电网电压畸变在线监测及电能计量评估系统

发布时间：2020-05-09 00:18

【摘要】：随着电气化进程的发展,电网中大功率非线性负荷的投入向电网注入大量谐波,造成电压严重畸变,影响电能质量的同时还造成了电能计量误差的增大,致使线性用户产生正向误差,非线性用户产生正向误差。而现有的监测电网运行环境的设备普遍具有数据实时更新慢、功能单一、智能化程度低等缺陷。针对接入电网中的大功率非线性负荷的智能化监测和治理迫在眉睫。本文首先通过分析电网产生谐波的原因,总结电网谐波源的种类,研究感应式电表和电子式电表工作机理和电能计量算法,分析计算了电子式和感应式两类电表在不同谐波下的误差水平,并从其原理上分析得出误差产生的原因;在此基础上,提出了通过计量各频次电能来确定负载用电量的算法。根据负荷运行前后电网电压、电流的谐波含量情况,当确定为非线性负荷时,将电压电流进行傅里叶分解,分别计算各次谐波的电能,把谐波直接纳入计量算法中,以适应非线性负荷的计量,同时判断谐波电能潮流流向,最终确定负荷的电能消耗。其次搭建电力电子开关型的非线性型负荷和基于傅里叶分析的电能计量算法的电子式电能表模型,模拟多种负荷运行模式下的电网环境,通过不同运行方式下的电压、电流和功率数据表对比,验证了非线性负荷对电子式电能表计量产生的负向误差,并证明了此电能计量方法的正确性。最后,设计并搭建评估系统的硬件平台,硬件平台分为电能采集、监测及电能计量、远程及近程组网通讯、数据实时存储四部分,软件编程实现电压畸变监测和电能计量误差评估的功能。经过三组实验,验证了硬件平台可达到预期要求和基于傅里叶分析电能计量算法的准确性,最终通过给出用户用电环境的谐波含量和电能计量的误差报告,达到评估的目的。本文提出了监测电网电压和对非线性负荷电能计量准确性进行评估的系统,通过改进计量算法和完善设备辅助功能,在对非线性负荷用电监测的同时,采用合理的计量算法,既保证了电力交易市场的公平,也为电力公司提供了非线性负荷用电情况的大数据,为今后改善电网环境提供了有效依据。
【图文】：

感应电表磁通图

数字式电表原理图
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM933.4

【参考文献】

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本文编号：2655269