CN201270525Y - 配电网电能质量监督管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种配电网电能质量监督管理系统，包括多个客户端、Web服务器，中心服务器、通信服务器和管理中心。多个客户端能够输入用电负荷基础数据。上述这些客户端通过局域网连接至上述Web服务器。中心服务器连接至上述Web服务器，适于接收上述Web服务传递的数据并计算出计算结果，该计算结果能够通过Web服务器发布。管理中心，通过上述通信服务器连接上述中心服务器，上述中心服务器将计算结果传送至管理中心，以供管理中心对该用电负荷进行评估或监督。

Description

配电网电能质量监督管理系统

技术领域

本实用新型涉及一种监督管理系统，且特别涉及一种配电网电能质量监督管理系统。

背景技术

随着工业的高速发展，近年来申请接入供电系统的用电负荷越来越多。由于申请接入的负荷性质多种多样，为了保证公用供电系统电能质量，维护所有用电客户的正当权益，供电公司需承担起对用户负荷性质进行评估和监督的责任。

由于用电客户中的非线性负荷越来越多，供电系统谐波水平比较突出，根据国家电力法和《供电营业规则》第五十五条规定：电网公共连接点电压正弦波畸变率和用户注入电网的谐波电流不得超过国家标准GB/T14549—93的规定。

目前，对于用电客户负荷接入供电系统的电能质量评估还处于规范的程序和方法，往往是个别客户个别处理，效率不高，程序不规范，不利于监督管理。

实用新型内容

本实用新型提出一种配电网电能质量监督管理系统，能够解决上述问题。

为了达到上述目的，本实用新型提出配电网电能质量监督管理系统，包括多个客户端、Web服务器，中心服务器、通信服务器和管理中心。多个客户端能够输入用电负荷基础数据。上述这些客户端通过局域网连接至上述Web服务器。中心服务器连接至上述Web服务器，适于接收上述Web服务传递的数据并计算出计算结果，该计算结果能够通过Web服务器发布。管理中心，通过上述通信服务器连接上述中心服务器，上述中心服务器将计算结果传送至管理中心，以供管理中心对该用电负荷进行评估或监督。

可选的，该系统还包括数据库服务器连接至上述中心服务器，该数据库服务器用于保存上述中心服务器中的基础数据和计算结果。

可选的，该系统还包括监控组态系统连接至上述通信服务器，上述中心服务器的计算结果传递至上述监控组态系统中，以供监控组态系统对该用电负荷进行评估或监督。

本实用新型的有益效果为，为电能质量干扰性负荷对于供电系统电能质量的影响评估及对负荷的监督提供一套可用的系统，一方面从技术的角度保证电网的电能质量保持在不影响所有用电客户正常运行的范围内，另一方面从管理的角度加强对负荷的监督管理，提高电网的安全经济运行水平。

附图说明

图1所示为配电网电能质量监督管理系统的装置示意图。

图2所示为客户端的输入界面示意图。

图3所示为配电网电能质量监督管理方法流程图。

具体实施方式

根据国家标准和电能质量监督法规对于电能质量指标的规定，电能质量指标包括频率、电压偏差、电压波动和闪变、三相不平衡度、谐波这五个指标。谐波、电压波动和闪变和三相不平衡度往往是由于电网受负荷的影响而产生，而电压偏差和频率的控制主要由调度基于潮流的控制实现，受用户的影响波动较小，本实用新型中不进行研究分析。

1、谐波的计算

根据GB/T14549-1993标准中的规定，公共连接点母线谐波电压(相电压)限值如表1所示。

表1 公共连接点母线谐波电压(相电压)限值

又根据GB/T14549-1993标准中的规定，注入公共连接点的总谐波电流允许值如表2所示。

表2 注入公共连接点的总谐波电流允许值

当公共连接点处的最小短路容量不同于基准短路容量时：

$I_h=\frac{S_{k1}}{S_{k2}}{I}_{\mathrm{hp}}$

式中：S_k1——公共连接点的最小短路容量，MVA

S_k2——基准短路容量，MVA

I_hp——基准短路容量情况下第h次谐波电流允许值，A

I_h——短路容量为S_k1时的第h次谐波电流允许值，A。

同一公共连接点的每个用户向电网注入的谐波电流允许值按此用户在该点的协议容量与其公共连接点的供电容量之比进行分配。

I_hi＝I_h(S_i/S_t)^1/α

式中：I_h——经过短路容量折算的谐波电流限值，A

      S_i——第i个用户的协议用电容量，MVA

    S_t——公共连接点的供电设备容量，MVA

    α——相位叠加系数，根据谐波次数查表获得。

2.电压波动和闪变限值的计算

又根据GB 12326-2000标准中的规定，电压波动限值如表3所示。

表3 电压波动限值

闪变限值的计算如表4所示：

表4 各电压等级的闪变限值

电力系统公共连接点，由波动负荷引起的短时间闪变值P_st和长时间闪变值P_lt应满足表4所列的限值。

闪变限值根据用户负荷大小，其协议用电容量占供电容量的比例、以及系统电压分级作不同的规定和处理。

(1)第一级规定。满足本级规定，可以不经闪变核算，允许接入电网。对于10kV、35kV电压等级用户，第一级限值见表5。

表5 10kV、35kV用户第一级限值

对于110kV、220kV电压等级用户，满足(ΔS/SSC)_max<0.1％。

(2)第二级规定。不同电压等级之间闪变传递系数T如表6所列。

表6 不同电压等级间闪变传递系数

 

	THM
		范围	0.8～1.0
一般取值	0.9

用户闪变限值的计算如下：

对于10kV、35kV单个用户，首先求出接于公共母线的全部负荷产生闪变的总限值G

$G=\sqrt[3]{{L^3}_{\mathrm{MV}}-{T^3}_{\mathrm{HM}}{L^3}_{\mathrm{HV}}}$

参照表4-2，上式中L_MV和L_HV分别为10kV、35kV的闪变限值(P_st＝0.9，P_lt＝0.7)和110kV、220kV的闪变限值(P_st＝0.8，P_lt＝0.6)。

则单个用户闪变限值为：

$E_{\mathrm{iMV}}=G\sqrt[3]{\frac{S_i}{S_{\mathrm{MV}}}\&CenterDot;\frac{1}{F_{\mathrm{MV}}}}$

式中：F_MV为波动负荷的同时系数，其典型值F_MV＝0.2～0.3(但必须满足S_i/F_MV≤S_MV)

对于110kV、220kV单个用户，闪变限值计算式为：

$E_{\mathrm{iHV}}=L_{\mathrm{HV}}\sqrt[3]{\frac{S_i}{S_{\mathrm{tHV}}}}$

式中L_HV为表4-2中110kV、220kV的闪变限值(P_st＝0.8，P_lt＝0.6)。S_i为用户的协议容量，S_tHV为公共母线总供电容量，对于110kV用户即为该母线上所接变压器容量之和，对于220kV用户，需考虑传递容量的影响。

(3)豁免流程。

对于某些较小的用户，闪变限值可以参照表7。

表7 某些较小用户闪变限值

 

Ei pst	Ei plt
		0.35	0.25

3.三相电压不平衡度限值计算

同样的，根据GB/T 15543-1995标准的规定，对于申请用电的每个用电客户，本算法中给出三相电压不平衡度的限值。在此不再赘述。

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

图1所示为配电网电能质量监督管理系统的装置示意图。

如图1所示，该系统采用由服务器，Web服务器，Web客户构成的B/S(浏览器/服务器)的结构方式。配电网电能质量监督管理系统100包括电能质量检测管理中心101，通信服务器102，SCADA系统103，中心服务器104，数据库服务器105，Web服务器106，以及客户端107a，107b...，107n。

客户端107a，107b...，107n通过Web服务器106连接至中心服务器104。使用者能够在客户端107a，107b，...，107n输入用电负荷特性参数和系统参数。客户端107a，107b，...，107n通过局域网访问Web服务器106，Web服务器106适于从客户端107a，107b，...，107n处获得数据。

中心服务器104电性连接通信服务器102，数据库服务器105，和Web服务器106。中心服务器104负责从Web服务器106收集指标计算评估基础数据并将这些基础数据保存于数据库服务器105。接着，中心服务器104在这些数据的基础上，根据前文所述的标准提供的模型进行计算，计算任务完成后将结果也保存于数据库服务器105。同时，中心服务器104还将计算结果通过Web服务器发布。

通信服务器102电性连接管理中心101，中心服务器104和SCADA系统103。中心服务器104在结束计算之后，也会将计算结果传送给管理中心101或者SCADA系统103，以供管理中心101或者监控组态(Supervisory Control And DataAcquisition，SCADA)系统103对用户用电情况进行评估、监督、治理等动作。

图2所示为客户端的输入界面示意图。

客户端的输入界面200位于Web服务器发布页面，客户端可以通过IE浏览器打开。

请参考图1和图2。中心服务器104进行计算需要以下原始数据：

(1)供电变电站的接线方式；

(2)供电变压器的容量、参数；

(3)供电变电站母线的短路容量；

(4)用户的协议容量；

(5)负荷的特征等；

这些数据中，(1)～(3)属于电网参数，由供电企业提供，通过文本导入的方式存入数据库服务器，(4)～(5)属于用户信息，由使用者通过客户端107a，107b...，107n输入。

电网参数输入选择区201包括至少4个栏位：选择变电站名称、母线；输入母线短路容量；输入变电站设备参数；选择接线方式。这些栏位的填写方式可以由使用者输入或者通过下拉菜单来选择。

用户参数输入选择区202包括至少三个栏位：用户的协议用电容量；背景谐波电压和电流；选择用户所属的复合分类。这些栏位的填写方式可以由使用者输入或者通过下拉菜单来选择。

输入完成后，程序可以开始计算，计算的结果在计算分析结果输出区203内显示，同时保存至数据库服务器进行备案，供其他客户端查询浏览。其中，用户谐波限值为给用户分配的谐波限值，用户电能质量监督管理要求部分提示该类型负荷需要进行的电能质量监督管理流程，供工询等业务参考。

图3所示为配电网电能质量监督管理方法流程图。

请结合参考图1和图3。本实用新型实施例提供的配电网电能质量监督管理方法包括以下步骤：

使用者输入电能质量干扰性用电负荷特性参数和系统参数S301，在这一步骤中，使用者例如是可以使用图1所示的客户端107a，107b...，107n进行参数的输入。

在步骤S301，获得计算所需的参数之后，中心服务器104进行电能质量仿真计算S302。在这一步骤中，中心服务器104是根据前文所述的标准提供的模型进行运算。

步骤S303中，中心服务器104将计算结果与供电企业给出的电能质量指标限值进行比较。若计算结果超过供电企业给出的电能质量指标限值，则被监督的用电负荷不符合指标限值要求；若计算结果不超过供电企业给出的电能质量指标限值，则被监督的用电负荷符合指标限值要求。

若被监督的用电负荷不符合指标限值要求，则进行步骤S304，采取电能质量改进措施。其中电能质量改进措施包括：

(1)对于属于非线性污染负荷的用户，要求对供电方案进行审核、制定谐波治理方案、治理方案评估等。

(2)要求可能产生电能质量污染的用户安装电能质量监测仪。

(3)越限用户限期进行治理等。

若被监督的用电负荷符合指标限值要求，则进行步骤S304，将该用电负荷接入电网。后续还会对该用电负荷进行电能质量指标实测S305。

若电能质量指标实测的结果不符合指标限值要求，执行步骤S304。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (3)

1.一种配电网电能质量监督管理系统，其特征是，包括：

多个客户端，能够输入用电负荷基础数据；

Web服务器，上述这些客户端通过局域网连接至上述Web服务器；

中心服务器连接至上述Web服务器，适于接收上述Web服务传递的数据并计算出计算结果，该计算结果能够通过Web服务器发布；

通信服务器连接至上述中心服务器；

管理中心，通过上述通信服务器连接上述中心服务器，上述中心服务器将计算结果传送至管理中心，以供管理中心对该用电负荷进行评估或监督。

2.根据权利要求1所述的配电网电能质量监督管理系统，其特征是，还包括数据库服务器连接至上述中心服务器，该数据库服务器用于保存上述中心服务器中的基础数据和计算结果。

3.根据权利要求1所述的配电网电能质量监督管理系统，其特征是，还包括监控组态系统连接至上述通信服务器，上述中心服务器的计算结果传递至上述监控组态系统中，以供监控组态系统对该用电负荷进行评估或监督。

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