标准化数据集成的智能电网配网末端电能质量监测

1 引言

国家电网公司提出2020年全面建成统一坚强智能电网。而满足新世纪用户需求，保障电能质量是建设智能电网的基础。相比传统电网，智能电网对于配网电能质量监测的范围更广，粒度更细。主要表现为以下几点：

1)诸如风能、太阳能和生物质等可再生能源发电技术的成熟，带来了电力来源的多元化，要求监测不同来源的电能质量，尤其是受天气和时间影响较大的，输出波动明显的风能、太阳能发电;2)新储能技术的使用，对于电能质量的保存提出了新的要求，需要对电能的储存过程进行监控;3)微电网和分布式能源技术的不断发展，要求电网设备实现即插即用和无缝切换，改变了常规电网的结构，各类分布式电源单元、负荷及控制系统都对电压形态、网损、电流稳定、电网谐波有较大的影响;4)输配电技术的不断发展，诸如高温超导、复合材料、新的监测技术的出现，改变了电能的传输方式，也为监测提供了新的视角和手段;5)高级计量体系(AMI)网络的逐步实现，电能质量控制装置及智能电表的大量使用，产生了大量的数据，电能质量监控及电力通信双向互动的要求更高;6)用户侧新设备、新建筑的使用，诸如：混合电动车、智能电器、智能楼宇，转变了传统的用电模式，定制电能的需求将更为广泛;7)小型用户自有电源、储能元件的接入，如屋顶太阳能技术等，允许用户将多余电能的上网和储存，需要采取双向通信的方式，保证投切时电能质量。

可见，智能电网时代对于配网末端电能质量的监测要求更高，数量庞大的监测设备，海量的监测数据、状态参数，必须有一个完善的、可扩充的、标准的信息平台来支撑电能质量的监测。实现准确、真实、及时的监测配网末端电能质量，做出正确的分析，采取有效的措施。

2 智能电网配网末端电能质量监测业务分析与要求

2.1 概念及影响要素分析

技术协调委员会(IEEE)对电能质量的定义：“为敏感设备提供的电力和设置的接地系统是均适合于该设备正常工作的。”

配网末端电能质量监测的影响要素包括状态指标和供需侧分析。

状态指标方面，电能质量主要包括稳态指标和暂态扰动。稳态指标包括频率偏差、电压波动、电压闪变、三相电压(电流)不平衡度、波形畸变，可进行趋势图查询、合格率统计等;暂态扰动包括电压凹陷、电压凸起、电压间断、暂态震荡等电力系统发生故障及投切操作等所伴随的暂态现象。

供需侧分析方面，电压和频率偏差基本上取决于供需侧的平衡关系，分布式电源、储能设备及智能用电设备等的大量接入必然会产生影响;而波动、闪变、不平衡度、谐波及暂态扰动等现象，则既决定于供电侧的电力网络、设备运行情况，又受到需求侧负荷性质的影响，如用电设备的电力干扰。

2.2 功能要求

配网末端电能质量监测的功能要求可概括为： “全面、准确、实时、自动、互动”。

配网设备数多、覆盖面广。监控分布式发电设备、储能设备、传输线路、配网设备、智能表计、新型用电设备、电动汽车等会产生大量的实时数据及状态信息，全面、准确、实时的监控配电设备及电能质量，实现配网末端电能从配电、送电到用电的全面管理。如：实时监测、扰动源定位等。根据国家相关标准，对电力质量各相关参数的合理范围进行评估，通过诊断规则库及专家经验等方法，实现电能质量自动管理。另外，诸如用户侧发电、储能和用电设备对于电能质量影响等的动态管理，实现互动性。

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