[发明专利]一种电能质量监测方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统监控技术领域，尤其涉及一种电能质量监测方法和系统。

背景技术

电力系统存在着大量非线性、冲击性和波动性负荷，比如大功率的变频设备及拖动装置、电气化铁路、电化工业的整流设备、感应加热炉，电弧炉等，这些负荷造成了电网发生波形畸变(谐波)、电压波动、闪变、三相不平衡、非对称性，使得电网电能质量的严重降低。同时，基于计算机、微处理器控制的精密电子仪器在国民经济企业中大量使用，对供电质量的敏感程度越来越高，对电能质量提出了更高的要求，从而使电能质量问题及其解决措施逐渐成为研究的热点。要对电网的电能质量进行改善，首先要对电能质量做出精确的检测和分析，测量电网的电能质量水平，并分析和判断造成各种电能质量问题的原因，为电能质量的改善提供依据。

现有的电能质量监测系统构建方法存在监测终端测量算法标准不一致、测量精度不一致、数据采样不同步、数据通信协议不一致、有线以太网网络带宽有限、无法传输实时数据等问题，导致目前的监测系统的可扩展性差、不易升级维护、实时性差、测量结果无法满足国际电工委员会(IEC)电能质量标准中A级一致性要求，无法真正为电网运行和事故分析提供科学、有效、权威的决策依据，阻碍了“坚强”、“统一”的智能电网的发展。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种电能质量监测方法和系统，基于云计算技术和5G无线通信技术，消除了目前电能质量监测系统构建中的上述问题，将有力地促进大型电能质量监测系统的建设和发展，为电网安全生产运行提供有效手段。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种电能质量监测方法，所述方法包括：

通过安装在变电站内的数据采集终端，由GPS对时服务器统一对时，对电气量实时数据进行同步采集；

数据采集终端将采集到的带有时标的电气量实时数据，通过高速无线通信网络经由云端通信服务器发送给云端运算服务器；

云端运算服务器对电气量实时数据进行运算，获得电能质量数据和非电能质量数据，并将获得的数据保存到云端数据库服务器；数据采集终端按照设定的权限访问云端数据库服务器中的运算结果并就地显示及导出；

云端高级应用分析服务器提取电能质量数据和非电能质量数据，结合数据采集终端的位置信息进行实时显示、统计分析及结果输出，完成电能质量的监测。

其中，所述电气量实时数据包括：A相、B相、C相及零序电流和电压；所述高速无线通信网络包括：3G、和/或4G、和/或5G无线通信网络。

其中，所述云端运算服务器对电气量实时数据进行运算，获得电能质量数据和非电能质量数据，具体为：按照GB/T12325、GB/T12326、GB/T15543、GB/T15945、GB/T24337、GB/T14549、GB/T30137的规定对数据采集终端采集到的电气量实时数据中的电能质量评价指标进行计算获得电能质量数据，同时计算获得其他非电能质量数据。

其中，所述电能质量评价指标包括：供电电压偏差、电压波动与闪变、三相电压不平衡、频率偏差、间谐波、谐波、电压暂降等数据；

所述电能质量数据包括：供电电压偏差、电压波动与闪变、三相电压不平衡、频率偏差、间谐波、谐波，这六种稳态指标按最大值(Max)、最小值(Min)、平均值(Avg)、及95％概率大值(CP95)进行统计得出的数据；

所述非电能质量数据包括：电流幅值、电压幅值、基波电流相位、基波电压相位、谐波电流相位、谐波电压相位、基波功率、谐波功率、功率因数、位移功率因数。

其中，所述云端高级应用分析服务器提取电能质量数据和非电能质量数据，结合数据采集终端的位置信息进行实时显示、统计分析及结果输出，完成电能质量的监测，具体为：提取云端数据库服务器中的电能质量数据和非电能质量数据，基于GIS地理信息系统的显示技术，将电网结构和数据采集终端的位置信息结合，直观实现监测数据实时显示、历史趋势统计、报表生成及输出、波形回放显示、谐波源追溯分析；

其中，GPS对时服务器，具体为：为整体系统提供统一对时。

本发明还公开了一种电能质量监测系统，所述系统包括：数据采集终端、GPS对时服务器、云端通信服务器、云端运算服务器、云端数据库服务器和云端高级应用分析服务器，其中，