[发明专利]一种电能质量预警系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统，涉及一种电能质量预警系统及其方法。

背景技术

随着电力电子设备的新技术发展、工业规模的扩大以及输电网结构的变化，电网中产生电能质量扰动的因素不断增加，电能质量的改善和提高面临着巨大的挑战。首先由于资源能源的紧张，更多企业用户趋于采用新的设备来提高其生产效率从而增加企业的竞争力。而居民用户则更多的购买新型电力设备，来提高其生活质量。这些新设备正常工作时对电能质量要求比较苛刻，电能质量的下降会引起这些用电设备的故障或者异常等问题。同时这些新设备在运行过程中也会向电力系统注入各种电磁干扰，从而引起配电网的电能质量下降。配电网作为整个电力系统的中间环节，其电能质量的改善面临着巨大的挑战。其次在输电网方面，随着以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网建设加快，输电网中产生电能质量扰动的因素不断增加，电能质量扰动亦呈现新的特征。新能源发电、分布式发电的快速增长和电能质量干扰源用户接入系统电压等级不断提高，给电网运行提出了新的挑战。根据电力工业“十二五”电源规划，2015年风电装机容量为1亿kW，光伏为200万kW。国家电网公司近期发布的《关于做好分布式发电并网服务工作的意见（暂行）》规定分布式发电项目可享受全程免费并网服务，将加快分布式发电的发展。风电、光伏等发电基地分散于“三北”和东南沿海，大规模新能源发电需要长距离输送到负荷中心，其功率的随机波动性和间歇性，使系统频率和电压等电能质量问题突出。在负荷接入方面，高速铁路、大功率冶炼等扰动负荷直接接入220kV或330kV电网，对输电网电能质量的影响范围不断扩大。

为提高电网电能质量水平，降低电能质量扰动对电网的影响，已开展了电网电能质量监测，实现了数据采集以及报表生成等基本功能。但利用电能质量监测数据对扰动信息的提取、分析和识别以及对电网运行水平的综合评估等方面的研究还不够深入。针对目前输电网的电能质量问题，亟需建立电能质量预警系统。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种电能质量预警系统及其方法。充分利用现有电能质量监测系统数据，根据干扰源类型及参数，分析其电能质量扰动发射特性，计算扰动在电网中的分布，评估扰动对输电设备以及电网运行安全的影响，发现电网存在的安全问题或潜在的隐患，给出预警信息以及相应的解决措施建议，以方便运行人员及时采取控制措施，尽快处理问题或将隐患解决在萌芽状态，为电网安全运行与设备检修服务。本发明一种电能质量预警系统包括一个电能质量监测预警子系统和一个电能质量评估预警子系统。电能质量监测预警子系统可通过对电力系统运行情况和电能质量各项指标进行数据分析，在预警知识库的指导下，进行指标比对和扰动原因的识别、输出预警等级同时提出合理的应对措施。电能质量评估预警子系统在充分利用电能质量监测数据的基础上，根据负荷的干扰特性，分析其电能质量扰动发射特性，计算扰动在电网中的分布，评估扰动对输电设备以及电网运行安全的影响，发现电网存在的安全问题或潜在的隐患，给出预警信息以及相应的解决措施建议。该以方便运行人员及时采取控制措施，尽快处理问题或将隐患解决在萌芽状态，为电网安全运行与设备检修服务。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种电能质量预警系统，其改进之处在于，所述系统包括电能质量监测预警子系统和电能质量评估预警子系统；

所述电能质量监测预警子系统，包括：数据采集模块、数据分析模块、预警知识库、预警指标计算和比对模块、原因识别模块、综合评估和确定预警等级模块、应对措施匹配模块；

所述电能质量评估预警子系统，包括：数据采集模块、基于历史监测数据的模型库、基于预警目标的模型选择模块、系统分析模块、预警知识库模块、预警指标计算和比对模块、原因识别模块、综合评估和确定预警等级模块、匹配应对措施模块。

优选的，所述基于历史监测数据的模型库包括负荷模型和电网元件模型。

本发明基于另一目的提供的一种电能质量预警方法，其改进之处在于，所述方法包括电能质量监测预警方法和电能质量评估预警方法。

优选的，所述电能质量监测预警方法包括：

（4.1）建立监测预警知识库；

（4.2）获取电能质量监测数据、电网参数和设备信息；

（4.3）将电能质量基本指标和国标限值进行比对，超过限值则发出预警并处理，不超标，则计算电能质量指标的统计值，并对监测数据进行异常检测和趋势分析；

（4.4）计算预警指标，并与预警知识库中的限值进行比较获取各指标的越限情况；