CN114895137B - 一种供电设备供电质量测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明供电质量测试技术领域，具体公开了一种供电设备供电质量测试方法，所述测试方法包括：S1、获取供电设备各个监测点电能质量指标的数据；S2、对供电设备施加干扰源，获取供电设备各个监测点干扰状态下的电能质量指标的数据；S3、分别对非干扰状态下的电能质量指标的数据和干扰状态下的电能质量指标的数据进行分析，根据分析的结果判断电能质量；本发明能够判断出供电设备在干扰状态下能否有效的保证供电质量，并通过干扰状态及非干扰状态下监测结果的对比，在出现电能质量指标不合格时，能够判断监测结果是否受到电磁干扰影响，进而能够协助后续对供电设备的调整。

Description

一种供电设备供电质量测试方法

技术领域

本发明涉及供电质量测试技术领域，具体为一种供电设备供电质量测试方法。

背景技术

电能质量是指通过公用电网供给用户端的交流电能的品质；理想状态的公用电网应以恒定的频率、正弦波形和标准电压对用户供电；但由于系统中的发电机、变压器和线路等设备的非线性或不对称、负荷性质多变，加之调控手段不完善及运行操作、外来干扰和各种故障等原因，实际过程中这种理想的状态并不存在，因此产生了电网运行、电力设备和供用电环节中的各种问题，也就产生了电能质量的概念，电能质量不仅关系到电网企业的安全经济运行，也影响到用户的安全运行和产品质量，而造成电能质量较差的因素一方面是供电线路造成的，另一方面则源于供电设备自身输出电能质量造成的。

电能质量的指标包括电压偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变、频率偏差等，我国也针对不同的电能质量指标制定了对应的标准，例如GB/T12325-2008电能质量供电电压偏差、GB/T 12326-2008电能质量电压波动和闪变、GB/T15945-2008电能质量电力系统频率偏差等，通过检测的结果与对应的标准进行对比，能够对电能质量是否符合要求进行判断。

现有的供电设备一般会设置抗干扰装置来抑制外界电磁干扰，由于实际过程中干扰的发生是随机产生的，且现有的电能质量分析一般是采用手持式或便携式仪器进行，因此在供电质量监测过程中不能对干扰状态下的供电质量指标进行准确的分析判断，即现有的供电监测方式虽然能够判断出供电质量是否符合要求，但当监测到供电质量指标不符合要求的状况下，不能判断出是由于外界电磁干扰造成的还是由于供电设备自身原因造成的，进而不利于后续对供电设备的调整或修整。

发明内容

本发明的目的在于提供一种供电设备供电质量测试方法，解决以下技术问题：

如何实现供电质量准确监测的同时判断出供电装置的抗干扰状况。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种供电设备供电质量测试方法，所述测试方法包括：

S1、获取供电设备各个监测点电能质量指标的数据；

S2、对供电设备施加干扰源，获取供电设备各个监测点干扰状态下的电能质量指标的数据；

S3、分别对非干扰状态下的电能质量指标的数据和干扰状态下的电能质量指标的数据进行分析，根据分析的结果判断电能质量；分析的过程包括：

S31、判断非干扰状态下的电能质量指标是否符合要求；

S32、判断干扰状态下的电能质量指标是否符合要求；

S33、对步骤S31和S32中获得结果进行对比分析：

若非干扰状态下和干扰状态下的电能质量指标均符合要求，则判定供电质量合格；

若非干扰状态下的电能质量指标符合要求但干扰状态下的电能质量指标不符合要求，则判定供电质量合格，但供电设备抗干扰性差；

若非干扰状态下的电能质量指标不符合要求，则判定供电质量不合格。

于一实施例中，所述非干扰状态下的分析方法为：

S311、将各项电能质量指标的数据分别与对应的标准范围进行对比：

若各项电能质量指标的数据均落入标准范围，则进入步骤S312；

否则，判定供电质量不符合要求，且不符合项为未落入标准范围的电能质量指标；

S312、将各项电能质量指标分别与对应的历史均值范围进行对比：

若各项电能质量指标均落入历史均值范围，则判定供电质量较优；

否则，对监测点进行多时间点监测，根据多时间点监测的结果评价电能质量。

于一实施例中，所述历史均值范围获取的方式为：

获取各个位置点监测时间点之前特定时段内的各项电能质量指标数据；

去除各项电能质量指标数据中的异常数据；

根据剩余的数据获得各项电能质量指标的历史均值范围。

于一实施例中，多时间点监测的方法为：

对未落入历史均值范围的电能质量指标分别进行次数为N且相隔时间为T的监测，其中N≥3，T≥10s。

于一实施例中，根据多时间点监测评价电能质量的方法为：

判断多个时间点监测数据中是否存在不符合标准范围的电能质量指标：

若存在，则判定供电质量不符合要求；

否则，分别根据各个时间点各个电能质量指标的监测数据获取最大差量，将最大差量与各电能质量指标对应的预设阈值进行对比：

若最大差量＜预设阈值，则判定电能质量良好；

否则，判定电能质量稳定性较差。

于一实施例中，所述测试方法还包括：

S4、根据不符合要求电能质量指标的种类确定供电设备的调整策略。

于一实施例中，所述步骤S4包括：

根据不同故障源发生故障时电能质量指标数据的变化，对不同故障源确定若干个不同的关联项；

将不符合要求的供电质量指标分别与不同故障源的关联项进行比对；

选取重合度最高的故障源对应的调整策略对供电设备进行调整。

于一实施例中，根据多时间点监测评价电能质量的方法还包括：

根据多个时间点监测数据的变化趋势预测供电质量。

于一实施例中，所述预测供电质量的方法为：

对不同供电质量指标建立监测数据-时间折线；

采用斜率法对数据进行拟合，获得斜率k；

将斜率k与不同供电质量指标对应的阈值范围进行对比，根据对比判断预测供电质量。

本发明的有益效果：

（1）本发明通过对非干扰状态下的电能质量指标进行分析，能够判断出供电设备输出的电力电能质量指标是否符合要求，通过对干扰状态下的电能质量指标进行分析，能够判断出供电设备在干扰状态下能否有效的保证供电质量，通过干扰状态及非干扰状态下监测结果的对比，能够对供电设备的抗干扰能力进行间接性判断，通过判断的结果能够协助后续对供电设备的调整。

（2）本发明通过将监测的数据与标准范围及历史均值范围进行对比，在能够判断出供电质量是否符合国家标准要求的同时，还能对监测数据相对于历史均值数据产生的波动进行判断，进而提高对供电电能质量监测的敏感性。

（3）本发明通过对异常数据的剔除，能够保证历史均值范围更加准确的反映出该监测点电能质量状况，进而在通过历史均值范围对电能质量指标数据进行分析时，能够更加准确的判断出电能质量指标是否存在偏差，进而更加利于通过数据对供电设备进行准确的分析。

（4）本发明通过多时间点检测来对电能质量进行评价，能够对电能质量的稳定性作进一步的分析判断，进而能够有效的协助电力维护人员及时准确发现电力系统中存在的问题或故障，进而及时对故障问题进行处理。

（5）本发明通过检测的电能质量指标异常项目对故障源进行预测，能够有效的协助电力检修人员对供电设备的故障问题进行准确的判断，进而通过采用对应的调整策略来对供电设备进行维修、调试，提高了温供电设备的处理效率。

（6）本发明通过检测数据的变化趋势对供电质量的预测分析，能够协助电力检修人员对供电设备的潜在问题进行及时的确认，进而在出现故障问题前对潜在问题进行提前解决，避免后续由于电能质量问题对电网的电能质量造成不利的影响。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明供电设备供电质量测试方法的步骤流程图；

图2是本发明供电设备供电质量测试方法中步骤S3的步骤流程图；

图3是本发明非干扰状态下分析方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，在一个实施例中，提供了一种供电设备供电质量测试方法，该测试方法分别检测供电设备检测点在电磁干扰状态下及非电磁干扰状态下的电能指标参数，具体的，通过步骤S1获取供电设备各个监测点电能质量指标的数据，通过步骤S2获取供电设备各个监测点受干扰状态下的电能质量指标的数据，其中电能质量指标包括但不限于电压偏差、电压波动、频率偏差，其中干扰状态通过对供电设备主动施加干扰源来实现，通过辐射发生电路对供电设备产生辐射电磁干扰，之后再通过步骤S3分别对非干扰状态下的电能质量指标的数据和干扰状态下的电能质量指标的数据进行分析，在此过程中，通过对非干扰状态下的电能质量指标进行分析，能够判断出供电设备输出的电力电能质量指标是否符合要求，而通过对干扰状态下的电能质量指标进行分析，并将分析结果与非干扰状态下监测结果的对比，能够间接性判断出供电设备在干扰状态下能否有效的保证供电质量，即能判断出供电设备配置的抗干扰模块是否正常工作，通过判断的结果能够协助后续对供电设备的调整。

需要说明的是，本实施例中在干扰与非干扰状态下采用的具体检测数据方法均按照电力监测相关标准或行业内常用的监测方法来实现。

进一步地，请参阅图2所示，步骤S3具体的分析判断过程为：S31、判断非干扰状态下的电能质量指标是否符合要求；S32、判断干扰状态下的电能质量指标是否符合要求；S33、对步骤S31和S32中获得结果进行对比分析；显然，当非干扰状态下和干扰状态下的电能质量指标均符合要求时，说明供电质量合格，且供电设备的抗干扰能力符合要求，而当非干扰状态下的电能质量指标符合要求且干扰状态下的电能质量指标不符合要求，说明是由于供电设备受到干扰而导致供电质量不合格，因此，判定供电质量合格但供电设备抗干扰性差，而当非干扰状态下的电能质量指标不符合要求，说明供电设备自身原因的供电质量不合格，因此，通过对非干扰状态下和干扰状态下的电能质量分析结果的比对，能够判断出供电质量是否合格，同时，在不合格的状态下，能够排出电磁干扰对监测准确性的影响，准确的判断出故障源是由于供电设备自身故障导致，还是由于抗干扰模块故障导致，进而能够协助电力维护人员对供电设备进行修整、维护。

作为本发明的一种实施方式，现有对电能质量指标进行分析的方式主要通过将监测到的数据与该电能质量指标对应的国家标准进行比对，符合对应的标准则表示供电质量符合要求，反之则说明供电质量不符合要求，而对于同一供电设备，其供电质量指标数据的波动能够反映出供电质量存在的风险，即监测到供电质量指标的数据虽然符合国家标准，但该数据与供电设备历史均值数据存在一定的偏差，因此，请参阅图3所示，本实施例对非干扰状态下的供电质量指标数据的分析方法为：S311、将各项电能质量指标的数据分别与对应的标准范围进行对比，当各项电能质量指标的数据均落入标准范围时，则说明供电质量符合国家要求，因此进一步将对应数据与历史均值范围进行比对，否则，则说明供电质量不符合要求，同时不符合项为未落入标准范围的电能质量指标；步骤S312将各项电能质量指标数据分别与对应的历史均值范围进行对比，当各项电能质量指标均落入对应的历史均值范围，说明此时的电能质量指标数据与该设备的常规数据较为匹配，因此判定供电质量较优，当存在电能质量指标未落入对应的历史均值范围时，此时通过单一的数据不能准确的判断电能质量，因此采用多时间点检测的方式，通过多个时间点检测到的数据来对电能质量进行判断，能够更加准确的判断电能质量的同时，还能通过多组数据对电能质量的变化进行预测，进而能够及时发现供电设备的潜在问题。

作为本发明的一种实施方式，本实施例中历史均值范围的获取方式为：先获取各个检测位置点各项电能质量指标的历史数据，其次去除获取中的异常数据，其中的异常数据包括不符合国家标准的数据、供电设备故障状态下的监测数据，之后再根据剩余的数据获得各项电能质量指标的历史均值范围，此过程可通过常用的聚类算法来实现，在此过程中，通过对异常数据的剔除，能够保证历史均值范围更加准确的反映出该监测点电能质量状况，进而在通过历史均值范围对电能质量指标数据进行分析时，能够更加准确的判断出电能质量指标是否存在偏差，进而更加利于通过数据对供电设备进行准确的分析。

作为本发明的一种实施方式，本实施例中多时间点监测的方法为，对未落入历史均值范围的电能质量指标分别进行次数为N且相隔时间为T的监测，其中N≥3，T≥10s，其中对检测此数及检测周期的限制，能够保证对电能质量分析过程的准确性。

进一步地，根据多时间点监测评价电能质量的方法为，首先判断多个时间点监测数据中是否存在不符合标准范围的电能质量指标，显然，当存在不符合要求的电能质量指标时，则说明供电质量不符合要求，当各项电能质量指标均符合标准范围时，则根据多个时间点检测数据的偏差进行分析，具体的，根据各个时间点各电能质量指标的监测数据获取最大差量，将最大差量与各电能质量指标对应的预设阈值进行对比，当最大差量＜预设阈值时，说明各项电能质量指标数据的波动在合理的范围内，因此判定电能质量良好，当最大差量≥预设阈值时，说明各项电能质量指标数据的波超过了合理的范围，因此判定电能质量稳定性较差，因此，通过多时间点检测来对电能质量进行评价，能够对电能质量的稳定性作进一步的分析判断，进而能够有效的协助电力维护人员及时准确发现电力系统中存在的问题或故障，进而及时对故障问题进行处理。

作为本发明的一种实施方式，请参阅图1所示，本实施中的测试方法还包括步骤S4，步骤S4为根据不符合要求电能质量指标的种类确定供电设备的调整策略，当供电设备的供电质量不符合要求且由于供电设备自身原因导致时，其造成的电能质量问题往往是多项问题同时存在的，例如同时发生电压暂降与波形畸变的问题，而供电设备不同的故障问题所导致的电能质量指标变化也是不同的，因此，本实施例通过检测的电能质量指标异常项目对故障源进行反向预测，能够有效的协助电力检修人员对供电设备的故障问题进行准确的判断，进而通过采用对应的调整策略来对供电设备进行维修、调试，提高了温供电设备的处理效率。

具体地，步骤S4包括：根据不同故障源发生故障时电能质量指标数据的变化，对不同故障源确定若干个不同的关联项；通过关联项的出现情况即能对故障源有初步的判断，因此，将不符合要求的供电质量指标分别与不同故障源的关联项进行比对，当不符合要求的供电质量指标与某种故障源的关联项重合度较高时，说明供电设备由于此种故障源导致供电质量不符合要求的几率较大，因此，选取重合度最高的故障源对应的调整策略对供电设备进行调整，进而提高了对供电设备维修、调试的效率。

作为本发明的一种实施方式，本实施例根据多时间点监测评价电能质量的方法还包括根据多个时间点监测数据的变化趋势预测供电质量，在多时间点监测过程中，会采集到多组电能质量指标的监测数据，多组数据的不能能够反映出各项供电质量指标是否符合要求，其变化的趋势也能对供电质量的变化进行预测，通过预测的结果能够协助电力检修人员对供电设备存在的潜在问题进行及时的发现和解决。

具体地，预测供电质量的方法为，首先对不同供电质量指标建立监测数据-时间折线，采用斜率法对数据进行拟合，获得斜率k，斜率k则表示该项电能质量指标数据的变化趋势，因此此时将斜率k与不同供电质量指标对应的阈值范围进行对比，当斜率k在对应的阈值范围内时，说明电能质量指标数据的变化趋势在合理的范围内，而当斜率k不在对应的阈值范围内时，说明电能质量指标数据的变化趋势异常，即使各项电能质量指标符合国家标准，但其说明供电设备存在潜在的问题，因此，通过对供电质量的预测分析，能够协助电力检修人员对供电设备的潜在问题进行及时的确认，进而在出现故障问题前对潜在问题进行提前解决，避免后续由于电能质量问题对电网的电能质量造成不利的影响。

需要说明的是，虽然多时间点监测的次数限定为至少3次，但可通过前三次的数据监测数据的变化规律来判断是否增加监测的此时，例如，当3次数据的变化量较少时，说明监测数据较为稳定，因此不再进行监测，而当3次的数据变化量较大时，说明监测的数据不稳定，此时可再监测3组数据，因此通过多组数据对各项电能质量指标数据的变化趋势进行判断，根据变化趋势来对供电设备中存在的潜在问题进行及时的发现。

对本发明中的供电设备的解释，本发明中的供电设备包括但不限于发电机、变压器等用于供电的设备。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种供电设备供电质量测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：

S1、获取供电设备各个监测点电能质量指标的数据；

S2、对供电设备施加干扰源，获取供电设备各个监测点干扰状态下的电能质量指标的数据；

S3、分别对非干扰状态下的电能质量指标的数据和干扰状态下的电能质量指标的数据进行分析，分析的过程包括：

S31、判断非干扰状态下的电能质量指标是否符合要求；

S32、判断干扰状态下的电能质量指标是否符合要求；

S33、对步骤S31和S32中获得结果进行对比分析：

若非干扰状态下和干扰状态下的电能质量指标均符合要求，则判定供电质量合格；

若非干扰状态下的电能质量指标符合要求但干扰状态下的电能质量指标不符合要求，则判定供电质量合格但供电设备抗干扰性差；

若非干扰状态下的电能质量指标不符合要求，则判定供电质量不合格；

所述非干扰状态下的分析方法为：

S311、将各项电能质量指标的数据分别与对应的标准范围进行对比：

若各项电能质量指标的数据均落入标准范围，则进入步骤S312；

否则，判定供电质量不符合要求，且不符合项为未落入标准范围的电能质量指标；

S312、将各项电能质量指标分别与对应的历史均值范围进行对比：

若各项电能质量指标均落入历史均值范围，则判定供电质量较优；

否则，对监测点进行多时间点监测，根据多时间点监测的结果评价电能质量；

多时间点监测的方法为：

对未落入历史均值范围的电能质量指标分别进行次数为N且相隔时间为T的监测，其中N≥3，T≥10s；

根据多时间点监测评价电能质量的方法为：

判断多个时间点监测数据中是否存在不符合标准范围的电能质量指标：

若存在，则判定供电质量不符合要求；

否则，分别根据各个时间点各个电能质量指标的监测数据获取最大差量，将最大差量与各电能质量指标对应的预设阈值进行对比：

若最大差量＜预设阈值，则判定电能质量良好；

否则，判定电能质量稳定性较差。

2.根据权利要求1所述的一种供电设备供电质量测试方法,其特征在于，所述历史均值范围获取的方式为：

获取各个位置点监测时间点之前特定时段内的各项电能质量指标数据；

去除各项电能质量指标数据中的异常数据；

根据剩余的数据获得各项电能质量指标的历史均值范围。

3.根据权利要求1所述的一种供电设备供电质量测试方法,其特征在于，所述测试方法还包括：

S4、根据不符合要求电能质量指标的种类确定供电设备的调整策略。

4.根据权利要求3所述的一种供电设备供电质量测试方法,其特征在于，所述步骤S4包括：

根据不同故障源发生故障时电能质量指标数据的变化，对不同故障源确定若干个不同的关联项；

将不符合要求的供电质量指标分别与不同故障源的关联项进行比对；

选取重合度最高的故障源对应的调整策略对供电设备进行调整。

5.根据权利要求1所述的一种供电设备供电质量测试方法,其特征在于，根据多时间点监测评价电能质量的方法还包括：

根据多个时间点监测数据的变化趋势预测供电质量。

6.根据权利要求5所述的一种供电设备供电质量测试方法,其特征在于，所述预测供电质量的方法为：

对不同供电质量指标建立监测数据-时间折线；

采用斜率法对数据进行拟合，获得斜率k；

将斜率k与不同供电质量指标对应的阈值范围进行对比，根据对比判断预测供电质量。

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