一種電能質量擾動源定位系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電能質量污染源在線監(jiān)測領域，具體涉及一種電網中電能質量擾 動源的定位系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 近年來隨著經濟的飛速發(fā)展，電力負荷增長迅猛，用電負荷日趨復雜化和多樣化， 越來越多的非線性、沖擊性、不平衡和諧波豐富的應用設備相繼接入電網，都會不同程度地 影響到供電電網的電能質量。加之監(jiān)控手段不完善及運行操作、外來干擾和各種故障等原 因，電能質量問題日益突出。
[0003] 當前，電力系統(tǒng)中與電能質量相關的研宄熱點主要集中在以下幾個方面：電能質 量信號的辨識處理、電能質量評價指標、電能質量在線監(jiān)測裝置和系統(tǒng)的結構、電能質量控 制等。然而，電能質量事件發(fā)生后擾動源的定位技術也十分重要，不僅有助于電力部門與用 戶之間的責任判定和糾紛的合理解決，而且對電力部門制定電能質量緩和和控制策略具有 重要指導作用。因此，有必要建立一套電能質量的遠程、集中監(jiān)測與分析系統(tǒng)，對影響電能 質量的污染源如電壓或電流的暫升、暫降和短時中斷等指標進行分析，及時找出影響電能 質量污染源的原因，保證電網安全、可靠、經濟運行。
[0004] 目前配電網中電能質量擾動源的定位方法主要有以下兩類方法：
[0005] 1、基于擾動方向關系表格的判定方法。根據系統(tǒng)中網絡結構和電能質量在線監(jiān)測 裝置（PQMD)的布置情況，預先列寫出系統(tǒng)中擾動源位置和各個電能質量在線監(jiān)測裝置之 間的擾動方向關系表。當系統(tǒng)中發(fā)生實際擾動事件時，根據各監(jiān)測點的測量數據進行擾動 方向的判斷，并與該關系表格進行比對，來實現定位功能。該方法的缺點是：必須依靠人工 的比較才能進行擾動源的定位，工作效率低。目前雖然可以通過計算機編程進行自動分析 來實現擾動源的自動定位，但有些情況下（例如其它線路上的擾動源對電能質量在線監(jiān)測 裝置的影響，即不能充分利用所有支路信息進行定位判斷）存在模糊目標擾動源時，不能 實現精確定位，定位準確性和容錯能力較差。
[0006] 2、基于單測點或多測點的擾動源方向判定的符號型定位方法。根據電力系統(tǒng)中布 置的單個或多個電能質量在線監(jiān)測裝置，研宄各種事件類型對應的擾動源方向判定算法。 例如，當電力系統(tǒng)中發(fā)生電壓暫降事件或諧波事件時，采用基于擾動功率和擾動能量、基于 等效阻抗實部符號等方法，可實現擾動事件發(fā)生在監(jiān)測點前向或后向的判定。目前也有學 者在此基礎上提出基于遺傳算法的電能質量擾動源定位方法，該方法通過對擾動信號高頻 分量產生機理的分析，利用小波變換提取高頻分量，將高頻擾動能量的極性作為擾動方向 判別的依據，并根據系統(tǒng)拓撲結構及監(jiān)測點布置情況，建立了擾動源定位優(yōu)化模型，將擾 動源定位問題轉化成為0-1整數規(guī)劃問題，采用遺傳算法進行求解。該方法的缺點是：只能 判定出擾動源相對于該監(jiān)測點的前、后方向，在電力網絡中發(fā)生電能質量事件時，并不能真 正實現擾動源的精確定位（如定位到具體某條線路），建立擾動源定位優(yōu)化模型、采用遺傳 算法進一步增大了電能質量在線監(jiān)測裝置的計算量和存儲量。

【發(fā)明內容】

[0007] 本實用新型要解決的技術問題是提供一種能實現擾動源準確自動定位和自動消 除擾動源模糊項、效率高、結構簡單、成本低廉、易于實現和部署的電能質量擾動源的定位 系統(tǒng)。
[0008] 實現本實用新型目的的技術方案是提供一種電能質量擾動源的定位系統(tǒng)，包括電 能質量管理主站以及在輻射型配電系統(tǒng)的輸電線路的每個監(jiān)測點設置的一臺電能質量在 線監(jiān)測裝置，各個電能質量在線監(jiān)測裝置之間通過以太網連接，各電能質量在線監(jiān)測裝置 與電能質量管理主站之間通過以太網連接；當系統(tǒng)中發(fā)生實際擾動事件時，電能質量在線 監(jiān)測裝置檢測到擾動事件后會記錄下擾動源發(fā)生的時刻并通過以太網以廣播的方式通知 網絡中其它的電能質量在線監(jiān)測裝置以該時刻為基準啟動擾動錄波系統(tǒng)，記錄下該時刻之 前N個周波和之后N個周波的采樣數據，N多1，并實時的發(fā)送到電能質量管理主站；電能質 量管理主站存儲著各個電能質量在線監(jiān)測裝置的設備號以及所在監(jiān)測點的地址。
[0009] 進一步的，所述一種電能質量擾動源的定位系統(tǒng)還包括支持IEEE1588協(xié)議的 以太網交換機，電能質量管理主站支持IEEE1588協(xié)議，電能質量在線監(jiān)測裝置設有支持 IEEE1588協(xié)議的以太網接口，電能質量管理主站之間與各個電能質量在線監(jiān)測裝置均 通過專用的屏蔽網絡連接線按照國際通用標準接入以太網交換機后組網，整個系統(tǒng)采用 IEEE1588對時協(xié)議進行時鐘校準。
[0010] 本實用新型具有積極的效果：（1)本實用新型提供一種基于以太網對時，能夠進 行多點監(jiān)測的分布式、多機協(xié)作的電能質量監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)中各個電能質量在線監(jiān)測裝置 之間通過IEEE 1588對時協(xié)議統(tǒng)一進行時鐘校準取代傳統(tǒng)的依靠GPRS校準方式，根據多測 點電能質量在線監(jiān)測裝置上記錄的時標進行擾動識別、信息廣播和錄波匹配等協(xié)作建立系 統(tǒng)覆蓋矩陣和系統(tǒng)方向矩陣，電能質量管理主站可根據各個時刻的時間、功率/電流方向 并通過簡單的帶有時標的矩陣算法（系統(tǒng)覆蓋矩陣和帶有時標的系統(tǒng)方向矩陣進行矩陣 乘法）、各個電能質量在線監(jiān)測裝置之間所錄波形的相互比對以及各個所錄波形的頻譜分 析來實現擾動源準確自動定位和自動消除擾動源模糊項、效率高、結構簡單、成本低廉、易 于實現和部署的配電網電能質量擾動源定位系統(tǒng)及其方法。
[0011] (2)本實用新型結合電網中多個監(jiān)測點的擾動信號，對電能質量擾動源進行檢測、 識別分析，輸出擾動持續(xù)時間，擾動類型等結果，其結果準確全面；同時由于監(jiān)測并分析多 個監(jiān)測點的信息，能夠實現擾動源的精確定位，便于明確事故責任方和治理電能質量擾動 問題；檢測和分析出的電能質量信息可通過以太網發(fā)送到系統(tǒng)主站中長期保存，便于全面 記錄電能質量擾動的數據，方便管理部門快捷、直觀地了解所需的電能質量擾動有關信息， 進一步強化電能質量監(jiān)督與管理工作，為電能