区域配电网稳态电能质量评价方法研究

发布时间：2020-07-01 16:46

【摘要】：电能作为国民发展的重要动力,电能质量对于现代社会各行各业的进步发展具有重要影响。随着科技的进步与发展,电网接入的负荷也日趋多样化,新能源大规模并入电网也对配电系统电能质量造成了一定影响。对电能质量进行科学评估是解决电能质量问题的基础,不但对提高配电系统电能质量具有重要意义,同时也是健全电力市场体制的重要手段。针对现有电力参数采集系统无法满足分布式配电网多维度评价的问题,结合电能质量检测设备的相关国家标准,开发了一款适用于低压配电网的分布式电气信息参数采集系统。该系统分可对关键电气节点的主要电力参数进行采集,并将数据通过工业以太网发送至云端进行存储,可实现计算与可视化。该系统经浙江省计量科学研究院检测已获取相关证书,能够达到0.5S级电表精度标准。根据电能质量数据特征,给出了电能质量评价中常见的稳定型、渐变型、突变型及多变型等四种不同负荷曲线,并分析了不同负荷曲线的相关特性;针对电能质量数据冗余问题,提出了基于数据布尔运算的电能质量指标相似性度量方法,该方法通过待评价时间序列在坐标轴上的几何特征,得出指标间相似性度量值,根据该相似性值可以对待评价数据进行降维处理,从而减少模型的计算量,提高计算效率。针对电能质量评价结果无法体现数据动态特性的问题,提出了基于LIHM的配电系统电能质量动态有向评价模型。通过分析电能质量数据特点,提出了考虑指标裕度的电能质量指标同质化处理方法。针对传统电能质量评价方法无法进行动态估计的特点,建立了一种基于动态模糊理论的电能质量有向评估模型,在得到当前电能质量表现情况的同时给出未来一段时间内电能质量可能的变化情况,从而为电力部门进行相关电能质量行为提供参考。针对电能质量数据种类多、体量大、维度高的特点,提出一种基于SAX-Hist的电能质量评价方法。将符号化聚合理论引入电能质量评价中,通过符号化聚合近似操作对电能质量数据进行符号化平滑,从而实现电能质量数据压缩。通过Hist方法对经SAX处理的数据进行进一步规整,从而可以更好的体现电能质量数据分布。基于SAX-Hist的电能质量评价方法可以在保持原序列信息和基本形态的基础上进行去噪降维,从而减少计算代价,提高数据处理、挖掘及分析的效率。本文研制的分布式电能质量采集系统实现了对配电系统的参数采集,具有通用性、精度高的特点。在分析电能质量数据特征的基础上提出了两种不同的电能质量评价方法,可从不同的角度对电能质量进行评估,具有一定的实用价值。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM72
【图文】：

图 2-2 采集系统架构图Figure 2-2. Acquisition system architecture diagram2.3 电能质量采集板硬件结构设计2.3.1 电能质量采集板硬件总体架构电能质量采集板作为采集系统的硬件组成，主要分布于各采样点中，从被测对象中采集到电能质量数据，并将数据传送至上级结构中，其结构如图 2-3所示。采集板主要由 MCU及相应外围模块组成，其中MCU为STM32F103ZET6，该芯片为意法半导体增强型 32 位基于 ARM 内核的 103 系列微控制器，具有512K 字节闪存。该微控制器具有以下特点：（1）数据处理能力强具有 3 个 12 为数模转换器，转换范围为 0～3.6 V，具有三倍采样和保持功能，且同时具有 11 个定时器、13 个通信接口（I2C，USART，SPI，CAN，USB，

区域电网稳态电能质量评价方法研究2.5 性能检测及数据采集实验2.5.1 性能测试为节约调试成本，增强设计灵活性，方便模块化设计，ADE 模块采用接插件方式进行设计。由于试验系统采用的是有源电流互感器，因此无需使用 RJ45供电，该部分预留出来以供采集板使用无源电流互感器时提供电能。同时，RS485 模块预留出，为后续功能扩展预留空间。电能质量采集板性能测试于浙江省计量院进行主要检测项目为：基本误差实验、起动实验、潜动试验等。电能质量采集板实物如图 2-13 所示。

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本文编号：2737025