CN202994958U - 一种电力系统扰动源定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电力系统扰动源定位系统，它包括供电系统和用户系统，供电系统与用户系统连接，在供电系统与用户系统连接点处安装扰动源监测器，各扰动源监测器与单片机连接，单片机与云计算服务器连接，所述扰动源监测器为电能质量表或数字电表。本实用新型无论对于线性还是非线性系统，一旦有扰动发生，仅通过对供电系统与用户间某一点采集到的电压和电流数据进行简单分析，就可以准确判断出扰动源发生的位置，本实用新型能够为产生该扰动源责任方的判定提供依据。

Description

一种电力系统扰动源定位系统

技术领域

本实用新型涉及一种扰动源定位系统，尤其涉及一种电力系统扰动源定位系统。

背景技术

大到系统故障或重负荷切换，小到电力负荷的变化，这些事件都会给电力系统造成扰动。扰动可以从扰动源顺着电网传播到很远的地方，进而影响到很大区域范围内的电力用户。过去的研究工作主要通过开发协议和系统，通过测量扰动来对扰动进行诊断。很少有关于扰动源定位方面的工作被报道出来。随着电力行业的重组，电力公司越来越倾向于量化电能质量方面的责任，而扰动是电力系统最为关心的电能质量问题之一。因此，研究扰动源的定位方法近年来日益受到关注。尽管许多学者从事该方面的研究，但至今为止仍然没有一种可靠且技术健全的扰动源定位系统。

此外还有文献提出通过观察发现电压和电流比值曲线的斜率根据扰动源的位置呈现相反的符号，进而提出通过观察上述斜率的符号来确定扰动源的位置，这仍然是一种基于经验的方法，难以评估其适用范围。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种电力系统扰动源定位系统，它具有精确定位电力系统中扰动源的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电力系统扰动源定位系统，它包括供电系统和用户系统，供电系统与用户系统连接，在供电系统与用户系统各连接点处分别安装相应的扰动源监测器，各扰动源监测器与单片机连接，单片机与云计算服务器连接。

所述扰动源监测器为电能质量表或数字电表。

扰动源监测器采集含有扰动的电压、电流波形，扰动源监测器将采集的数据上传给单片机，单片机将处理后的数据上传至云计算服务器，实现数据共享。

以供电系统侧为上游，以用户系统侧为下游；供电系统与用户系统连接点因扰动产生的电压和电流变化分别为ΔV和ΔI，其等效阻抗为Z_e＝ΔV/ΔI。

如果扰动发生在供电系统侧，Z_e就是用户侧的等效阻抗；如果扰动发生在用户侧，Z_e就是供电系统侧等效阻抗的负值，通过检验Z_e实部的符号即可确定扰动源的方向。

所述扰动源监测器对扰动发生前后采集到的电压、电流数据在每个周波内分别进行傅立叶分解，用扰动发生后某一周波的基波正序电压与扰动发生前某一周波的基波正序电压相减得到ΔV，用扰动发生后某一周波的基波正序电流与扰动发生前某一周波的基波正序电流相减得到ΔI，用ΔV除以ΔI得到等效阻抗Z_e。

本实用新型的有益效果：本实用新型无论对于线性还是非线性系统，一旦有扰动发生，仅通过对供电系统与用户间某一点采集到的电压和电流数据进行简单分析，就可以准确判断出扰动源发生的位置，本实用新型能够为产生该扰动源责任方的判定提供依据。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图；

图2为本实用新型的等效电路图。

其中，1.供电系统，2.扰动源监测器，3.用户系统，4.云计算服务器，5.单片机。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种电力系统扰动源定位系统，它包括供电系统1和用户系统3，供电系统1与用户系统3连接，在供电系统1与用户系统3连接点处安装扰动源监测器2，各扰动源监测器2与单片机5连接，单片机5与云计算服务器4连接，扰动源监测器2为电能质量表或数字电表。

如图2所示，扰动源监测器2在M点捕捉含有扰动的电压、电流波形，以用来判断扰动是来自上游还是下游。具体实施时，M点位于供电系统1和用户系统3的分界点处。Z_U和E_U是上游（即供电系统侧）等效阻抗和电源，Z_D和E_D是下游（即用户侧）等效阻抗和电源。M点是测量点，在该处测量电压、电流波形。

扰动发生前M点处满足下式：

V＝E_U-IZ_U              (1)

当M点下游即用户侧有扰动发生时，M点处的电压和电流变为V+ΔV和I+ΔI，其中ΔV和ΔI分别为因用户侧发生扰动而导致的M点电压和电流的变化。如果假设在扰动发生期间供电侧参数Z_U和E_U保持不变，可得如下方程：

V+ΔV＝E_U-(I+ΔI)Z_U               (2)

(1)式与(2)式相减，即可得到非扰动侧（即供电系统1侧）等效阻抗：

$Z_U=-\frac{\mathrm{\ΔV}}{\mathrm{\ΔI}}---\left(3\right)$

同理，如果扰动发生在供电系统1侧，就可得到用户侧阻抗：

$Z_D=\frac{\mathrm{\ΔV}}{\mathrm{\ΔI}}---\left(4\right)$

定义等效阻抗Z_e： $Z_e=\frac{\mathrm{\ΔV}}{\mathrm{\ΔI}}---\left(5\right)$

由此可见，等效阻抗Z_e因扰动源位置的不同而呈现不同的符号。本发明所述方案的基本思想就是估计Z_e。事实上，Z_e有着明确的物理概念。如果扰动发生在供电系统1侧，Z_e就是用户侧的等效阻抗；如果扰动发生在用户侧，Z_e就是供电系统1侧等效阻抗的负值。

由于电阻应该总是正的，因此通过检验Z_e实部的符号来确定扰动源的方向。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (2)

1.一种电力系统扰动源定位系统，其特征是，它包括供电系统和用户系统，供电系统与用户系统连接，在供电系统与用户系统各连接点处分别安装相应的扰动源监测器，各扰动源监测器与单片机连接，单片机与云计算服务器连接。

2.如权利要求1所述一种电力系统扰动源定位系统，其特征是，所述扰动源监测器为电能质量表或数字电表。

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