基于智能开关的配电网电能质量监测及负荷控制技术研究

摘要

随着社会经济的不断进步,电能紧缺情况日益严峻,同时电力用户对电能质量的要求也越来越高,因此负荷控制与电能质量监测日益受到关注。目前主要采用永久性的固定设备对各主要供电端进行在线监测和负荷控制,然而专用的电能质量监测和负荷控制设备性价比很低而且监控效果有限。因此本文针对智能配电网建设与发展的需要,提出了一种具有分布式负荷控制电能质量监测功能的智能开关。
　　 首先论文介绍了电能质量问题的分类情况及电能质量标准。电力系统中大量非线性负荷的使用导致了电能质量信号的非平稳性和复杂性。针对复杂电能质量信号的检测问题,采用Hilbert-Huang变换(HHT)对复杂电能质量信号进行分析。介绍了HHT的基本原理;提出了实现复杂电能质量信号检测的HHT方法;分析了HHT在复杂电能质量信号检测中的优越性。仿真实验说明该方法可以实时精确的检测电能质量扰动的起止时刻和电压波动幅度,适用多扰动情况下的电能质量检测系统。
　　 随后针对能源短缺需求侧管理要求下的负荷控制问题,论文介绍了负荷控制的常规方法、电能质量异常情况下的负荷控制方法和紧急缺电情况下可中断负荷的控制方法;针对紧急缺电情况下可控负荷的问题,建立了一种可中断负荷的控制模型;针对该模型的多目标多约束条件下的最优解求取问题,论文采用粒子群优化算法对多时段可中断负荷问题进行求解。介绍了粒子群优化算法在负荷控制中的应用,采用算列仿真,得到的启停关系结果接近最优解,能够满足需求侧管理和有序用电的要求。
　　 论文最后给出智能开关系统的硬件和软件设计过程,分别介绍了硬件总体框图,部分重要硬件模块;提出了软件设计的总体框图,部分设计思想和各个功能性模块程序流程框图。
　　 利用智能型开关来实现电能质量和负荷的在线监测,是一种技术上可行的较经济的方案,为电能质量的监测、供用电秩序调整提供决策依据和解决方案。