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电能质量扰动波形的识别

电能质量扰动波形的识别
电能质量扰动波形的识别

基于S变换的电能质量扰动识别研究分析

目录 摘要......................................................................... I Abstract ...........................................................................................................................................II 1引言. (1) 1.1课题的背景及研究的意义 (1) 1.2电能质量概述 (2) 1.2.1电能质量的定义 (2) 1.2.2电能质量的特点和分类 (2) 1.3电能质量扰动综述 (2) 1.3.1电能质量扰动的类型 (2) 1.3.2电能质量扰动的分析方法 (3) 1.3.3电能质量扰动的分类方法 (3) 1.4论文的创新点 (3) 1.5论文的主要内容及框架 (3) 2电能质量扰动信号的数学模型及仿真 (4) 2.1电压暂降 (4) 2.2电压暂升 (4) 2.3电压中断 (5) 2.4电压闪变 (5) 2.5谐波 (6) 2.6暂态振荡 (7) 3 S变换的原理简介及性质 (7) 3.1 S变换的原理简介 (7) 3.1.1 一维连续的S变换公式 (7) 3.1.2一维离散的S变换公式 (8) 3.1.3离散的S变换算法 (8) 3.1.4广义的S变换公式 (9) 3.2 S变换的性质的简要说明 (9) 3.2.1 S变换的局部性特征 (9) 3.2.2 S变换的线性特征 (9) 3.2.3 S变换的时移性特征 (10) 4 电能质量的扰动信号的特征提取 (10) 4.1简要介绍S变换后的复数矩阵 (10) 4.2简要介绍该复数矩阵的模值矩阵 (10) 4.3电能质量各类扰动信号的仿真及其时频统计信息图 (11) 4.4电能质量各类扰动信号的特征分析 (13) 5电能质量的扰动信号的分类识别 (14) 5.1决策树模型的构建 (14) 5.2验证仿真分类结果的正确性 (15)

电能质量在线监测系统方案设计分析

电能质量在线监测系统方案设计分析 发表时间:2019-03-13T14:35:13.890Z 来源:《河南电力》2018年18期作者:王旭马柠韩芳冰李源舟赵健男 [导读] 本文主要就电能质量在线监测系统方案设计方面的内展开了论述,以供参阅。 (大连供电公司辽宁省大连市 116001) 摘要:随着社会的发展,电能质量问题越来越受到社会的关注,其取决于发电、输电、供电和用电方,关系到各方的利益,电能质量在线监测的网络化是一种必然趋势。本文主要就电能质量在线监测系统方案设计方面的内展开了论述,以供参阅。 关键词:电能质量;在线监测系统;方案设计 引言 随着社会的快速发展,电能的使用面临着一种新的问题:一方面是电能需求量在不断增加;另一方面是社会对电能质量的要求也越来越高,要求在电能使用中实现质和量的统一。电能质量的问题,取决于发电、输电、供电和用电方,要保证电力系统电网的电能质量,必须由电力部门和接入电网的广大电力用户来共同维护,因此为了切实维护电力部门和用户的合法利益,保证电网的安全运行,净化电气环境,必须加强对电力系统电网电能质量的监测和管理。 1力系统电能质量问题的产生的主要原因 电力系统元件存在的非线性问题包括同步发电机运行中感应电动势不理想;变压器励磁回路非线性特性;直流输电等。还有变电站并联电容器补偿装置等因素对谐波的影响。在工业和生活用电负载中,非线性负载是电力系统谐波问题的主要来源。各种自然灾害、误操作、电网故障时、发电机及励磁系统的工作状态的改变、故障保护装置中的电力电子设备的启动等都将造成各种电能质量问题。 2基于虚拟仪器技术的电能质量在线监测系统 2.1方案目的 由于用电科普知识不能有效普及,新增大量用户并未充分考虑电能质量的相关问题;加之配网中补偿电容器的设计大多未考虑谐波问题,更有许多用户不投或过投补偿装置,使谐波处于难以控制的状态,是造成配网中谐波滋长的主要原因,若不加以控制,这种趋势将处于增无减的状态,最终出现难以预料的实际问题。因此,建立长期有效的电网电能质量在线监测点、并辅以机动灵活的临时监测点相互配合,用于监测、分析某供电公司电能质量问题,并根据分析结果加以治理,意义重大。 2.2某供电公司电能质量在线监测布点选择 某供电公司主干线路为220kV供电,因此布点选择在各个220kV枢纽变电站中,接入所有等级母线电压,主变低压侧开关电流,及110kV重点用户及联络线路电流。以实时监测该变电站的电能质量情况,通过对变电站的电能质量监测,能判断与该站相接的其他110kV、35kV变电站是否可能存在电能质量超标情况。并通过临时时监测点的建立现场测试各重点用户电能质量情况。 2.3某供电公司电能质量在线监测总体设计实施方案 (1)电能质量监测仪工作原理。本项目的设计的电能质量监测仪,电压和电流信号经过传感器、高精度放大电路、抗混叠滤波器、A /D模数转换电路转换成数字信号,GPS的分脉冲信号和触发录波的开关量经光电隔离后送DSP进行分析及相关数据处理(开关量触发录波和精确对时),然后将测试结果通过PCI总线送工控机。工控机可将这些结果显示、存储、远传。(2)电能质量在线监测系统工作原理。由多台电能质量监测仪(下位机),通讯网络和电能质量分析系统(上位机)构成电能质量动态监测系统,上位机通过通讯网络对下位机进行参数设置、进行远程录波,从下位机获取电能质量测量数据并导入数据库。通过数据库查询,得到所需的测试报表,实时报表,统计报表,趋势图,波形图,频谱图等等,并可显示,打印,保存。上位机还能通过局域网与多用户进行数据共享。(3)某供电公司电能质量在线监测系统实现技术关键点。本项目的测量的间隔时间等于3S,即相邻两次测量之间没有缝隙。其采用的是TI公司的6000系列DSP,主频高,内建八个数据处理单元,可并行数据处理。其硬件结构和软件指令集,适合用来作频谱分析。并有高速PCI接口,方便与工控机进行大量的数据传输,为电能质量谐波无缝监测提供了物质保障。由于采用了高速DSP,因此采用非整数点的频谱分析方法,提高了谐波的分析精度;根据国标,严格采用闪变量值判定的基准方法计算闪变和变动;采用对称分量法计算零序分量、正序分量、负序分量和三相不平衡度,频率的测量精度主要取决于采样频率,与算法的合理性也有直接的关系。本项目A/D采样率为12.8kHz/通道,即:每周波采样256点,加上合理的算法,使得频率误差≤0.002Hz,远优于国标的0.01Hz。 2.4电能质量管理软件 监测中心的电能质量管理软件是在Linux操作系统下,采用面向对象的语言编写,全中文操作,人机界面友好,软件实现了如下功能:(l)可对系统内所有监测终端参数进行远程设定。(2)对监测终端进行网络化管理,管理员可以按照不同用户、不同电压等级、甚至行业等不同分类方式分别管理,这样在同一个界面下就可以设置大量的终端,同时这种管理方式,也方便日后终端的扩展,适应系统配置的变更。(3)可对电能质量的各项指标进行统计、处理、显示和存储,并可对记录的各种事件和波形再现。(4)对监测的数据具有数据库管理功能,从而实现了长期数据的存储与处理、分析大规模数据、对不同类别的数据进行分区管理、快捷的数据查询等。(5)可自动生成所需的图形和报表,其中包括:电能质量总览图、参数记录曲线图、电压谐波频谱图、电流谐波频谱图和电能质量综合统计报表等。 2.5方案评价 对于某供电公司建立电能质量监测网,利用监测数据分析用户对电力系统电能质量产生的污染及危害程度,采取针对性的措施实现电网及用户的电能质量监测和综合治理,改善现有供电系统的供电质量、降低电能损耗、保证电网的安全、可靠、经济运行起到积极作用。通过论述发现,今后研究电能质量问题的首要任务,是建立高效标准的电能质量监测系统,要继续增加监测点,建立网络化、信息化和标准化的电能质量监测系统,保障电网安全运行和为电力用户提供安全可靠和优质服务。 结束语 总而言之,电能质量在线监测技术,是一种可以更科学、更全面监测、分析和研究电能质量的方法。最大的功能特征是就是,电能质量监测装置长时间不间断对监测点进行收集、记录和存储电力系统各种稳态、暂态信息,能实时、精确地测量电能质量,可以为分析电能

电能质量的性能指标与改善方法

电能质量的性能指标与改善方法 摘要:介绍了电能质量的相关概念和术语,并对其指标进行了分类,指出不同的指标有不同的定义和应用领域;重点就国家已颁布的六 个电能质量标准的主要内容作了分析;并结合实际阐述电能质量的几种改善方法与措施;无源滤波器、有源滤波器、静止型无功补偿装置,介绍了它们的基本组成和原理,这些方法可以有效地解决稳态时的电压质量问题;文章还就电能质量技术的改进与提高,提出系统 化综合补偿技术是解决电能质量问题的"治本"途径,以解决动态电能质量问题。得出结论:运用FACTS和电力新技术对电能质量进行系 统地综合补偿,将是电能质量问题研究与开发的方向和有效解决途径。 关键词:电能质量 SVC 动态电能质量综合补偿 1 电能质量概念 电能质量包括四个方面的相关术语和概念:电压质量(Voltagequality)即用实际电压与额定电压间的偏差(偏差含电压幅值,波形和相位的偏差),反映供电企业向用户供给的电力是否合格;电流质量(Current quality)即对用户取用电流提出恒定频率、正弦波形要求,并使电流波形与供电电压同相位,以保证系统以高功率因数运行,这个定义有助于电网电能质量的改善,并降低网损;供电质量(qualityofsupply)包含技术含义和非技术含义两个方面:技术含义有电压质量和供电可靠性;非技术含义是指服务质量(qualityofservice)包括供电企业对用户投诉的反应速度和电力价格等;用电质量(qualityofconsumption)包括电流质量和非技术含义,如用户是否按时、如数缴纳电费等,它反映供用双方相互作用与影响用电方的责任和义务。 一般地,电能质量的定义:导致用户设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差。这个定义简单明晰,概括了电能质量问题的成 因和后果。随着基于计算机系统的控制设备与电子装置的广泛应用,电力系统中用电负荷结构发生改变,即变频装置、电弧炉炼钢、电 气化铁道等非线性、冲击性负荷造成对电能质量的污染与破坏,而电能作为商品,人们会对电能质量提出更高的要求,电能质量已逐渐 成为全社会共同关注的问题,有关电能质量的问题已经成为电工领域的前沿性课题,有必要对其相关指标与改善措施作讨论和分析。 2 电能质量指标 电能质量指标是电能质量各个方面的具体描述,不同的指标有不同的定义,参考IEC标准、从电磁现象及相互作用和影响角度考虑 给出的引起干扰的基本现象分类如下: (1)低频传导现象:谐波、间谐波、电压波动、电压与电流不平衡,电压暂降与短时断电,电网频率变化,低频感应电压,交流网络中的直流; (2)低频辐射现象:磁场、电场; (3)高频传导现象:感应连续波电压与电流,单向瞬态、振荡瞬态; (4)高频辐射现象:磁场、电场、电磁场(连续波、瞬态); (5)静电放电现象。 对于以上电力系统中的电磁现象,稳态现象可以利用幅值、频率、频谱、调制、缺口深度和面积来描述,非稳态现象可利用上升率、幅值、相位移、持续时间、频谱、频率、发生率、能量强度等描述。 保障电能质量既是电力企业的责任,供电企业应保证供给用户的供电质量符合国家标准;同时也是用户(拥有干扰性负荷)应尽的义务,即用户用电不得危害供电;安全用电;对各种电能质量问题应采取有效的措施加以抑制。 电能质量指标国内外大多取95%概率值作为衡量依据,并需指明监测点,这些指标特点也对用电设备性能提出了相应的要求。即电气设备不仅应能在规定的标准值之内正常运行,而且应具备承受短时超标运行的能力。 3 电能质量标准 综合新颁布的电磁兼容国家标准和发达国家的相关标准,中低压电能质量标准分5大类13个指标。 (1)频率偏差:包括在互联电网和孤立电网中的两种; (2)电压幅值:慢速电压变化(即电压偏差);快速电压变化(电压波动和闪变);电压暂降(是由于系统故障或干扰造成用户电压短时 间(10ms~lmin)内下降到90%的额定值以下,然后又恢复到正常水平,会使用户的次品率增大或生产停顿);短时断电(又称电压中断,是由于系统故障跳闸后造成用户电压完全丧失(3min,电压中断使用户生产停顿,甚至混乱);长时断电;暂时工频过电压;瞬态过电压; (3)电压不平衡; (4)电压波形:谐波电压;间谐波电压;(由较大的波动或冲击性非线性负荷引起,如大功率的交一交变频,间谐波的频率不是工频 的整数倍,但其危害等同于整数次谐波)。

电能质量主要控制参数

电能质量主要控制参数 电网频率 我国电力系统的标称频率为50Hz ,GB/T15945-2008 电能质量分析仪(3张) 《电能质量电力系统频率偏差》中规定:电力系统正常运行条件下频率偏差限值为±0.2Hz,当系统容量较小时,偏差限值可以放宽到±0.5Hz,标准中没有说明系统容量大小的界限。在《全国供用电规则》中规定"供电局供电频率的允许偏差:电网容量在300万千瓦及以上者为±0.2HZ;电网容量在300万千瓦以下者,为±0.5HZ。实际运行中,从全国各大电力系统运行看都保持在不大于±0.1HZ范围内。 电压偏差 GB/T 12325-2008 《电能质量供电电压偏差》中规定:35kV及以上供电电压正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的10%;20kV及以下三相供电电压允许偏差为标称电压的土7%;220V单相供电电压允许偏差为标称电压的+7%,-10%。 三相电压不平衡 GB/T15543-2008《电能质量三相电压不平衡》中规定:电力系统公共连接点电压不平衡度限值为:电网正常运行时,负序电压不平衡度不超过2%,短时不得超过4%;低压系统零序电压限值暂不做规定,但各相电压必须满足GB/T 12325的要求。接于公共连接点的每个用户引起该点负序电压不平衡度允许值一般为1.3%,短时不超过2.6%。 公用电网谐波 GB/T14549--93《电能质量-公用电网谐波》中规定:6~220kV各级公用电网电压(相电压)总谐波畸变率是0.38kV为5.0%,6~10kV为4.0%,35~66kV 为3.0%,110kV为2.0%;用户注入电网的谐波电流允许值应保证各级电网谐波电压在限值范围内,所以国标规定各级电网谐波源产生的电压总谐波畸变率是:0.38kV为2.6% , 6~10kV为2.2%,35~66kV为1.9%,110kV为1.5%。对220kV 电网及其供电的电力用户参照本标准110kV执行。 波动和闪变

基于敏感VMD因子的电能质量扰动分析方法

基于敏感VMD因子的电能质量扰动分析方法 发表时间:2019-06-06T09:00:22.090Z 来源:《电力设备》2019年第2期作者:周煜 [导读] 摘要:伴随近年来国家对电厂环保力度增大,电厂里新增加的用电设备负荷性质复杂,对原厂用电系统电能质量产生不同程度的影响。 (国家电网公司华北分部电力调控分中心北京 100053) 摘要:伴随近年来国家对电厂环保力度增大,电厂里新增加的用电设备负荷性质复杂,对原厂用电系统电能质量产生不同程度的影响。针对这一问题,本文提出一种基于敏感VMD因子的电能质量扰动分析方法。该方法利用变分模态分解对电压信号进行模态分解,通过敏感评估分析模态分量,选取包含信号特征的有效模态分量,凸显信号特征。并结合概率神经网络构建故障分析模型,进行电能质量扰动诊断。将所提方法应用于电能质量仿真实验,证明了该方法的有效性。 关键词:VMD;PNN;电能质量扰动;故障诊断 近年来电厂内环保技改设施规模不断扩大,新增用电数量增加一倍[1]。各种冲击性负荷、电力电子设备的投入,导致原有厂用电系统更加复杂,导致包括电压暂降、电压暂升、谐波等电能质量问题日益凸显[2]。电能质量扰动的增多,将增大仪表误差、增加损耗、保护装置误动[3]等问题,给日常生活产生很大影响。因此,对扰动信号进行监控分析,及时发现问题处理具有重要意义。 变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)方法假设信号由一组具有不同中心频率的模态分量组成[4],通过非递归模式将各模态解调到对应的频带,最终获取所有模态分量。同时,由于信号特征通常只在特定频段出现,因此引入敏感因子参数,对模态分量进行评估分析,排除无关的干扰分量,凸显信号特征。 本文提出一种基于敏感VMD敏感因子的电能质量扰动分析方法。首先利用VMD方法将原始信号在不同中心频率分解成一组模态分量,然后通过敏感因子筛选其中包含信号特征的分量,输入PNN分类模型,对原始信号进行故障诊断。 1 敏感VMD因子方法 1.1 VMD方法 VMD通过建立变分模型,将信号分解为K个单分量模态函数,寻找最优解。设存在连续信号f(t),根据VMD理论[5],将其分解为K 个限带内禀模态函数(Band-Limited Intrinsic Mode Function,BIMF): (1) 式(1)中,Ak(t)为包络线,φk(t)为相位函数。 首先建立变分约束模型如下: (2) 式(2)中,wk为第k个BIMF分量的中心角频率。 进而得到增广拉格朗日方程: (3) 式(3)中,a为二次惩罚因子,r为拉格朗日算子。 通过不断迭代更新,设置结束判定如下: (4) 最终得到的拉格朗日方程鞍点wf即为式(2)的最优解。 1.2 敏感因子筛选 敏感因子λk定义如下[6]: (5) δk = βk-αk (6) 式(6)中,αk为故障特征的相关系数,βk为非故障信号的相关系数。VMD方法处理后的分量频率从高到低。因此,λk值越小,表明该模态分量包含的故障特征越多。通过迭代法可知,选取前3个模态分量叠加,即可凸显故障特征。 将模态分量输入PNN[7]。通过计算模态分量之间的匹配关系,计算分量间的概率密度函数,最后识别扰动类别。 2 基于敏感VMD因子故障诊断方法 由上分析,本文提出一种基于敏感VMD因子的电能质量扰动分析方法。通过对厂用电电压信号进行VMD分析,将信号分解成一组频率从高到低的模态分量,经过敏感因子筛选重构,输入PNN故障分析模型,进行电能质量扰动识别。 具体步骤如下: (1)采样厂用电扰动i类状态的信号,得到各类扰动样本数mj(j=1,2,···,i)。 (2)对样本进行VMD分析,迭代更新得到Uk和wk。 (3)设定停止判别依据式(4),满足要求后迭代终止,此时的wf即为希望值。 (4)根据式(5)计算敏感因子,评估分量中的故障特征程度强弱,构建模态分析向量。 (5)将模态分析向量输入PNN故障分析模型,得到信号相应的扰动类别。 3 实验研究

(完整版)电能质量测试规范

电能质量现场测试规范 江西省电力公司 2012.5

前言 本规范的编制是针对江西省电力系统电能质量指标(公用电网谐波、三相电压不平衡度、电压波动及闪变)测试而制订。 一、范围 本规范适用于发电厂、变电站、用户端电能质量指标(公用电网谐波、三相电压不平衡度、电压波动及闪变)现场测试。 二、引用标准 GB/T14549-1993 《电能质量公用电网谐波》 GB/T15543-2008 《电能质量三相电压允许不平衡度》 GB/T 12326-2008 《电能质量电压波动和闪变》 电能质量综合测试分析仪技术说明书 三、测试前准备工作 3.1 人员要求 1)现场工作人员应身体健康、精神状态良好。 2)必须具备必要的电气知识、掌握本专业作业技能。 3)认真学习了本测试规范。 4)熟悉《电业安全工作规程》相关知识,并经考试合格。 5)有强烈的安全责任感。 3.2 工器具及材料 1)个人工具箱1套。 2)电能质量综合测试分析仪若干套(在有效期内)。 3)数字万用表1只(在有效期内)。 4)试验接线3套。 5)绝缘胶布1卷。 6)毛刷2把(1.5″)。 7)手电筒1个。

3.3 现场准备工作 1)开工前两天内,准备好本次测试所需电能质量综合测试分析仪、工器具、相关图纸,收集所测线路或机组的PT、CT变比,现场运行方式、供电主变容量、谐波源用户协议容量等相关技术资料。电能质量综合测试分析仪的电压、电流回路完好,工器具应试验合格,满足本次测试的要求,材料应齐全,图纸及资料应附合现场实际情况。 2)被测试单位根据现场工作时间和工作内容落实工作票,工作票应填写正确,并按《电业安全工作规程》相关部分执行。 3.4 安全提示 1)本规范所做测试不需拆动二次回路,测试中严禁拆动二次回路。 2)电流二次回路开路,易引起人员伤亡及设备损坏。 3)电压二次回路短路,易引起人员伤亡、设备损坏及保护误动。 3.5安全措施 1)做安全技术措施前应先检查附录A中的《现场安全技术措施》和实际接线及图纸是否一致,如发现不一致,及时向专业技术人员汇报,经确认无误后及时修改,修改正确后严格执行附录A中的《现场安全技术措施》。 2)检查在被测试设备相邻运行设备上确挂有红布幔。 3)必须正确使用工器具及仪器仪表。 4)严禁交、直流电压回路短路或接地。 5)严禁交流电流回路开路。 6)工作中应使用绝缘工具并戴手套。 7)在保护室内严禁使用无线通讯设备。 8)严禁电流回路开路或失去接地点,防止引起人员伤亡及设备损坏。 9)进入工作现场,必须正确使用劳保用品。 3.6 测试仪器的检查 1)检查测试仪器的电压输入方式是否与现场对应。若现场仅有三相三线,则应把电压输入线接成三相三线方式。在现场,尽可能找到三相四线的接线方式,以提高测试的准确度。

电能质量培训试题

电能质量培训考核试题 姓名 分数 一、 填空题,每空4分。 1.测量的谐波次数一般为第( )到第( )次,根据谐波源的特点或测试分析结果。可以适当变动谐波次数测量的范围。 2.对于负荷变化快的谐波源例如:炼钢电弧炉,晶闸管变流设备供电的轧机、电力机车等、测量的间隔时间不大于( ) min 晶量次数应满足数理统计的要求一般不少于( )次。 3.谐波测量的数据应取测量时段内各相实测量值的( )%概率值中最大的一相值作为判断谐波是否超过允许值的依据。 4.对负荷变化慢的谐波源可选五个接近的实测值取其 ( )。 5.为了区别暂态现象和谐波对负荷变化快的谐波,每次测量结果可为 ( )s 内所测值的平均值。 6.在测量的频率范围内仪用互感器、电容式分压器等谐波传感设备应有良好的频率特性其引入的幅值误差不应大( )%。相角误差不大于( )。 。在没有确切的频率响应误差特性时,电流互感器和低压电 压互感器用于( )Hz 及以下频率的谐波测量。 7.电网正常运行时,负序电压不平衡度不超过2%,短时不能超过( )%。 8.对于电力系统的公共连接点,供电电压负序不平衡度测量值的10min 方根均值的 ( )%。

9.对于日波动不平衡负荷时间取值:日累计大于()% 的时间不超过()min.且每30min中大于间不超过()min。 二、选择题,每题4分 1.平均额定电压的应用场合为() A.受供电设备 B.线路 C.变压器 D.以上全部 2.电能的质量标准是() A.电压、频率、波形 B.电压、电流、频率 C.电压、电流、波形 D.电压、电流、功率因数 3.国家标准GB12325-2008《电能质量?供电电压允许偏差》规定:10kV 及以下三相供电电压允许偏差为() A.±10% B.±7% C.±5%,+7% D.-10% 4.人们俗称的“地线”实际上是() A.中性线 B.保护线 C.保护中性线 D.相线 5.我们通常以()为界线来划分高压和低压。 A.1000V B.220V C.380V D.1000KV 三、计算题, 20分。 1.已知220V单项供电电压,电压测量值为225V,计算电压偏差,

S变换在电能质量扰动分析中的应用综述

第39卷第3期电力系统保护与控制Vol.39 No.3 2011年2月1日Power System Protection and Control Feb.1, 2011 S变换在电能质量扰动分析中的应用综述 易吉良1,2,彭建春2,谭会生1 (1.湖南工业大学电气与信息工程学院,湖南 株洲 412008;2.湖南大学电气与信息工程学院,湖南 长沙 410082) 摘要:结合国内外采用S变换应用于电能质量扰动分析的现状,对基于S变换的电能质量扰动检测、识别以及其他方面的应用进行了分类和总结。分析了S变换结合各种人工智能与数学工具在进行电能质量扰动分析时的优势和不足,介绍了近年来利用广义S变换、改进S变换和双曲S变换等其他形式S变换在电能质量扰动分析中的应用情况。最后对S变换应用于电能质量扰动分析的发展趋势以及值得进一步研究的问题进行了展望。 关键词:电能质量;S变换;检测;分类;应用 A summary of S-transform applied to power quality disturbances analysis YI Ji-liang1,2,PENG Jian-chun2,TAN Hui-sheng1 (1. College of Electrical and Information Engineering,Hunan University of Technology,Zhuzhou 412008,China; 2. College of Electrical and Information Engineering,Hunan University,Changsha 410082,China) Abstract:On the basis of the application status of S-transform in power quality disturbances analysis at home and abroad, the S-transform based power quality disturbance detection, classification and application in other aspects are summarized and classified.The advantages and disadvantages of using S-transform combining with various artificial intelligent and mathematical tools to analyze power quality disturbance are analyzed The situation of other forms of S .-transform in recent years such as generalized S-transform modified S ,-transform and hyperbolic S-transform applied to power quality disturbance analysis is introduced Finally the develo .,ping trend and further issues of using S-transform to analyze power quality disturbance are presented. This work is supported by National Natural Science Foundation of China (No. 50677015). Key words:power quality;S-transform;detection;classification;application 中图分类号: TM714 文献标识码:A 文章编号: 1674-3415(2011)03-0141-07 0 引言 电能质量扰动(Power Quality Disturbances,PQD)会导致设备过热、电机停转、保护失灵以及计量不准等严重后果,因此电能质量问题引起了广泛的关注。有效的PQD分析是治理电能质量的基础,只有正确识别影响电能质量的诸多因素,查明相应的起因和来源,检测、分类并统计扰动现象,确定扰动范围和幅值,才能从根本上综合治理并提高系统电能质量。而PQD分析主要包括PQD信号的消噪、特征提取、扰动分类和参数估计等四方面的内容[1-2]。 PQD类型较多,可以分为稳态和暂态两大类,单一的时域或频域方法难以胜任所有类型的PQD 基金项目:国家自然科学基金项目(50677015) 分析,因此,时频分析方法成了PQD分析的常用工具。最初,基于小波变换的方法最受研究者的青睐,但小波变换不能单独提取任意频次的信号,而且小波系数受噪声影响较大,这些缺陷使其无法定量检测含噪或含谐波的扰动信号的幅值特征[3]。而短时傅里叶变换存在需要选择窗口类型和宽度以及窗口宽度固定等缺陷,使其在PQD分析中的应用受到了限制。作为小波变换和短时傅里叶变换的继承和发展,S变换采用高斯窗函数且窗宽与频率的倒数成正比,免去了窗函数的选择和改善了窗宽固定的缺陷,并且时频表示中各频率分量的相位谱与原始信号保持直接的联系,使其在PQD分析中可以采用更多的特征量,同时,S变换提取的特征量对噪声不敏感,因此,近年来众多学者纷纷采用S变换并结合其他分析工具应用于PQD的分析,产生了大量研究成果。

电能质量定义

电能质量作业 学生姓名:王朝斌李洋刘佳滢王诗清 学号: 23、58、93 、123 作业题目:串联电抗器的谐波抑制与电抗率选择 2013 年 6月4日

作业题目1: 对电能质量的定义进行总结。 1. 电能质量问题的提出 电能是人类生活中最重要的能源。随着国民经济和科学技术的发展,微电子器件与电力电子技术的广泛应用,对电能质量的要求越来越高;同时由于扰动负荷(如非线性、冲击性或不对称负荷)接入电力系统或其他扰动源(系统短路故障)存在,造成了大量的电能质量问题。不但影响公用电网的安全运行,还对各种电力用户的用电过程造成直接与间接的危害。目前,对电能质量这一术语尚未形成统一定义。IEEE给出电能质量问题的一般解释为在供电过程中导致电气设备出现误动作或故障损坏的任何异常现象,如电压凹陷、过电压、暂态、谐波畸变和电气噪声等。前一部分描述电能质量=供电质量;后一部分给出电能质量问题在供电电压上的具体表现,似乎界定在电能质量=电压质量上。 电能质量离不开电力系统的可靠性问题,其包含系统的容量储备(满足供电需求的能力)和安全性(承受突发扰动的能力)。但从电力系统与电力用户共同关心的内容看,可以认为电能质量=供电质量+电压质量。 从本质上讲,电能质量包括电压质量、电流质量和频率质量三个方面。 (1)电压质量又称电压辐值质量,一般认为电压辐值质量主要受供电侧影响,用实际电压与理想电压间的广义偏差反映供电水平。 (2)电流质量,主要受用户影响,电流质量问题一般就是指谐波。 (3)频率质量一般就是指系统供电的同步频率不满足系统的额定偏差范围的规范,在电源较弱的地区,随着大容量的有功负荷的较快变化,系统频率会出现周期性或非周期性的偏移,目前的调频控制技术和发电管理已经能够较好地控制频率变动。此外,有学者指出电能质量还应包括非技术成分质量问题。 从现有的统计和研究结果来看,破坏程度较为严重的是电压辐值质量问题,也是近年国内外研究重点,故狭义上的电能质量主要是指电压质量,且IEEE在其标准中对电压质量推荐使用电能质量来表示。受电能质量扰动影响最重的是配电网中的工业负荷,故配电网电能质量问题在整个电能质量研究中处于重中之重的地位。 影响电能质量的因素主要有四个方面:①自然现象和灾难,如雷击;②电力设备及装置故障或保护误动作;③终端用户非线性、冲击性污染型负荷的大量使用;④人为事故。保证电能质量水平需要多方面的配合,才能取得双赢或多赢的效果。

电网电能质量的监测与分析

电网电能质量的监测与分析 导读:我根据大家的需要整理了一份关于《电网电能质量的监测与分析》的内容,具体内容:【关键词】分析,监测,质量,电压,电能,电网,随着经济的快速发展,电网中非线性负荷用户的比例不断提高,由此而产生的供电电能质量严重下降,表现得越来越突出。电能质量严重超标正在大范...【关键词】分析,监测,质量,电压,电能,电网,随着经济的快速发展,电网中非线性负荷用户的比例不断提高,由此而产生的供电电能质量严重下降,表现得越来越突出。电能质量严重超标正在大范围的污染供电环境,危及电网及其供电设备的安全稳定运行,严重的影响电力企业及广大用户的经济效益。这种现象在北京孙河220kV变电站表现十分严重,它不但使变电设备的安全运行无法保证,而且影响到当地的企业生产用电和居民生活用电。为此2002年在该站安装了电能质量监测系统,对10kV母线的电能质量进行了连续的监测。1孙河220kV变电站电能质量在线监测系统介绍为了加强对电能质量的管理和监控,2002年在孙河220kV变电站建立了电能质量在线监测系统,进行实时在线监测。此前,该站经常烧TV保险,曾多次发生过TV爆炸的事故,存在严重的谐振现象。采用电能质量在线监测仪进行实时监测,该装置主要有以下几种监测和统计功能:(1) 三相各次谐波电压、电流及其谐波含有率;(2) 三相电压、电流总谐波畸变率; (3) 三相有功、无功功率及其方向;(4) 总的有功功率、无功功率,功率因数及相位移功率因数;(5) 电网频率、线电压、电压偏差;(6) 电压不平衡度、负序电压、负序电流。电能质量在线监测单元,安装在220kV孙

河变电站10kVII段母线,服务器安装在监控中心,是集通讯/数据库/Web 发布于一体的服务器,与变电站监控单元间通过光纤进行通讯传输数据,同时监控数据通过Web服务器对MIS系统开放,支持Web浏览方式,做到数据共享,公司所有局域网内的微机,均可通过Web浏览进行访问,查看电能质量分析的各种报表和数据,了解监测点的电压、电流波形、各次电流电压的谐波分量等电能质量情况。2变电站概况及监测结果该变电站有主变压器2台,容量均为180MVA,220kV母线、110kV母线、10kV母线均分段并列运行,有并联补偿电容器一组,容量为2700kvar,正常运行方式为2号主变带全站负荷。负荷主要是周围一些工厂的工业用电、城市生活用电及周围农业负荷。工业用电主要集中棉厂、纱厂、变压器厂、化工厂和木材加工厂等,这些也是该站主要的谐波源。经过3个月的连续监测,对数据进行了统计,该监测点监测数据的部分统计,见表1~6。3对电能质量的分析根据监测数据和结果分析:(1) 从谐波电压总畸变率表4可看出,该监测点谐波电压总畸变率严重超标。国家标准为4%,实际情况为三相总畸变依次是:6.89%、6.50%、7.24%。对于并联无功补偿装置,10kV 电容器应进行容量及参数计算,适当改变电容参数,避免产生谐振,防止谐波对电容器造成损坏。对该站以后新增负荷时,应严格控制谐波源,以避免谐波分量进一步提高,给电网造成较大的安全隐患。(2) 从各次谐波电压含有率水平表1可见:3次谐波含有率较高,A相为6.7%,其次是5、7次谐波,这对并联无功补偿电容器串联电抗百分数的选择,有重要的参考价值。(3) 谐波电流均不超标,主要谐波频次为:3、5、7、9次,这为谐波治理提供了基础数据。(4) 根据上述分析可判断,该监测点存在严重

几种电能质量扰动检测和分类方法研究

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/a210663268.html, 几种电能质量扰动检测和分类方法研究 作者:杨正凡 来源:《科技风》2018年第30期 摘要:随着电力行业的发展、新型电力电子器件和大量非线性负荷的使用,致使电能质量问题正变得越來越严重,同时,电力供应商和电能消费者均对电能质量提出更高的要求。电能质量扰动信号的识别分类是进行电能质量扰动参数分析、定位扰动信号发生的源头,并对电能质量进行改善的重要前提。本文对几种电能质量暂态扰动信号的定位与识别方法进行了探讨,简析它们在处理电能质量扰动信号上的优缺,为后续的相关工作提供参考。 关键词:电能质量;扰动;定位与分类 1 电能质量扰动检测方法 1.1 傅里叶变换 傅里叶变换就是把时域上的信息映射到了频域上,因此可以分别从时域和频域两个角度来观察信号所具有的特性。但傅里叶变换只能反映信号在整个时间轴上的整体信息,却不能反映局部时间上频率特性。因此,傅里叶变换只适合处理一些平稳的、随时间周期变化的信号,否则会出现栅栏效应和频谱泄露。离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)在频域检测中也得到了广泛的应用,通过加窗、插值及频谱校正等方式在傅里叶方法上进行了改善,使得变换速度和计算精度得到了很大的提高。而后又提出了快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT),因其克服了DFT的计算量大等问题,使得其运算速度得到很大的提升。 1.2 小波变换 小波变换是一常用的处理电能质量的时频域分析法。小波变换可以很好的处理非平稳的信号,并且它能够同时从时域和频域进行观察,可以用一个二维矩阵实现信号的重构和局部变化,它的时频窗口可以自适应变化,具有良好的时频局部化特性。而能否选取合适的小波基使得小波变换的分析结果差别很大,而且小波变换的冗余度和计算量都较大。连续小波变换、离散小波变换、小波包变换等改进型方法克服了小波变换的缺陷在实际中得到大量应用。 1.3 希尔伯特黄变换 希尔伯特黄变换(Hilbert.Huang Transform,HHT)也是一种时频域分析法,实现了完全自适应并对非平稳信号有着精准的分析。能同时满足时间域和频率轴上所要求的精度要求,对突变信号的处理性更强。但其需要复杂的递回,运算时间反而比短时傅里叶变换要长。由于

电能质量电压波动和闪变定稿版

/T电能质量电压波动 和闪变 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

电能质量电压波动和闪变 Power quality—Voltage fluctuation and flicker GB12326—2000 代替GB12326—1990 前言 本标准是电能质量系列标准之一,目前已制定颁布的电能质量系列国家标准有:《供电电压允许偏差》(GB 12325—1990);《电压允许波动和闪变》(GB 12326—1990);《公用电网谐波》(GB/T 14549—1993);《三相电压允许不平衡度》(GB/T 15543—1995)和《电力系统频率允许偏差》(GB/T 15945—1995)。 本标准参考了国际电工委员会(IEC)电磁兼容(EMC)标准IEC 61000-3-7等(见参考资料),对国标GB 12326—1990进行了全面的修订。 和GB 12326—1990相比,这次修订的主要内容有: 1)将系统电压按高压(HV)、中压(MV)和低压(LV)划分,分别规定了相关的限值,以及对用户指标的分配原则。 2)将国标中闪变指标由引用日本ΔV10改为IEC的短时间闪变P st和长时间闪变P lt指标,以和国际标准接轨,并符合中国国情。 3)将电压波(变)动限值和变动频度相关联,使标准对此指标的规定更切合实际波动负荷对电网的干扰影响。

4)将原标准中以电压波(变)动为主,改为以闪变值为主(原标准中ΔV10均为推荐值),以和国际标准相对应。 5)对于单个用户闪变允许指标按其协议容量占总供电容量的比例分配,并根据产生干扰量及系统情况分三级处理(原标准中无此内容),既使指标分配较合理,又便于实际执行。 6)引入了闪变叠加、传递等计算公式,高压系统中供电容量的确定方法以及电压变动的计算和闪变的评估等内容,并给出一些典型的实例分析。 7)对IEC 61000-4-15规定的闪变测量仪作了介绍,并作为标准的附录A,以利于测量仪器的统一。 8)整个标准按国标GB/T1.1和GB/T1.2有关规定作编写。原标准名称的引导要素“电能质量”英译为“Power quality of electric energy supply”改为国际上通用的“Power quality”,并将本标准名称改为《电能质量电压波动和闪变》。 作为电磁兼容(EMC)标准,IEC 61000-3-7等涉及的内容相对较多,论述上不够简洁。在国标修订中选取相关内容,基本上删去对概念和原理的解释部分,因为国内将陆续发布等同于IEC 61000的EMC系列标准,可作为执行电能质量国家标准参考。对于国标中所需要的一些定义、符号和缩略语,以及相关闪变测量仪规范和闪变(Pst)的表达式等,主要参考了IEC 61000-3-3、IEC 61000-4-15。 须指出,在采用IEC 61000相关内容中,本标准对于下列几点作了修改: 1)按IEC标准,对闪变P st、P lt指标,每次评定测量时间至少为一个星期,取99%概率大值衡量。这样规定,在电网中实际上难以执行。本标准中对

电能质量限值计算汇总

第3章供配电网电能质量限值计算 3.1供配电网电能质量限值的定义 对供配电电网特定供电点的供电指标限值和用电质量指标限值称之为该供电点的电能质量限值。 供配电网电能质量限值不包括设备定型试验时对无条件接入公用低压供电系统的设备的电磁兼容限值(谐波电流发射限值和电压波动和闪烁的限制)。 供配电网供电质量指标限值包括供电电压偏差限值、电力系统频率偏差限值、三相电压不平衡度限值、电压波动和闪变限值、谐波电压限值、间谐波电压限值、电压暂降限值等。 供配电网用电质量指标限值包括负序电流限值、波动负荷产生的电压闪变限值、谐波电流限值、单个用户引起的间谐波电压限值、功率因数限值、有功冲击限值等、。 用电质量恶化是使供电质量变差的主要因素,因此用户对电网电能质量的干扰水平常用用电质量指标衡量。 3.2供配电网电能质量限值计算的必要性 严格地控制用户或电力设备对电网的干扰水平和提高电网供电的电压质量需要较高的电网控制和管理成本,但是可以降低电网损耗,净化电网和电力设备的运行环境,使电网和电力设备更加安全高效运行,降低电力设备的设计制造费用。反之,如果放宽用户或电力设备对电网的干扰和降低电网供电的电压质量则会降低电网控制和管理成本,但是将使电网损耗增大,电网和电力设备运行环境恶化,增加电网和电力设备的运行故障,增大电力设备的设计制造难度和费用。 为了协调维护电力公司、用户和电力设备制造商三者之间的利益,以在整体社会成本最小的条件下,把电能质量控制在允许的范围内,需要一套统一而且完整的电能质量标准。电能质量限值计算实际上就是在相关各方的权利和利益平衡的基础上,按照标准为相关各方提供一个共同的遵守规范,进而在整个社会成本最小的条件下,通过相关各方的合作,在电力公司、电力用户和电力设备三者之间实现最大的兼容。 3.3供配电网电能质量考核 3.3.1公用电网公共连接点的电能质量考核(电网公司内部管理考核) (1)考核点

电能质量在线监测与分析在电厂的应用

电能质量在线监测与分析在电厂的应用 发表时间:2017-12-22T17:29:18.477Z 来源:《电力设备》2017年第26期作者:朱清伦 [导读] 摘要:本文介绍了兴义电厂电能质量监测点的设置、硬件组成以及电能质量各定值的设置原则,详细阐述了电能质量在线监测与分析在兴义电厂中的应用。 (贵州兴义电力发展有限公司贵州兴义 562400) 摘要:本文介绍了兴义电厂电能质量监测点的设置、硬件组成以及电能质量各定值的设置原则,详细阐述了电能质量在线监测与分析在兴义电厂中的应用。对其他发电厂开展电能质量监测与分析具有很好的指导和借鉴意义。 关键词:电能质量;在线监测与分析;电压;频率 1 概述 随着国民经济的发展,用电负荷日趋复杂化和多样化,大量具有非线性、冲击性和不平衡特性的负荷造成电网电能质量的恶化;同时,现代工商业大量使用的计算机系统、快速发展的高新技术产业对电能质量的要求却越来越高,尤其是一些电能质量敏感企业一旦发生问题,会产生很大的经济损失。为了能够输出优质的电能提供给用户,兴义电厂安装了电能质量在线监测和分析装置,对输出电能进行在线监测和分析并及时发现电能质量问题,采取有效的措施提高电能质量。 2 兴义电厂电能质量监测点的设置 贵州兴义电厂装机容量为2×600MW,#1机组主接线为220kV双母接线,#2机组主接线为500kV单线路,#1机组设6kV厂用电源三段:#1机组6kV工作1A段、#1机组6kV工作1B段及6kV脱硫及公用0A段;#2机组设6kV厂用电源三段:#2机组6kV工作2A段、#2机组6kV工作2B段及6kV脱硫及公用0B段。根据发电厂电压监测点设置原则(发电厂所在区域的电网调度中心列为考核点及监测点的电厂高压母线;与主网(220kV及以上电压电网)直接连接的发电厂高压母线;小型火力发电厂与地区电网连接的35kV~110kV电压等级高压母线),兴义电厂将500kV线路电压、220kV I母电压、220kV II母电压、#1机组6kV工作1A段、#1机组6kV工作1B段、6kV脱硫及公用0A段、#2机组6kV工作2A段、#2机组6kV工作2B段、6kV脱硫及公用0B段共9路电压接入电能质量在线监测系统进行监测。 4 兴义电厂电能质量在线监测系统定值的整定 4.1 电压偏差定值整定 兴义电厂500kV线路电压、220kV I、II母电压偏差定值按照调度部门下发的电压曲线进行整定,500kV线路电压调度要求在(535—537)+3kV,即最高不超过540kV,最低不超过532kV,因此定值高限值整定为9%,低限值整定为6.4%。而220kV母线电压调度要求在225—232kV之间,因此电压偏差定值高定值整定为5.46%,低限值整定为2.26%。而厂用6kV定值依据电能质量技术监督规程其电压偏差定值整定为+7%。 4.2 频率偏差定值 兴义电厂500kV线路电压、220kV母线电压及厂用6kV电压频率偏差定值依据电能质量电力系统频率偏差(GB/T 15945-2008)国家标准整定为+0.2Hz。

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