面向智能电网的电能质量分析平台

摘要

随着电力系统中各种电力电子设备、非线性负载及冲击性负载不断增加，电网中的电能质量问题日益严重，对电力系统和用户设备的正常运行造成严重危害；同时，各种高精度、高技术含量的工业生产以及智能电网的快速发展又对电网的电能质量提出了更高要求。新形势下，开展电网以及重要负载的电能质量监测和监测系统高级应用功能研究，以及典型冲击性负载电能质量问题研究，对于提高电网电能质量水平具有重要作用。因此，本文在总结国内外电能质量监测系统发展趋势和智能电网发展分析的基础上，提出建立面向智能电网的新一代电能质量分析平台，旨在提升现有系统的高级应用功能。本文详细阐述了平台的设计目标、系统架构、主要功能模块及实现策略，同时介绍了电能质量评估和预警功能模块在江苏电网实践应用成果，最后，简要介绍了冲击性负荷(特指电气化铁路)电能质量监测评估。
　　本文主要研究内容如下：
　　(1)电能质量分析平台基本架构。归纳了电能质量监测系统的发展趋势，进而提出分析平台的架构，重点介绍了平台的设计目标、系统架构、主要功能模块及实现策略，同时，依据平台各项功能和用户电力技术的发展，提出了平台应用于优质供电区的电能质量控制和管理的构想，并进一步介绍如何推进平台的实际应用。
　　(2)电能质量评估方法研究。分析了现有电能质量评估算法优缺点，提出改进的基于灰色关联度的电能质量综合评估方法，详细介绍了该评估方法实施步骤，并介绍该算法在江苏电能质量评估中实践应用成果。该方法既保留了原始数据特征，同时计算步骤简单。评估结果验证了该方法的可行性和实用性。
　　(3)电能质量预警策略研究。开展电能质量监测数据超标和异常挖掘的研究，以及时发现电网中存在的系统设备故障及供电质量超标问题；建立了基于电能质昔指标严重程度的预警机制，并依据稳态和暂态指标预警阀值设置不同，提出了不同预警策略。
　　(4)电气化铁路电能质量问题研究。简要介绍了电气化铁路电能质量问题及监测评估现状，分析了电气化铁路牵引网和机车录波数据，得出了典型工况(过分相)下电气化铁路电能质量指标特点。