電網(wǎng)電壓畸變在線監(jiān)測及電能計(jì)量評估系統(tǒng)

發(fā)布時(shí)間：2020-05-09 00:18

【摘要】：隨著電氣化進(jìn)程的發(fā)展,電網(wǎng)中大功率非線性負(fù)荷的投入向電網(wǎng)注入大量諧波,造成電壓嚴(yán)重畸變,影響電能質(zhì)量的同時(shí)還造成了電能計(jì)量誤差的增大,致使線性用戶產(chǎn)生正向誤差,非線性用戶產(chǎn)生正向誤差。而現(xiàn)有的監(jiān)測電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境的設(shè)備普遍具有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新慢、功能單一、智能化程度低等缺陷。針對接入電網(wǎng)中的大功率非線性負(fù)荷的智能化監(jiān)測和治理迫在眉睫。本文首先通過分析電網(wǎng)產(chǎn)生諧波的原因,總結(jié)電網(wǎng)諧波源的種類,研究感應(yīng)式電表和電子式電表工作機(jī)理和電能計(jì)量算法,分析計(jì)算了電子式和感應(yīng)式兩類電表在不同諧波下的誤差水平,并從其原理上分析得出誤差產(chǎn)生的原因;在此基礎(chǔ)上,提出了通過計(jì)量各頻次電能來確定負(fù)載用電量的算法。根據(jù)負(fù)荷運(yùn)行前后電網(wǎng)電壓、電流的諧波含量情況,當(dāng)確定為非線性負(fù)荷時(shí),將電壓電流進(jìn)行傅里葉分解,分別計(jì)算各次諧波的電能,把諧波直接納入計(jì)量算法中,以適應(yīng)非線性負(fù)荷的計(jì)量,同時(shí)判斷諧波電能潮流流向,最終確定負(fù)荷的電能消耗。其次搭建電力電子開關(guān)型的非線性型負(fù)荷和基于傅里葉分析的電能計(jì)量算法的電子式電能表模型,模擬多種負(fù)荷運(yùn)行模式下的電網(wǎng)環(huán)境,通過不同運(yùn)行方式下的電壓、電流和功率數(shù)據(jù)表對比,驗(yàn)證了非線性負(fù)荷對電子式電能表計(jì)量產(chǎn)生的負(fù)向誤差,并證明了此電能計(jì)量方法的正確性。最后,設(shè)計(jì)并搭建評估系統(tǒng)的硬件平臺,硬件平臺分為電能采集、監(jiān)測及電能計(jì)量、遠(yuǎn)程及近程組網(wǎng)通訊、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲四部分,軟件編程實(shí)現(xiàn)電壓畸變監(jiān)測和電能計(jì)量誤差評估的功能。經(jīng)過三組實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了硬件平臺可達(dá)到預(yù)期要求和基于傅里葉分析電能計(jì)量算法的準(zhǔn)確性,最終通過給出用戶用電環(huán)境的諧波含量和電能計(jì)量的誤差報(bào)告,達(dá)到評估的目的。本文提出了監(jiān)測電網(wǎng)電壓和對非線性負(fù)荷電能計(jì)量準(zhǔn)確性進(jìn)行評估的系統(tǒng),通過改進(jìn)計(jì)量算法和完善設(shè)備輔助功能,在對非線性負(fù)荷用電監(jiān)測的同時(shí),采用合理的計(jì)量算法,既保證了電力交易市場的公平,也為電力公司提供了非線性負(fù)荷用電情況的大數(shù)據(jù),為今后改善電網(wǎng)環(huán)境提供了有效依據(jù)。
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