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中图分类号:F407文献标识码: A
1高压电气试验几种介绍
截波冲击试验。一般是波尾截断的波形,可用ICE标准棒状间隙截断,也可用多极点火截断装置截断。用多极点火截断装置截断时。可获得较准的截断时间.示伤波的截断时间差异大于0.15Ps,截波冲击试验结果就有问题。用棒状间隙截断就不易从截断时间的差异来判断是否能通过试验。截波试验电压为100%全渡试验电压时,如截断时间小于等于3S时,两者强度相同。与GIS联的变压器必须要考虑截波试验,截波试验必须与全渡试验交替进行,一般采用负极性截波。
操作波试验。由于不作操作波试验的Urn=252kv变压器的相间绝缘决定于全波冲击试验或长时感应带局部放电测量的试验。要进行操作波试验时,外部空气间隙的相间绝缘尺寸就要由操作波试验电压决定,可能要比不考核操作波试验时外部空气间隙要放大。
局部放电试验.局部放电试验是非破坏性试验项目,目前有两类试验方法,一种是以工频耐压作为预激磁电压,降到局部放电试验电压,持续时间几分钟,测局部放电量;另一种是以Um为预激磁电压,降到局部放电试验电压,持续1小时,测局部放电量。局部放电量一般与带电与接地电极表而的场强有关.与电源的频率无关。
全渡冲击试验.止在修订的1k;C76-3标准,己将全波冲击试验列为Um,126kV变压器的出厂试验项目,要进行突发短路试验的变压器,要在短路试验后作全波冲击试验。
2加强试验人员的技术培训和安全意识
为了保证高压实验的安全,必须在平时加强对员工安全意识的培养以及员工自身技术的培训。以人为本的工作核心是保证高压安全实验的一个重要措施,高压安全实验需要人工进行操作,制定的各种安全措施也需要人工去监督。因此,加强员工的安全意识是保证实验安全的重要措施之一,电气实验室一个需要细心的工作,在实际工作中有许多辅的准备工作要做,如果这些工作做的不够完善,只会给实验工作带来安全隐患。技术水平高超的工作人员可以更好的保证工作中的安全性,所以良好的员工技术培训基础,可以使员工熟悉高压实验的原理,了解被实验品的结构,对于实验过程中出现的各种情况有充分的理论依据和工作经验进行处理,止确的判断被实验品的状态和整个实验过程的结论。
3规定高压电气试验工作要求
至少要有两人进行在高压同路上使用携带型仪器的操作,在这种操作过程中需要对高压设备进行停电处理或者预先做好安全防护措施,在工作前应填写高压工作时验票。如果发现设备故障为系统接地故障时,严禁进行接地网接地电阻的测量。在雷电现象发生时,严格禁止对线路绝缘的测量工作。如果在同一设备附近有检修和高压电器试验工作同时进行时,可以使用同一张工作票,但必须在实验前得到检修负责人的许可。在工作进行时,发出高压试验工作票之前,应首先将检修工作票收同,同一地点不能发出第二张工作票。在高压实验工作进行的过程中,如果需要检修人员配合,应将检修人员的名单填写在高压实验工作票中,事先予以说明,在实验现场周围应留有足够的安全距离,在安全距离外装设遮栏和围栏,并在车篮或围栏上悬挂“止步,高压危险”标示牌,并派人看守。
4高压电气试验安全措施分析研究
在实验结束以后,或者实验过程中需要变更接线方式时,需要有时间的相关负责人员发出降低电压的口令,等到设备电压降低,同零位时,断开电源。如果实验设备为直流实验设备,或者具有较大的电容量,需要多次重复放电过程,每次放电时间至少要一分钟以上,并且保证进行实验的设备周围,没有大型的电容设备止在运行过程中也应充分放电。监视仪表指示,发现异常,立即通知降压.迅速断开电源,试验结束后,应拆除自装的接地短路线,恢复被试设备实验前的接线,拆除安全网并清理和检查现场,不应遗忘工具和其他物件.确保被试设备和场地恢复试验前的状况。
为了保证电气高压实验的安全进行,必须采用严格的预防措施,首先要详细的做好危险点的分析控制工作,在日常的工作过程中应发动每一位员工的主观能动性,集思广益,通过以实际工作的经验相结合,对工作过程中所接触的,全部高压实验项目中所包含的危险点进行仔细讨论,认真分析,以讨论结果为依据,对每一个高压实验项目并详细的与之相关的过程控制规程,从实验材料的准备,所使用设备的型号和操作标准,以及实验后的现场清理工作要详细说明,写入控制规程中,并在控制规程中将所有的危险点的控制措施一一列出,是控制规程涵盖所有的高压实验环节。《电业安全规程》规定了要保证操作人员的人身安全,在进行电气高压实验的过程中,需要对所检验设备进行停电,验电措施,在实验之前,应装设接地线,悬挂标示牌,对检验设备装设遮拦等,在电气高压实验过程中,要严格执行相关规程中的技术措施,保证工作中的安全性,高压实验针对的目标具有特殊性,在每一次高压实验项目开始起,必须对实验对象进行充分的放电,操作人员应戴好安全帽,穿上绝缘靴,带绝缘手套,合上地刀并让被试设备充分放电之后,在相应的监护人的监护下,对被试设备本体直接连接接地导体放电,保证实验进行之前,设备完全放电。在实验过程中,应严格按照《电业安全规程》以及其他相关规定和控制规程的相关要求,进行详细的组织工作,几时行工作票制度,工作许可制度,工作监护制度以及工作阶段,转移和终结制度,根据现场的具体情况,由班组长或上级主管部门下达第一种工作票,并且在工作过程中,应严格按票实行时间作业,按照事先制定的各种规程,明确责任分工,再严密的现场组织下进行电气高压实验,在实验过程中应严格遵守呼唱制度,因为现场情况较为复杂,背景噪声较大,人员嘈杂,彼此之间声音很难传递清楚,在这种情况下更应该严格遵守呼唱制度,确保制度的准确执行,以保证施工的安全。
5结束语
综上所述,只有不断加强对电气试验知识的熟悉,努力提高电气试验技术水平克服试验中所出现的各种主观性难题才能切实保障高压电气试验的安全保证电力系统的安全、稳定运行。
参考文献
[l]李建明.高压电气设备试验方法[M].北京.中国电力出版社,2001.
[2]马传艳.高压试验安全保证措施初撂[J].北京电力高等专科学校学报.2009.
对于高速铁路来说,电力系统的安全性涉及到整个铁路的运行平稳与否,在铁路运营繁荣发展的背后支持下,电力系统起到了很大的作用,目前,铁路运行速度非常快,工程规模的不断变化也对供电系统的安全性有了更高的需求,高速铁路电力系统成了决定铁路事业发展最直接的因素,一直以来,铁路都被认为是相对比较安全的运输方式,因此,铁路运输一旦出现安全事故,势必会给人们的身体与心理造成双重的打击,所以,加强电力系统的安全性,真正做到防患于,保证铁路运输的安全性势在必行。
二、电力系统可靠性分析
高速铁路电力系统的组成比较复杂,按照功能与作用主要可以分为牵引和电力两部分前者是为高速铁路行车提供电源系统,后者是承担牵引供电以外所有铁路负荷的供电任务,包括信号系统、生产、车站、供水系统以及生活等铁路用电负荷的高速铁路电力供电系统,其供电可靠性不仅直接影响铁路运输系统的正常安全运行,还关系到很多铁路职能部门的正常工作,铁路电力供电系统由于应用的特殊性,在系统构成和功能上都有一些有别于电力系统的特点,主要体现电压等级低、系统接线形式简单以及供电可靠性要求高这三方面:
第一,从电力系统的角度看,铁路负荷属于终端负荷,直接面对最终用户,所以,铁路供电系统中绝大多数为10kV和35kV变配电所,这取决于地方供电系统电源的情况和铁路就地负荷的要求;第二,铁路供电系统的接线就像铁路一样,是一个沿铁路敷设的单一辐射网,各变电所沿线基本均匀分布,并且互相连接,构成手拉手供电方式;连接线自闭线和贯通线两种,连接线除了实现相邻所之间的电气连接外,还为铁路供电最重要的负荷提供电源;第三,铁路供电系统虽然电压等级低,接线方式简单,但对供电可靠性的要求却很高,其负荷的供电中断时间不能超过150ms,否则,将会导致所有供电区间的自动闭塞信号灯变为红灯,影响铁路的正常运输。
三、提高电力系统可靠性的措施
铁路沿线分布着车站和通信基站,这些地面设施是保证铁路运输畅通和安全的基础设施,上述设施需要电力可靠供应,高速铁路对电力供电提出了更高的可靠性要求,全线供电安全、可靠性取决电力贯通线的运行水平,供电可靠性依赖于铁路供电设备配置水平,采用的可靠性措施主要有三方面:
第一,保证系统可靠备用,各配电所自国家电网接引两路电源;各配电所采用单母线分断接线型式;10kV配电网络采用双路环网电力电缆;变配电所、箱式变电站内配电变压器按双台配置;第二,提高设备可靠性,配电所选用SF6气体绝缘开关柜;箱式变电站选用SF6气体绝缘环网开关柜;变压器选用干式变压器;低压开关柜采用高可靠性、模数化、组合式柜型;第三,提高系统抵抗自然灾害能力,电线入地;设备进屋;备用发电机;从高压到低压全部采用远动。
四、高速铁路电力供电系统新技术的分析与研究
高速铁路全线设置了两回 10kV 电力贯通线,贯通线采用不锈钢铠装的单芯铜芯电缆沿路基、隧道、桥梁预留的电力电缆槽敷设, 由于高速铁路线路较长,如此长距离的电力贯通电缆线路是我国铁路建设史上从未有过的,必须进行技术创新;关于长距离10kV 电力贯通电缆线路电容电流的补偿,由于贯通线电缆线路对地存在电容,故在正常运行或单相接地时都有电容电流流过线路,又因为电缆线路相间及对地电容远大于架空线路,电缆线路的电容电流亦远大于架空线路的电容电流,可能造成相关危害,如:引起主变压器或调压器过载;单相接地时易造成电弧重燃,引起三倍以上的过电压,易损坏供电设备或发展成多相短路事故;贯通线电缆的分布电容产生的容性无功,会导致系统容性无功过剩,线路末端电压上升;因此,必须对线路电容电流进行补偿,补偿电缆电容电流较好的办法是设置专用的并联补偿电抗器,主要有如下两种方式:在配电所集中设置动态补偿电抗器 ;在区间贯通线上分散并联补偿电抗器;高铁中一般采用了方式二,在全线两回10kV 电力贯通电缆线路上每隔 10km左右分别分散设置了箱式电抗器,起到了补偿接地电容电流、补偿容性无功功率、降低线路容性电流、限制线路末端电压上升的综合作用,是一大技术创新。
关键词 电厂热力系统;节能;方法;措施;研究
中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)112-0146-02
实践中可以看到,电厂热力系统节能关系着国家节能降耗之大局,同时也是关系着电厂的可持续发展,因此加强对电厂热力系统节能问题的研究,具有非常重大的现实意义。
1电厂热力系统计算常用方法分析
对于热力系统计算而言,主要是对电厂汽轮机组性能进行分析,对热力试验、热力系统改进计算工作进行分析,对热力系统计算的主要目的在于机组热性指标的确定,因此热力系统计算方法的有效选择,成为机组热经济性研究的前提和基础。
常规热平衡法:基于质量、能量平衡,对电厂热力系统数值进行计算。在此过程中,需对电厂热力系统运行过程中的变工情况进行计算,对汽轮机抽汽口、排汽端蒸汽参数和回热系统参数进行明确,目的在于明确汽轮机新膨胀过程线以及该系统具体参数,其中的难点和核心在于计算汽轮机变工况。
等效热降法:该方法主要以新蒸汽流量、热力过程线以及循环初终参数均保持不变为前提条件,以等效热降变化为基础对热力系统自身的热经济性进行分析研究。局部分析热力系统时,等效热降法的应用有效的改进常规热力计算缺陷与不足等问题,并且建立了热力系统分析研究新方法,从而使热力计算实现系统分析。
循环函数法:实践中,根据热力学第二定律之规定,通过分析循环不可逆性,以循环函数式作为现代汽轮机循环节能定量计算的工循环函数法,实际上是一种计算复杂热力系统的有效方法。
熵分析法:在体系熵平衡计算过程中,求出熵产分布与大小,分析熵产影响因素,以此来确定熵产、不可逆损失之间的关系。同时,还有火用分析法,其主要是在热力学定量基础上,以环境为基础对能的本性的全面认识。
代数热力学法:该方法是一种热力系统能量有效分析法,其主要是利用事件矩阵对系统中的相关子系统的能量出入关系。对于火用矩阵而言,其对各股流火用值、分支等进行了定义,对单一系统中的出入流进行了关系性分析,最终得到一个结构矩阵,以此了从全局对全系统和子系统之间的关系趋势进行研究。
2当前国内电厂热力系统问题分析
首先,分析方法存在缺陷,研究局限性比较大。实践中可以看到,对于电厂热力系统的分析方法依然存在欠缺与不足,尤其是使用的计算工具表现出一定的滞后性,需改进和创新。利用计算机进行热力系统节能研究过程中,还存在着很多的问题与不足,通常情况下采用的是传统的局部优化法,而对热力系统的节能分析法研究甚少。同时,研究存在着一定的局限性。本质上来讲,对于热力系统研究长期处于相对固定状态,虽然稳态模式下的研究可促使发电系统一直保持恒定状态,而且在一定程度上也可降低研究复杂度,但是其局限性也是非常明显的,对电厂节能降耗工作可能会产生非常不利的影响。
其次,对电厂热力系统的分析指导存在着问题。节能降耗是当前最需大力支持的项目,实践中必须不断的提升和创新电厂工作观念。实际工作中,管理人员对电厂分析、指导存在着不到位现象,这成为电厂热力系统节能发展的重大桎梏。比如,电厂管理不善、对具体情况分析不到位,则可能会导致电厂管理失控。
3电厂热力系统节能策略
基于以上对电厂热力系统计算方法、存在的主要问题分析,笔者认为实现电厂热力系统的有效节能和降耗,可从以下几个方面着手。
3.1锅炉排烟过程中的余热有效回收和利用
电厂锅炉的排烟温度通常可达150度~160度,若在锅炉上方适当的位置加装暖风扇,则其排烟温度也达150度,因此电厂热力系统运行过程中的锅炉热损失是非常大的。基于此,如何才能降低能耗,有效的利用这些热量,成为一个值得深思的问题。低压省煤器是一种较为有效的节能装置,它实际上就是一个处于锅炉尾部位置的汽、水换热器,与锅炉省煤器相似。然而,通过其内部的并非高压给水,相反则是低压凝结水。其主要有两种连接方式,即低压省煤器在电厂热力系统中的串联和并联。对于低压省煤器而言,其水源来自于低压加热器出口,而且凝结水在低压省煤器中吸收其排烟热量予,待温度升高后,再将其通入低压加热器系统之中。实践中可以看到,串联形式的省煤器经济性比较好,这主要是因为该种形式下流经低压加热器的水量最大;确定低压省煤器受热面以后,锅炉排烟冷却程度以及其热负荷均非常的大,因此对排烟余热循环应用效果非常的好,从而实现了节能减排之目的。
3.2 利用化学方法实现节能减排
电厂热力系统节能减排中的化学方法,主要是基于对装载有抽凝汽式热力机组系统的一些电厂而言的,该方法主要是利用化学水填补凝汽机实现节能减排之目的。将化学水添入到凝汽机之中时,其中的大量氧气会被除掉。同时,运行过程中将雾化设备安装在凝汽机入口位置,从而确保化学补充水雾化,以此来提高电厂热力系统废热回收利用率。实际操作过程中,若能够将凝汽机处理成真空状态,则该种方法的应用效果会更好,节能减排效果也最佳。
3.3减少煤炭用量,提高电厂发电效率
在电厂机组中,全面推广应用性能管理系统,这是一种采用基于离散坐标法描述锅炉内热流密度时空分布特性的创新方法,利用火焰动态计算模型,对火焰中心、高温腐蚀以及炉膛结渣问题进行分析,从而实现了条件的有效优化。此外,在当前的电厂信息化管理系统建设与发展过程中,有效的引入机组运行性能管理模式,可实现主动性能管理功能,并且能够及时发现电厂机组运行中的相关性能问题与不足,提出一些有效的、针对性解决策略,并在此基础上逐步建立健全机组应用性能考核机制。正所谓无规矩不成方圆,因此电厂通过制定有效的管理机制,开有效减少煤炭用量,提高电厂发电效率,同时这也是节能减排的客观要求。
4结论
总而言之,面临当前国内国际能源资源短缺的现状,发展节能降耗产业势在必行,而对于能耗大户――电厂热力系统而言,节能减排是其发展的必由之路。因此应当加强思想重视和技术创新,以确保我国电厂电力事业的可持续发展。
参考文献
[1]刘建伟.火电厂热力系统节能技术探讨[J].城市建设理论研究,2011(31).
[2]李东亮.电厂热力系统节能分析探究[J].科学与财富,2012(12).
关键词: 电力系统; 谐波分析; 负载模型; 整流变频
中图分类号: TN710?34; TM401 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2013)15?0115?04
Analysis of power system harmonic load model
LU Hui?hui1, SU Cheng?yue1, ZHANG Wen?jia2, ZHOU Huai?jie1, LIU Jing?tao2, LIU Li?bin1
(1.Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China; 2.Guangzhou Power Supply station Co., Ltd., Guangzhou 510730, China)
Abstract: As the nonlinear load power increases, the harmonic distortion problem in power systems is serious. The common nonlinear load is discussed in this paper. A complete nonlear load simulation model was constructed to supply power to asynchronous motor by the rectifier frequency circuits and a transformer converting 110 kV to 400 V. Only the harmonic distortion rate of the third phase bridge rectifier circuit module is more than 32%, but harmonic components is greatly reduced by adding a harmonic elimination module in the model. The simulation results show that the total harmonic distortion rate of the nonlinear load is not more than 1.40%, which complies with the relevant state standards, and provides a theoretical base of harmonic prevention and control for enterprises.
Keywords: power system; harmonic analysis; load model; rectifying frequency conversion
0 引 言
谐波使电能质量下降,影响发电、供电和用电设备的安全经济运行,产生较大的危害已得到公认。目前国内外对电力系统的谐波分析大部分都是研究公用电网谐波的整体状况,没有对谐波负载进行细化分析。研究方向主要包括有:公用电网谐波评估[1?3] 、谐波对计量的影响[4]、谐波的检测方法[5?7]、针对谐波的滤波设计[8?9]等。较少深入研究负载内部产生谐波的机理。本文从电动机、整流器等具体负载着手,建立相应的理论模型分析其产生谐波的原因,为深入地开展谐波研究提供理论依据。
1 电子电力变流电路产生谐波原理
电子电力变流电路包括:交流/直流变换器又称整流器、直流/交流逆变器、交直交变频器等。其中应用最广泛的是整流器,很多负载模型都是基于整流电路建立的。常用的整流设备有二极管和晶闸管构成的单相和三相整流器。从控制的角度区分,有不控、半控、全控之分。目前采用全控的PWM方式6脉冲整流较多,如图1所示,下面对a相电流波形进行傅里叶级数展开有:
[ia=23πIdsinωt-15sin5ωt-17sin7ωt+111sin11ωt+113sin13ωt-117sin17ωt-119sin19ωt…] (1)
三相电流相角依次相差120°,其有效值与直流电流的关系为[I=23Id],当控制角[α≠0]时,只需用[ωt-α]代替[ωt]代入上式即可。则电流基波与各次谐波有效值分别为:
[I1=6πId,In=6nπId, n=6m±1] (2)
式中:[n]为特征谐波次数,[n=pm±1,][p]为逆变器脉动数,[m]为正整数。
2 基于Matlab构造负载模型
2.1 整流器模型
图1(a)中,原理图电路由三相交流电源[Ua,Ub,Uc,]整流变压器T、晶闸管VT1~VT6、负载[R]以及触发电路组成,由于晶闸管的单向可控导电性能,在负载上可以得到方向不变的直流电,改变晶闸管的控制角,可以调节输出直流电压和电流的大小。晶闸管触发电路输出脉冲与电源同步是电路正常工作的重要条件。三相桥式全控电路是应用最广泛的整流电路,六个晶闸管依次相隔60°触发其必须采用双脉冲触发或宽脉冲触发方式,以保证每一瞬间都有两个晶闸管同时导通。三相桥式整流电路的仿真使用模型库中的三相桥和触发器的集成模块,其仿真模型如图1(b)所示,仿真波形分析如图2所示。
表1 三相电流各次谐波含量及总畸变率 %
[谐波次数\&3\&5\&7\&9\&11\&13\&15\&17\&19\&THD\&A相\&0.14\&25.68\&11.41\&0.13\&10.57\&6.02\&0.13\&6.58\&3.82\&31.56\&B相\&1.39\&25.51\&10.48\&1.36\&9.63\&4.73\&1.17\&5.49\&2.84\&30.54\&C相\&1.53\&26.65\&10.41\&1.45\&10.64\&5.59\&1.19\&5.98\&4.20\&32.20\&]
三相电压源SPWM逆变器是在通用变频器中使用最多的,仿真模型如图3所示。
通过对整流和逆变电路模型的建立和谐波分析,可以看出两者产生的总谐波畸变率很高,电流谐波畸变率甚至达到42.54%,表明逆变电路是电力负载的一大谐波源。
2.2 交流电机模型
交流电机是一个多变量非线性系统,其静态和动态特性以及控制技术远比直流电机复杂。为了设计一个静态和动态特性都较为理想的交流调速系统,需要建立起交流电机合适的数学模型。三相异步机的模型是首先将三相输入电压变换为二相坐标系(dq坐标系)上的电压,同时也将计算所得的二相电流转换为三相坐标系上的电流[10]。交流异步电动机的转速表达式为:
[n=60f(1-s)p] (3)
式中:[n]为异步电动机的转速;[f]为电动机电源的频率;s为电动机转差率;[p]为电动机极对数。由上式可知,转速[n]与频率[f]成正比,只要改变频率[f]即可改变电动机的转速,电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。转速开环恒压频比控制(V/F)其特点是控制电路结构简单、成本较低,能够满足大多数场合交流电动机调速控制的要求。
图3 三相逆变电路模型及谐波分析图
图4是一个V/F控制变频调速仿真图,图中由直流电源经过逆变器变成交流电给交流异步电机供电。逆变器由PWM控制,控制PWM的频率就可以控制电压的大小,进而可以控制电机的转速,最下面的部分就是V/F恒压控制部分。
对电路B相谐波电流分析如图5所示,B相的总畸变率(THD)为2.45%,主要的成分还是5次、7次、11次谐波,分别占有1.73%、1.19%、0.74%,符合特征谐波次数[n=6m±1。]
图5 交流电机谐波分析图
3 综合仿真实验分析与研究
前面已介绍各分立负载模型,下面是综合的非线性负载模型,电路包含变压器、整流器、中间直流电路、逆变器、滤波器、异步电机等,如图6所示。该电路由110 kV的电压经过变压器降为400 V,然后经过整流变频电路,再添加一个无源LC滤波器分别给三相电路进行滤波,参数经过计算和调试,实现对高次谐波进行最大的抑制,如图7所示,最后给异步电机供电,以及通过反馈环路控制PWM的频率就可以控制电压的大小,进而可以控制电机的转速如图6下部分,最后测出各相电流的谐波成分见表2,其畸变率大大降低,总畸变率为1.4%。
表2 A,B,C三相的电流畸变率 %
[次数 /次\&3\&5\&7\&9\&11\&13\&15\&17\&19\&总畸变率\&A相\&0.14\&0.94\&0.66\&0.14\&0.34\&0.21\&0.12\&0.16\&0.15\&1.34\&B相\&0.19\&0.95\&0.63\&0.25\&0.22\&0.07\&0.19\&0.06\&0.01\&1.40\&C相\&0.11\&0.83\&0.88\&0.16\&0.23\&0.28\&0.18\&0.15\&0.16\&1.40\&]
4 结 论
本文基于Matlab建立电力系统中产生谐波负载仿真模型,仿真结果表明,对采用6脉波变流器的负载,产生的谐波含量比较符合理论公式,可控变流装置交流侧电流含6k±1(k为正整数)次谐波;各次谐波有效值与谐波次数成反比;与基波有效值的比值为谐波的倒数。通过综合构造出一个110 kV变压为400 V,经整流变频等电路给异步电机供电的完整的非线性负载模型,在模型中加入滤波器后的仿真结果表明,其非线性负载的谐波总畸变率不大于1.40%,谐波成分大大降低,符合国家有关标准,为企业减少向电网注入谐波成分提供参考。
参考文献
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【关键词】用电信息;信息采集;不良数据
一、分析电力用户用电信息采集系统不良数据的必要性
用电信息的采集系统建设工作是一项复杂而系统的工程,其涉及到通信体系的建设、信息采集终端的架构、采集系统主站的建设等几个方面。整个采集系统建设工作涉及到复杂的用户类型,而且用户数量众多,同时还需要解决信道不稳定、算法不统一以及公共网络信道故障等问题。在这个过程中,将使得不良数据出现,例如线路的功率异常、电量异常、电压数据异常等现象。采集系统获得的数据中不良数据比例虽然很低,但是其存在直接影响到信息的准确性以及客观性,可能造成计费错误以及用电习惯分析不准确等问题,从而造成不良的社会影响。因此,如何处理好其中的数据畸变问题是当前用电信息采集系统优化及完善的一个重要内容。
二、导致不良数据的主要原因及主要类型
1.导致不良数据出现的主要原因
(1)数据采集、存储过程中的不良数据
电力数据的采集终端主要用于配网的使用,但是配网运行过程中存在诸多的问题,而且用电电压的稳定性不足,造成信息通道噪声较大。所以,在设备的应用过程中就会在数据的采集、传输环节中出现数据遗漏、数据误差等现象。同时,所应用的数据处理芯片中可能存在BUG,从而导致电力数据超出边界,或者电力数据读数偏大等现象。
(2)电力系统故障导致的数据错误
当线路中由于部分故障而导致电流出现不正常时,例如出现了接地问题、连电问题等时,将会导致供电网络的功率数据、用电数据出现故障。
2.不良数据的主要类型
从不良数据的类型来看,其类型主要可以分为:①载荷数据:主要以曲线数据、定期冻结数据、最大电力需求量为主;②电流数据:包括曲线数据、日/月冻结数据;②电量数据:以电量曲线数据、日/月冻结数据为主;②电压数据:包括三项不平衡数据、电压曲线数据以及日/月冻结数据。
三、电力用户用电信息采集系统不良数据处理方法
1.电力用户用电信息采集系统不良数据处理流程
2.业务数据的处理与阈值设定
(1)功率数据的处理。如上文所述,不良功率数据主要以功率曲线数据、日/月冻结功率以及最大需求量为主,其与容量存在较大的联系,通常将容量作为对功率异常进行判断的基本标准。
在对阈值设定过程中,通常将之取为容量的3-5倍。当阈值超出时,前置机将通过使用算法拟合的方式得到公路数据,并将之存储到响应的存储表中。同时,将其中存在的异常点提取出来,显示到对应的待调整数据记录中。
(2)电流数据的处理。按照容量计算方式,用户或者配变安装的变压器组的实际运行容量是表征用户供电能力的重要数据。按照运行容量可以判断该变压器组是否达到了设定的电流上限:
其中,Imax是该变压器组设定的电流上限值;VA为变压器组的运行容量;U是供电电压。
通常,当设定阈值时,若阈值是Imax的2倍以上时,则表明该数据是超限型的数据。
(3)电量数据的处理。电力数据中的电量值与设备的运行容量以及电能的使用时间相关,通常将容量以及供电周期作为电量不良状况的标准。通常,将不良阈值设置为容量值的2倍,超过2倍时即表示出现异常。而曲线数据则按照曲线间隔进行计算:
标准电量=容量×时间(分钟)/60
当超出阈值时,则该点数据取为曲线前5天数据的平均值,并将异常点记录到待调整数据记录中。
日冻结标准电量=容量×24,当超出阈值时,则采用通用算示进行数据拟合,并将异常点记录到待调整数据记录中。
月冻结标准电量=容量×24×当月天数
当超出阈值时,则采用通用算示进行数据拟合,并将异常点记录到待调整数据记录中。
(4)电压数据的处理。电压阀值的设置分为上限、下限,其中上限值取标准值的1.35倍,下限值则取为标准值的0.7倍。当高出上限值或者低于下限值时,则按照该采集终端前5天的平均电压值选择,并将之写入到对应的表格中,并将异常点记录到待调整数据记录中。
3.不良数据的修正与干预
对不良数据点进行修正是用电信息采集系统的工作要点和难点。合理准确的修正工作难度要远远高于对数据的辨识难度。而传统的负荷预测系统不能对这些数据进行有效修正,而只能依靠人工预测的方式来予以解决。通过使用短期负荷预测方案的方式则能够替代人工修正的方式,从而减少人工预测的工作量,且提高人工修正过程中的主管影响,能够提高数据的修正精度。
从已经运行的数据采集系统分析来看,实际的电力系统运行过程中不良数据的产生概率为5%以下。当每天采集100个数据点时,不良数据点数不超过5个。通过采用短期负荷预测的方式能够以其中的95个数据为优化目标,对整个数据点的负荷进行预测。从具体的应用效果来看,处理精度和预测准度达到95.6%以上,达到了采集系统的实用化需要。