[发明专利]一种对电网电压的品质进行监测的方法及其系统

说明书

本发明公开了一种对电网电压的品质进行监测的方法，其包括步骤：(1)采集电网电压；(2)对采集的电网电压进行小波分解，以将电网电压的各种谐波成分分解到不同的小波层，各小波层对应不同的频段；(3)计算各小波层的电压有效值标幺值和快速傅里叶变换能量的模值的标幺值；(4)基于所述电压有效值标幺值和快速傅里叶变换能量的模值的标幺值，获知电网谐波干扰在各频段的大小值，以监测电网电压的品质。此外，本发明还公开了一种对电网电压的品质进行监测的系统，其实施上述的方法。

技术领域

本发明涉及一种监测方法及其系统，尤其涉及一种对电网的监测方法及其系统。

背景技术

随着电力电子技术的发展，配电网中的整流器、变频调速装置、诸如电弧炉以及各种电力电子设备不断增加，对供电质量造成了严重污染，电网中的电信号往往会出现很多扰动信号、故障或是噪声污染，例如：电压的尖峰，突发的断电，电压的骤降和骤升。上述的故障或是扰动信号大大降低了供电的质量和供电的稳定性。

而一个理想的电力系统应以恒定的频率(50Hz)和正弦波形，按规定的电压水平(标称电压)对用户供电。但是由于系统各元件(发电机、变压器、线路等等)参数并不是理想线性或对称的，负荷性质各异且随机变化，加之调控手段的不完善以及运行操作、外来干扰和各种故障等原因，因此，该理想状态在实际当中并不存在，基于现状中存在的电网运行、电气设备和用电中的各种各样的问题，因而，引入了电能质量的概念。

电能质量，从严格意思上讲，衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。而从普遍意义上讲，电能质量是指优质供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。因此，电能质量问题可以定义为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，对于电能质量问题的研究包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、瞬时或暂态过电压、波形畸变(谐波)、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。经过研究实验发现，影响电能质量的主要因素包括：电网频率的偏差、电压的偏差、三相电压不平衡、电网谐波干扰、电压的波动和闪变。

上述因素的存在对电网供电和用户的用电设备造成了巨大的危害。例如：谐波会使各种设备出现故障，包括：使电机负载加重，产生振荡转矩，转速周期性变化，或是加重集肤效应，使电机和变压器铜损，铁损增加而过热，又或是使电压器铁心产生磁滞伸缩现象，噪声增加。又例如：谐波会产生电压波形畸变，对电机和变压器绝缘游离过程的产生和发展有很大影响，引起绝缘介质强度降低，使用寿命将缩短，还会造成电力电缆容量减小，损失增加，老化加剧，泄漏电流加大，有时会引起单相对地击穿，造成三相短路。再例如：谐波还会对通信设备，自动和远动装置、继电保护、测量设备和仪表等造成干扰，影响其正常运行。

考虑目前电力系统中电压暂降和中断已成为最重要的电能质量问题，而如何监测了解电能质量对于维护电力系统的正常维护具有重要指导意义。基于此，期望获得一种对电网电压的品质进行监测的方法。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种对电网电压的品质进行监测的方法，该方法利用小波分解获得不同的小波层，利用信号与噪声的不同，实现了对电网信号的扰动、突变、设备故障的提取和判定，从而可以实时监测不同频段谐波干扰的强度大小，进而实现实时对监测电网谐波干扰强度。通过该方法可以对判定突发断电信号在什么时刻断电，又或是在什么时刻恢复供电有一定指导作用。

基于上述目的，本发明提出了一种对电网电压的品质进行监测的方法，其包括步骤：

(1)采集电网电压；

(2)对采集的电网电压进行小波分解，以将电网电压的各种谐波成分分解到不同的小波层，各小波层对应不同的频段；

(3)计算各小波层的电压有效值标幺值和快速傅里叶变换能量的模值的标幺值；

(4)基于电压有效值标幺值和快速傅里叶变换能量的模值的标幺值，获知电网谐波干扰在各频段的大小值，以监测电网电压的品质。