CN107505522B - 一种基于增益预判建模的电能质量评估方法及测试仪 - Google Patents

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Abstract

本发明基于增益预判建模的电能质量评估方法，包括步骤：对所辖区域内负荷进行分类统计，得出各负荷影响电能质量的增益数据，结合当前运行情况累加到增容前的实测电能质量曲线a上再形成一条校正电能质量曲线b；根据校正电能质量曲线b对增容系统建模得到增容后预测电能质量曲线c，作为评估依据；增容项目完成后再对现场实测，获取当前实测电能质量曲线d；将电能质量曲线d和电能质量曲线a的差模值叠加到电能质量曲线b上，形成电能质量曲线e，比较电能质量曲线e和国标限值，确定其是否存在超标可能。另外本发明还提供了相应的测试仪。本发明可以较为真实的反应增容设备投产后在较为恶劣情况下电能质量数据，同时得出增容设备的增益数据。

Description

一种基于增益预判建模的电能质量评估方法及测试仪
技术领域
本发明属于电力系统电能质量检测领域，特别涉及一种基于增益预判建模的电能质量评估方法及测试仪。
背景技术
随着电力电子技术的发展，非线性电力电子设备在电力系统得到了广泛应用，同时直流输电、调速电机以及无功补偿器等大量投入运行，这些设备的运行是的电网中电压和电流波形畸变越来越严重。另外冲击性负荷、波动性负荷，如电弧炉、电力机车等，运行中不仅会产生大量的高次谐波，还会产生电压波动、闪变及三相不平衡等电能质量问题。同时随着各种复杂、精密、对电能质量要求较高的用电设备不断普及，人们对电能质量的要求越来越高。
在实际应用中，很多用户站都没有电能质量在线监测装置，对于此类工程的增容评估方案，现有的方法会存在一些问题，比如：
1、在开工前对当前电能质量数据进行不低于24小时的测量，作为背景参数，存在问题是采集数据的时间窗比较短，用24小时衡量一年或者更长时间，不太合理；
2、增容设备模型数据与实际数据会存在一定程度的差异；
3、最终的测试判断依据是当前实测值是否低于国标，基于问题1的分析，实测电能质量数据与真实数据存在一定偏差，同时该实测也不能为后续再次增容提供参考数据。
综上所述存在问题，有必要对现有的电能质量评估方法进行改进。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种基于增益预判建模的电能质量评估方法及测试仪，专门用于解决短时域测试带来的电能质量实测数据与实际运行电能质量数据偏差，其方法对所辖区域内负荷进行分类统计，得出各负荷影响电能质量的增益数据，将增益数据根据实际运行情况叠加至实测电能质量数据中，对增容设备进行预评估、实测数据校正，使得最终校正的电能质量数据与系统较恶劣运行情况下电能质量数据接近，达到评估的效果。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种基于增益预判建模的电能质量评估方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：对所辖区域内负荷进行分类统计，得出各负荷影响电能质量的各项增益；
步骤2：根据运行情况累加到增容前的实测电能质量曲线a上再形成一条校正电能质量曲线b；
步骤3：根据校正电能质量曲线b对增容系统建模得到增容后预测电能质量曲线c，比较预测电能质量曲线c和国标限值，作为电能质量预评估依据；
步骤4：增容项目完成后再对现场实测，获取当前实测电能质量曲线d；
步骤5：将实测电能质量曲线d和实测电能质量曲线a的差模值叠加到校正电能质量曲线b上，形成校正电能质量曲线e；
步骤6：比较校正电能质量曲线e和国标限值，确定其是否存在超标可能。
本发明提供的基于增益预判建模的电能质量测试仪，其特征在于包括采样模块、计算模块、处理模块、判断模块及通讯模块，其中：
所述采样模块用于采集电压互感器二次侧三相交流电压以及电流互感器二次侧三相交流电流，为测试仪提供电气量数据；
所述计算模块用于将采样模块采集的数据进行计算，计算出电能质量评估所需的电压偏差、各次谐波、电压电流不平衡等实测数据，形成实测电能质量曲线a和d；
所述处理模块在使用者将增益数据通过通讯模块导入测试仪后，将采样模块实测的数据叠加增益值，得到校正电能质量曲线b和e，同时将实测电能质量曲线d和a的差模数据进行记录储存；
所述判断模块用于根据计算模块的结果，与国标限值进行比较，判断电能质量数据是否满足要求；
所述通讯模块用于与外围设备数据交换，与测试仪液晶面板显示屏、按键数据交换，满足数据导入、导出，显示、操作功能。
本发明的有益效果为：本发明针对现有电能质量测试方法存在的不足，提出一种基于增益预判建模的电能质量评估方法，该测试方法更加贴合实际情况，拟合出与现场较为接近的电能质量数据，同时对增容设备数据通过差模方式提取，作为后续建模参考。
附图说明
图1 是本发明方法的数据处理逻辑图。
图2 是本发明测试仪的功能模块图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。
如图1所示，为本发明方法的数据处理逻辑图。
本实施例基于增益预判建模的电能质量评估方法，包括如下步骤：
步骤1：对所辖区域内负荷进行分类统计，得出各负荷影响电能质量的各项增益。本步骤中的增值数据根据电能质量大数据网络及当地供电部门实际运行情况获得。
步骤2：根据运行情况累加到增容前的实测电能质量曲线a上再形成一条校正电能质量曲线b。
步骤2中，电能质量曲线a和校正电能质量曲线b需要在投运前再次进行测量、校正，获得最新的电能质量曲线a和校正电能质量曲线b，满足投运前后除增容设备外，其余负荷情况一致，未投运设备的增益是按如下原则进行累加：
A、计算未投运设备全部投入运行情况下的电能质量数据；
B、计算满载数据扣除最大冲击负荷功率值后稳态运行的各项增益，再加上最大冲击负荷冲击状态下的各项增益。
上述两者取增益较大的值作为校正值，最终在增容前的实测电能质量数据曲线a上再叠加增益值形成一条校正电能质量曲线b。
步骤3：根据校正电能质量曲线b对增容系统建模得到增容后预测电能质量曲线c，比较预测电能质量曲线c和国标限值，作为电能质量预评估依据。
步骤4：增容项目完成后再对现场实测，获取当前实测电能质量曲线d。
步骤5：将实测电能质量曲线d和实测电能质量曲线a的差模值叠加到校正电能质量曲线b上，形成校正电能质量曲线e。本步骤中实测电能质量曲线d与实测电能质量曲线a的差模值作为增容设备的实际增值数据，保存入数据库，作为后续建模时参考数据。
步骤6：比较校正电能质量曲线e和国标限值，确定其是否存在超标可能。校正电能质量曲线e可作为后续再次增容时背景数据。
本实施例基于增益预判建模的电能质量测试仪，功能模块图见图2。测试仪包括采样模块、计算模块、处理模块、判断模块及通讯模块，其中：
所述采样模块用于采集电压互感器二次侧三相交流电压以及电流互感器二次侧三相交流电流，为测试仪提供电气量数据；
所述计算模块用于将采样模块采集的数据进行计算，计算出电能质量评估所需的电压偏差、各次谐波、电压电流不平衡等实测数据，形成实测电能质量曲线a和d。计算模块实测电能质量曲线a和d具有锁存功能，便于处理模块在此数据上进行叠加计算，校正电能质量曲线b也具有锁存功能。
所述处理模块在使用者将增益数据通过通讯模块导入测试仪后，将采样模块实测的数据叠加增益值，得到校正电能质量曲线b和e，同时将实测电能质量曲线d和a的差模数据进行记录储存。通讯模块用于与外围设备数据交换，与测试仪液晶面板显示屏、按键数据交换，满足数据导入、导出，显示、操作功能。
所述判断模块用于根据计算模块的结果，与国标限值进行比较，判断电能质量数据是否满足要求。判断模块根据各项实测参数与国标限值比较，根据各指标污染程度分级别传输给通讯模块，用于测试仪液晶面板显示，其中绿色为合格，黄色为接近，红色为超标。绿色、黄色、红色区分污染程度指标支持人为设定。
以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于增益预判建模的电能质量评估方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：对所辖区域内负荷进行分类统计，得出各负荷影响电能质量的各项增益；
步骤2：根据运行情况将未投运设备的增益累加到增容前的实测电能质量曲线a上再形成第一校正电能质量曲线b；其中所述的步骤2中，增容前的实测电能质量曲线a和第一校正电能质量曲线b需要在投运前再次进行测量和校正，获得增容前的实测电能质量曲线a和第一校正电能质量曲线b，满足投运前后除增容设备外，其余负荷情况一致，未投运设备的增益是按如下原则进行累加：
A、计算未投运设备全部投入运行情况下的电能质量数据；
B、计算满载数据扣除最大冲击负荷功率值后稳态运行的各项增益，再加上最大冲击负荷冲击状态下的各项增益；
A、B两者中的增益较大的值作为校正值，最终在增容前的实测电能质量数据曲线a上再叠加增益值形成第一校正电能质量曲线b；
步骤3：根据第一校正电能质量曲线b对增容系统建模得到增容后预测电能质量曲线c，比较预测电能质量曲线c和国标限值，作为电能质量预评估依据；
步骤4：增容项目完成后再对现场实测，获取增容后的实测电能质量曲线d；
步骤5：将增容后的实测电能质量曲线d和增容前的实测电能质量曲线a的差模值叠加到第一校正电能质量曲线b上，形成第二校正电能质量曲线e；
步骤6：比较第二校正电能质量曲线e和国标限值，确定其是否存在超标可能。
2.如权利要求1所述的一种基于增益预判建模的电能质量评估方法，其特征在于：其中所述的步骤1中的增益根据电能质量大数据网络及当地供电部门实际运行情况获得。
3.如权利要求1所述的一种基于增益预判建模的电能质量评估方法，其特征在于：其中所述的步骤5中增容后的实测电能质量曲线d与增容前的实测电能质量曲线a的差模值作为增容设备的实际增值数据，保存入数据库，作为后续建模时参考数据。
4.如权利要求1所述的一种基于增益预判建模的电能质量评估方法，其特征在于：其中所述的步骤6中第二校正电能质量曲线e作为后续再次增容时背景数据。
5.一种基于增益预判建模的电能质量测试仪，其特征在于包括采样模块、计算模块、处理模块、判断模块及通讯模块，其中：
所述采样模块用于采集电压互感器二次侧三相交流电压以及电流互感器二次侧三相交流电流，为测试仪提供电气量数据；
所述计算模块用于将采样模块采集的数据进行计算，计算出电能质量评估所需的电压偏差、各次谐波以及电压电流不平衡实测数据，形成增容前的实测电能质量曲线a和增容后的实测电能质量曲线d；
所述处理模块在使用者将未投运设备的增益通过通讯模块导入测试仪后，将采样模块实测的增容前的实测电能质量曲线a叠加未投运设备的增益，得到第一校正电能质量曲线b；将增容后的实测电能质量曲线d和增容前的实测电能质量曲线a的差模值叠加到第一校正电能质量曲线b上，得到第二校正电能质量曲线e，同时将增容后的实测电能质量曲线d和增容前的实测电能质量曲线a的差模数据进行记录储存；
所述判断模块用于根据计算模块的结果，与国标限值进行比较，判断电能质量数据是否满足要求；
所述通讯模块用于与外围设备、测试仪液晶面板显示屏和按键进行数据交换，满足数据导入、导出、显示以及操作功能。
6.如权利要求5所述的一种基于增益预判建模的电能质量测试仪，其特征在于：所述的计算模块对增容前的实测电能质量曲线a和增容后的实测电能质量曲线d具有锁存功能，便于处理模块在此数据上进行叠加计算，校正电能质量曲线b也具有锁存功能。
7.如权利要求6所述的一种基于增益预判建模的电能质量测试仪，其特征在于：所述的判断模块根据各项实测参数与国标限值比较，根据各指标污染程度分级别传输给通讯模块，用于测试仪液晶面板显示，其中绿色为合格，黄色为接近，红色为超标。
8.如权利要求7所述的一种基于增益预判建模的电能质量测试仪，其特征在于：使用所述的绿色、黄色、红色区分污染程度指标支持人为设定。
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