否向网络注入谐波功率”作为谐波源的判断 依据。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种可全面监测并定向 电网中闪变污染源的电网中电能质量污染源的监测与定向系统。

本发明是通过以下途径来实现的：

电网中电能质量污染源的监测与定向系统，其要点在于，包括如下组成部 分：

提供一种监测和定向装置，包括有信号采集装置、信号处理模块、第一存 储装置和第二存储装置；

信号采集装置实时采集电网中的电压和电流波形信号，并将该波形信号存 储到第一存储装置中作为原始数据，

信号处理模块包括有一种电压骤升骤降分析处理装置，该处理装置分析处 理如下：根据信号采集装置所采集的各个通道的电压和电流数据信号；

基于周期的小波变换，提取电压幅值变化曲线；

跟踪电压幅值在持续的设定时间内是否超过设定值的10％；

如果电压幅值在设定时间内超过设定值，则计算对应区域内母线上的每条 线路上的电流，并基于周期的小波变换提取电流幅值变化曲线；

对比电压幅值变化曲线和电流幅值变化曲线，如果二者同时升降，则该线 路为非电压骤升骤降污染，如果二者为一升一降，则该线路为电压骤升骤降污 染源。

将分析和处理过程及结果存储到第二存储装置中，作为污染源处理的基础 值。

电压骤降持续时间短，且发生时间随机性大，传统的傅立叶变换、短时傅 立叶变换时间窗长，时域分辨率差，对诸如电压骤降、电压骤升等电能质量的 突变信号和非平稳信号的检测无能为力。本系统采用小波变换法，对于分析突 变的短暂信号特别有效。由于线路电流的骤升会导致公共连接点电压的骤降， 线路电流的骤降会导致公共连接点电压的骤升，当电压发生骤升骤降时，非干 扰源的线路电流也会发生波动，但在滤除骤升骤降的过渡过程以后，干扰源的 电流与节点电压变化呈现不同的关系。因此可以通过监测负荷阻抗判断电压骤 升骤降的来源。本系统研究了电压骤升骤降的监测和定向，使用小波分析方法 从实时电压波形捕捉电压骤升骤降，一旦监测到相应的暂态过程，就监测线路 电流的有效值变化曲线，判断电压骤升骤降是否与本线路有关，从而达到电压 骤升骤降的监测和定向目的。