電能質(zhì)量分析精選(九篇)

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第1篇：電能質(zhì)量分析范文

【關(guān)鍵詞】電能質(zhì)量 分析方法 控制技術(shù)

【中圖分類號(hào)】TM63 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2012）11-0329-02

1、衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)

由于所處立場(chǎng)不同，關(guān)注或表征電能質(zhì)量的角度不同，人們對(duì)電能質(zhì)量的定義還未能達(dá)成完全的共識(shí)，但是對(duì)其主要技術(shù)指標(biāo)都有較為一致的認(rèn)識(shí)。

（1）電壓偏差：是電壓下跌（電壓跌落）和電壓上升（電壓隆起）的總稱。

（2）頻率偏差：對(duì)頻率質(zhì)量的要求全網(wǎng)相同，不因用戶而異，各國(guó)對(duì)于該項(xiàng)偏差標(biāo)準(zhǔn)都有相關(guān)規(guī)定。

（3）電壓三相不平衡：表現(xiàn)為電壓的最大偏移與三相電壓的平均值超過規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

（4）諧波和間諧波：含有基波整數(shù)倍頻率的正弦電壓或電流稱為諧波。含有基波非整數(shù)倍頻率的正弦電壓或電流稱為問諧波，小于基波頻率的分?jǐn)?shù)次諧波也屬于間諧波。

（5）電壓波動(dòng)和閃變：電壓波動(dòng)是指在包絡(luò)線內(nèi)的電壓的有規(guī)則變動(dòng)，或是幅值通常不超出0.9～1.1倍電壓范圍的一系列電壓隨機(jī)變化。閃變則是指電壓波動(dòng)對(duì)照明燈的視覺影響。

2、電能質(zhì)量問題的產(chǎn)生

2.1 電能質(zhì)量問題的定義和分類

電能質(zhì)量問題是眾多單一類型電力系統(tǒng)干擾問題的總稱，其實(shí)質(zhì)是電壓質(zhì)量問題。電能質(zhì)量問題按產(chǎn)生和持續(xù)時(shí)間可分為穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問題和動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量問題。

2.2 電能質(zhì)量問題產(chǎn)生原因分析

2.2.1 電力系統(tǒng)元件存在的非線性問題

電力系統(tǒng)元件的非線性問題主要包括：發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的諧波；變壓器產(chǎn)生的諧波；直流輸電產(chǎn)生的諧波；輸電線路對(duì)諧波的放大作用。此外，還有變電站并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置等因素對(duì)諧波的影響。其中，直流輸電是目前電力系統(tǒng)最大的諧波源。

2.2.2 非線性負(fù)荷

在工業(yè)和生活用電負(fù)載中，非線性負(fù)載占很大比例，這是電力系統(tǒng)諧波問題的主要來源。電弧爐是主要的非線性負(fù)載，它的諧波主要是由起弧的時(shí)延和電弧的嚴(yán)重非線性引起的。大功率整流或變頻裝置也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波電流，對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重污染，同時(shí)也使功率因數(shù)降低。

2.2.3 電力系統(tǒng)故障

電力系統(tǒng)運(yùn)行的內(nèi)外故障也會(huì)造成電能質(zhì)量問題，如各種短路故障、自然現(xiàn)象災(zāi)害、人為誤操作、電網(wǎng)故障時(shí)發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁系統(tǒng)的工作狀態(tài)的改變、故障保護(hù)裝置中的電力電子設(shè)備的啟動(dòng)等都將造成各種電能質(zhì)量問題。

3、電能質(zhì)量分析方法

3.1 時(shí)域仿真法

時(shí)域仿真方法在電能質(zhì)量分析中的應(yīng)用最為廣泛，其最主要的用途是利用各種時(shí)域仿真程序?qū)﹄娔苜|(zhì)量問題中的各種暫態(tài)現(xiàn)象進(jìn)行研究。目前較通用的時(shí)域仿真程序有EMTP、EMTDC、NETOMAC等系統(tǒng)暫態(tài)仿真程序和SPICE、PSPICE、SABER等電力電子仿真程序。采用時(shí)域仿真計(jì)算的缺點(diǎn)是仿真步長(zhǎng)的選取決定了可模仿的最大頻率范圍，因此必須事先知道暫態(tài)過程的頻率覆蓋范圍。

3.2 頻域分析法

頻域分析方法主要包括頻率掃描、諧波潮流計(jì)算和混合諧波潮流計(jì)算等，該方法多用于電能質(zhì)量中諧波問題的分析。頻率掃描和諧波潮流計(jì)算在反映非線性負(fù)載動(dòng)態(tài)特性方面有一定局限性，因此混合諧波潮流計(jì)算法在近些年中發(fā)展起來。

3.3 基于變換的方法

在電能質(zhì)量分析領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的基于變換的方法主要有Fourier變換、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、二次變換的方法。

3.3.1 Fourier變換

Fourier變換的優(yōu)點(diǎn)是算法快速簡(jiǎn)單。但其缺點(diǎn)也很多：（1）雖然能夠?qū)⑿盘?hào)的時(shí)域特征和頻域特征聯(lián)系起來觀察，但不能將二者有機(jī)地結(jié)合起來。（2）只能適應(yīng)于確定性的平穩(wěn)信號(hào)（如諧波），對(duì)時(shí)變非平穩(wěn)信號(hào)難以充分描述。（3）sTFT的離散形式?jīng)]有正交展開，難以實(shí)現(xiàn)高效算法；只適合于分析特征尺度大致相同的過程，不適合分析多尺度過程和突變過程。（4）FFT變換的時(shí)間信息利用不充分，任何信號(hào)沖突都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)頻帶的頻譜散布；在不滿足前提條件時(shí)，會(huì)產(chǎn)生“旁瓣”和“頻譜泄露”現(xiàn)象。

3.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論是巨量信息并行處理和大規(guī)模平行計(jì)算的基礎(chǔ)，它既是高度非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，又是自適應(yīng)組織系統(tǒng)，可用來描述認(rèn)知、決策及控制的智能行為。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的優(yōu)點(diǎn)是：（1）可處理多輸入-多輸出系統(tǒng)，具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)等特點(diǎn)。（2）不必建立精確數(shù)學(xué)模型，只考慮輸入輸出關(guān)系即可。缺點(diǎn)是：（1）存在局部極小問題，會(huì)出現(xiàn)局部收斂，影響系統(tǒng)的控制精度；（2）理想的訓(xùn)練樣本提取困難，影響網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練速度和訓(xùn)練質(zhì)量；（3）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不易優(yōu)化。

3.3.3 二次變換法

二次變換是一種基于能量角度來考慮的新的時(shí)域變換方法。該方法的基本原理是用時(shí)間和頻率的雙線性函數(shù)來表示信號(hào)的能量函數(shù)。

二次變換的優(yōu)點(diǎn)是：可以準(zhǔn)確地檢測(cè)到信號(hào)發(fā)生尖銳變化的時(shí)刻；精確測(cè)量基波和諧波分量的幅值。缺點(diǎn)是：無法準(zhǔn)確地估計(jì)原始信號(hào)的諧波分量幅值；不具有時(shí)域分析功能。

4、電能質(zhì)量的控制策略與技術(shù)

4.1 幾種電能質(zhì)量控制策略

（1）PID控制：這是應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便，易于在工程中實(shí)現(xiàn)。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。其缺點(diǎn)是：響應(yīng)有超調(diào)，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)攝動(dòng)和抗負(fù)載擾動(dòng)能力較差。

（2）空間矢量控制：空間矢量控制也是一種較為常規(guī)的控制方法。其原理是：將基于三相靜止坐標(biāo)系（abc）的交流量經(jīng)過派克變換得到基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（dq）的直流量從而實(shí)現(xiàn)解耦控制。常規(guī)的矢量控制方法一般采用DSP進(jìn)行處理，具有良好的穩(wěn)態(tài)性能與暫態(tài)性能。也可采用簡(jiǎn)化算法以縮短實(shí)時(shí)運(yùn)算時(shí)間。

（3）模糊邏輯控制：知道被控對(duì)象精確的數(shù)學(xué)模型是使用經(jīng)典控制理論的”頻域法”和現(xiàn)代控制理論的“時(shí)域法”設(shè)計(jì)控制器的前提條件。模糊控制作為一種新的智能控制方法，無需對(duì)系統(tǒng)建立精確的數(shù)學(xué)模型。

4.2 FACTS技術(shù)

FACTS，即基于電力電子控制技術(shù)的靈活交流輸電，它通過控制電力系統(tǒng)的基本參數(shù)來靈活控制系統(tǒng)潮流，使輸送容量更接近線路的熱穩(wěn)極限。采用FACTS技術(shù)的核心目的是加強(qiáng)交流輸電系統(tǒng)的可控性和增大其電力傳輸能力。目前有代表性的FACTS裝置主要有：可控串聯(lián)補(bǔ)償電容器、靜止無功補(bǔ)償器、晶閘管控制的串聯(lián)投切電容器、統(tǒng)一潮流控制器等。

5、電能質(zhì)量控制的發(fā)展方向

5.1 研究電能質(zhì)量分析控制領(lǐng)域的基礎(chǔ)性工作

一方面要深入探索電能質(zhì)量領(lǐng)域的基礎(chǔ)性研究工作，包括電能質(zhì)量的定義、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與體系，電能質(zhì)量問題的表現(xiàn)形式、影響因素、防治方法等。同時(shí)，積極研究電能質(zhì)量控制的新方法、新技術(shù)和新策略，將更為先進(jìn)、科學(xué)的控制理念和控制思想借鑒到電能質(zhì)量管理領(lǐng)域。

5.2 推廣使用數(shù)字化電能質(zhì)量控制技術(shù)

以DSP為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)為：①可提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性和靈活性；②由程序控制，改變控制方法或算法時(shí)不必改變控制電路；③可重復(fù)性好，易調(diào)試和批量生產(chǎn)；④易實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行和智能化控制。隨著DsP性能的不斷改善和價(jià)格的下降，電能質(zhì)量控制裝置將用DsP來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信號(hào)處理從而取代模擬量控制。

第2篇：電能質(zhì)量分析范文

【關(guān)鍵詞】電能質(zhì)量；諧波；閃變

1、引言

2012年2月15日23：04 分，35kV上鑒陂水利工程管理處橋頭電站發(fā)電機(jī)勵(lì)磁燒壞。該水電站是以35kV線路接入多祝變電站，水電站方面懷疑有其他用戶諧波注入導(dǎo)致發(fā)電機(jī)燒壞，于是，本著對(duì)用戶負(fù)責(zé)的態(tài)度，對(duì)110kV多祝變電站35kV多華線315（煉鋼廠）供電線路的電能質(zhì)量問題進(jìn)行檢測(cè)和分析，以求查清并解決用戶的電能質(zhì)量問題。

2、煉鋼廠主要設(shè)備工作特性

35kV多華線315（煉鋼廠）主要生產(chǎn)設(shè)備是電弧爐，它是利用交流電弧產(chǎn)生熱量來熔煉金屬的一種電爐，屬于間歇式?jīng)_擊功率負(fù)荷其運(yùn)行周期主要包括熔化期、氧化期和還原期三個(gè)階段，其主要的電氣特性有：①、消耗功率強(qiáng)烈快速，并隨機(jī)變化；②、熔化期電能質(zhì)量下降程度最大，時(shí)變性最強(qiáng)；③、氧化和還原期電壓波動(dòng)和諧波顯著降低； ④電能質(zhì)量隨著熔化期運(yùn)行條件不斷變化。

3、35kV多華線315（煉鋼廠）電能質(zhì)量的分析

通過現(xiàn)場(chǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，導(dǎo)出35kV多華線315電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析如下：

（2）生產(chǎn)時(shí)間的確定

從電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)中導(dǎo)出的功率變化曲線如下圖：

結(jié)合我局調(diào)通中心提供的2月15日的日負(fù)荷情況，可以知道23:00至24:00這段時(shí)間內(nèi)，35kV多華線315在進(jìn)行生產(chǎn)。

（3）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

2月15日23:00至24:00這段時(shí)間，35kV多華線315專線用戶的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)報(bào)表如下：

由上報(bào)表可知：在23:00至24:00這段時(shí)間內(nèi)，35kV多華線315諧波電壓總畸變?nèi)?5%概率值都在3.12%以上，共超國(guó)標(biāo)值9次，電壓閃變?nèi)?5%的概率值都在3.178%以上，超國(guó)標(biāo)值次數(shù)為6次，總的來說，35kV多華線315在生產(chǎn)過程中存在諧波和閃變等電能質(zhì)量指標(biāo)超標(biāo)情況。

4、結(jié)論

通過以上的分析可知：2012年2月15日23：00至24：00這段時(shí)間， 35kV多華線315（煉鋼廠）在進(jìn)行生產(chǎn)，其產(chǎn)生的諧波及閃變等電能質(zhì)量指標(biāo)超標(biāo)，有可能是導(dǎo)致35kV上鑒陂水利工程管理處橋頭電站發(fā)電機(jī)勵(lì)磁燒壞的原因，所以，下一步需要對(duì)35kV多華線315（煉鋼廠）進(jìn)行諧波治理，確保其電能質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)在可控范圍。

5、結(jié)束語

本文根據(jù)工作實(shí)際，就35kV上鑒陂水利工程管理處橋頭電站發(fā)電機(jī)勵(lì)磁燒壞的問題，先簡(jiǎn)單介紹了煉鋼廠主設(shè)備的生產(chǎn)特性，然后對(duì)35kV多華線315（煉鋼廠）電能質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，知道其在生產(chǎn)過程中存在諧波和閃變等電能質(zhì)量指標(biāo)超標(biāo)情況，起到一定的拋磚引玉作用。

參考文獻(xiàn)

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[3]《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB／T 14549 —93） 1994—03

[4]《電能質(zhì)量 電壓波動(dòng)和閃變》.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB／T 12326 —2008） 2009—05

第3篇：電能質(zhì)量分析范文

【關(guān)鍵詞】電能質(zhì)量 諧波 電壓

【中圖分類號(hào)】TM60

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1672-5158（2012）12-0315-01

一、電能質(zhì)量下降的原因分析

電力系統(tǒng)中的非線性負(fù)荷向電網(wǎng)注入大量的諧波電流并引起三相電壓不對(duì)稱，公用電網(wǎng)中的非線性負(fù)荷（即諧波源）主要是各種電力電子裝置（含家用電器、計(jì)算機(jī)等電源部分）、變壓器、發(fā)電機(jī)、電弧爐和熒光燈等。在電力電子裝置大量應(yīng)用之前，最主要的諧波源是電力變壓器的勵(lì)磁電流，其次是發(fā)電機(jī)。在電力電子裝置大量應(yīng)用之后，它成為最主要的諧波源。

發(fā)電機(jī)是公用電網(wǎng)的電源，在設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)時(shí)，采取了許多削弱諧波電動(dòng)勢(shì)的措施，因此，其輸出電壓的諧波含量是很小的。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）規(guī)定發(fā)電機(jī)的端電壓波形在任何瞬間與其基波波形之差不得大于基波幅值的5%。因此，在分析公用電網(wǎng)的諧波時(shí)，可以認(rèn)為發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)為純正弦波形，不考慮其諧波分量。

變壓器的諧波電流是由其勵(lì)磁回路的非線性引起的，勵(lì)磁電流的諧波含量和鐵心飽和程度直接相關(guān)，即和其所加的電壓有關(guān)。正常晴況下，所加電壓為額定電壓，鐵心基本工作在線性范圍內(nèi)，諧波電流含量不大。但在輕載時(shí)電壓升高，鐵心工作在飽和區(qū)，諧波電流含量就會(huì)大大增加。另外，在變壓器投入運(yùn)行過程、暫態(tài)擾動(dòng)、負(fù)載劇烈變化及非正常狀態(tài)運(yùn)行時(shí)。都會(huì)產(chǎn)生大量的諧波。

電弧爐的諧波主要是由起弧的時(shí)延和電弧的嚴(yán)重非線性引起的。電弧長(zhǎng)度的不穩(wěn)定性和隨機(jī)性，使得其電流諧波頻譜十分復(fù)雜。電弧爐工作在熔煉期間諧波電流很大，當(dāng)工作在精練期間時(shí)，由于電弧特性較穩(wěn)定，諧波電流較小。

二、電能質(zhì)量的檢測(cè)方法

電能質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)有連續(xù)檢測(cè)和專項(xiàng)檢測(cè)兩種方法，連續(xù)檢測(cè)主要適用于供電電壓偏差和頻率偏差指標(biāo)：而專項(xiàng)檢測(cè)主要適用于不需連續(xù)檢測(cè)或干擾源設(shè)備接入電網(wǎng)前后的檢測(cè)。

另外，電能質(zhì)量指標(biāo)連續(xù)檢測(cè)點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)覆蓋主網(wǎng)及全部供電電壓等級(jí)，并在電網(wǎng)內(nèi)呈均勻分布。

國(guó)內(nèi)外的電力部門為電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)做了大量的工作。1992-1995年，美國(guó)電力研究院（EPRI）在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行了大規(guī)模的電能質(zhì)量普查，獲得了大量電能質(zhì)量數(shù)據(jù)。本文所討論的一個(gè)城市電力公司于2000年成立了該城市配電網(wǎng)電能質(zhì)量管理小組，在全公司范圍進(jìn)行電能質(zhì)量監(jiān)督和測(cè)量工作，重點(diǎn)負(fù)責(zé)對(duì)檢查不合格的諧波源進(jìn)行治理。為了對(duì)諧波進(jìn)行監(jiān)督并全面分析其產(chǎn)生的原因，選擇棄有大型諧波源的變電站，有大型電容器組的變電站，本系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電廠升壓站控制室進(jìn)行諧波監(jiān)測(cè)。

電力系統(tǒng)中諧波的實(shí)際測(cè)量結(jié)果是諧波問題研究的主要依據(jù)，也是研究分析問題的出發(fā)點(diǎn)。由于電子技術(shù)，特別是數(shù)字電子技術(shù)的進(jìn)步，已有許多儀器能對(duì)諧波進(jìn)行連續(xù)的測(cè)量，提供必需的信息，為諧波分析工作提供了有利的條件。

三、電能質(zhì)量的改善方法

1、變電站母線電壓偏差變電站母線電壓偏差的大小，與變壓器的型號(hào)（是否有載調(diào)壓、額定出口電壓）、電容器的投切以及負(fù)載的大小有關(guān)。當(dāng)變壓器中、低壓側(cè)額定出口電壓比較高時(shí)（比如11KV），同時(shí)變壓器負(fù)載較輕時(shí)，則電壓偏差容易超上限；對(duì)于無載調(diào)壓變壓器，由干不能及時(shí)調(diào)整變壓器的分接頭，在負(fù)荷高峰容易出現(xiàn)電壓偏低的情況，在負(fù)荷低谷容易出現(xiàn)電壓偏高的現(xiàn)象，這些情況都使母線電壓產(chǎn)生較大的偏差，從而影響用戶的正常用電。

因此，對(duì)于變電站母線電壓偏差過大的情況，我們應(yīng)該從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：

（1）從變電站設(shè)計(jì)開始綜合考慮，選擇有載調(diào)壓變壓器和合適的額定出口電壓，同時(shí)應(yīng)在低壓母線加裝電容器（配備一定容量的電抗器，以防止產(chǎn)生諧波放大）。對(duì)于無人值班變電站，應(yīng)考慮裝設(shè)電壓無功自動(dòng)控制裝置（VQc），采取逆調(diào)壓的方式，進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，以保證電壓在正常的偏差范圍內(nèi)波動(dòng)。

（2）對(duì)于電容器的配置，在條件允許的情況下，應(yīng)采取分組、分級(jí)投切的方式，以避免由于整組電容器容量過大，造成電容器不能投人的情況。

（3）根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際晴況，可以采取過補(bǔ)償與欠補(bǔ)償?shù)臒o功補(bǔ)償方式，以滿足電壓無功的要求。

2、用戶端電壓偏差用戶端電壓偏差，與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，線路長(zhǎng)短有很大關(guān)系。早期建設(shè)的線路導(dǎo)線細(xì)，供電半徑過大，有的長(zhǎng)達(dá)100多千米，電壓偏低是顯而易見的。另外對(duì)于一些人負(fù)荷用戶，當(dāng)其動(dòng)力裝置投入運(yùn)行后，由于未能及時(shí)投人電容器，致使電壓偏低。針對(duì)線路與用戶的原因，改善電壓偏差的主要措施有四：

（1）合理設(shè)置電源點(diǎn)，減小供電半徑，使其在合理的范圍內(nèi)，以減少壓降。

（2）采用動(dòng)態(tài)和靜止補(bǔ)償無功相結(jié)合的辦法，就地進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，及時(shí)調(diào)整無功功率補(bǔ)償量，無功負(fù)荷的變化在電網(wǎng)各級(jí)系統(tǒng)中均產(chǎn)生電壓偏差，它是產(chǎn)生電壓偏差的源，因此，就地進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，及時(shí)調(diào)整無功功率補(bǔ)償量，從源上解決問題，是最有效的措施。如在配電變臺(tái)安裝電容器進(jìn)行就地補(bǔ)償。

（3）調(diào)整同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流，在銘牌規(guī)定值的范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流，使其超前或滯后運(yùn)行，就能產(chǎn)生超前或滯后的無功功率，從而達(dá)到改善網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的功率因數(shù)和調(diào)整電壓偏差的目的。

（4）采用有載調(diào)壓變壓器。從總體上考慮無功負(fù)荷只宜補(bǔ)償?shù)焦β室驍?shù)為0.90-0.95，仍然有一部分變化無功負(fù)荷要電網(wǎng)供給而產(chǎn)生電壓偏差，這就需要分區(qū)采用一些有效的辦法來解決，采用有載調(diào)壓變壓器就是有效而經(jīng)濟(jì)的辦法之一。

總之，改善電壓偏差需要從多個(gè)方面人手，綜合治理。

（1）做好負(fù)荷規(guī)劃和電網(wǎng)的合理布局，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

在電網(wǎng)規(guī)劃過程中應(yīng)按照用戶電能質(zhì)量要求合理地規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。規(guī)劃人員要對(duì)規(guī)劃小區(qū)內(nèi)用戶的負(fù)荷變化情況做好詳細(xì)預(yù)測(cè)，避免用戶負(fù)荷大幅度變化時(shí)電網(wǎng)無法做出及時(shí)的反應(yīng)。將中壓配電網(wǎng)絡(luò)深人到負(fù)荷中心，擴(kuò)大中壓供電網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面。合理縮小配電變壓器的容量，增加配變臺(tái)數(shù)，縮短供電半徑。調(diào)整線路，均衡線路負(fù)荷。合理調(diào)整設(shè)備負(fù)荷，防止用電設(shè)備長(zhǎng)期過負(fù)荷運(yùn)行。

（2）合理配置有載調(diào)壓裝置。

在制定用戶業(yè)擴(kuò)方案時(shí)應(yīng)使用戶電源點(diǎn)至少經(jīng)過系統(tǒng)中一級(jí)有載調(diào)壓裝置和調(diào)壓變壓器。如果用戶負(fù)荷變化大，電壓結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制定用戶供電方案至少應(yīng)當(dāng)使用戶的供電電源經(jīng)過系統(tǒng)中兩級(jí)有載凋壓裝置，同時(shí)適當(dāng)?shù)募哟蠊╇娋€路的線徑。

（3）加強(qiáng)無功負(fù)荷管理，做到無功負(fù)荷分層分區(qū)就地平衡。

加大執(zhí)行功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)電價(jià)的范圍，鼓勵(lì)用戶合理投切無供補(bǔ)償裝置；在各個(gè)電壓等級(jí)上合理配備無功補(bǔ)償裝置，減少無功在電網(wǎng)中的流動(dòng)。對(duì)功率因素偏低的用戶大功率設(shè)備要使無功補(bǔ)償裝置與設(shè)備同步投切，合理安排電網(wǎng)運(yùn)行方式，做好無功功率分層分區(qū)平衡。

第4篇：電能質(zhì)量分析范文

關(guān)鍵詞：電能 質(zhì)量檢測(cè) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

1 電能質(zhì)量研究中新技術(shù)的應(yīng)用背景

隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)代電力系統(tǒng)中用電負(fù)荷結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化，諸如半導(dǎo)體整流器、晶閘管調(diào)壓及變頻調(diào)整裝置、煉鋼電弧爐、電氣化鐵路和家用電器等負(fù)荷迅速發(fā)展，由于其非線性、沖擊性以及不平衡的用電特性，使電網(wǎng)的電壓波形發(fā)生畸變成引起電壓波動(dòng)和閃變以及三相不平衡，甚至引起系統(tǒng)頻率波動(dòng)等，對(duì)供電電能質(zhì)量造成嚴(yán)重的干擾或“污染”[1]。電網(wǎng)中正面對(duì)越來越多的電能質(zhì)量問題，這使得電能質(zhì)量的研究十分緊迫。

另一方面 ，電能質(zhì)量正逐步受到供電企業(yè)和電力用戶的共同關(guān)注。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來、隨著半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，一批高新技術(shù)企業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，出現(xiàn)大量的微機(jī)控制裝置和生產(chǎn)線.對(duì)電能質(zhì)量提出了新的要求；而電力市場(chǎng)的發(fā)展，使供電企業(yè)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到：用戶的需要也是自身的需要。在這樣的背景下，因電能質(zhì)量不良而使用戶設(shè)備停機(jī)或出次品的情況.仍應(yīng)看作電能質(zhì)量不合格。當(dāng)然，電能質(zhì)量不良有多種情況，用戶對(duì)電能質(zhì)量的敏感程度也各不相同。一船來說，供電企業(yè)可對(duì)不同的電能質(zhì)量劃分等級(jí)、分別定價(jià)、用戶可以自由選擇。但由于我國(guó)目前還未能實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)。因此，進(jìn)一步改善電能質(zhì)量的工作基本上要求在用戶側(cè)解決。隨著各種用電設(shè)備對(duì)電能質(zhì)量敏感度的變化，電能質(zhì)量的范圍進(jìn)一步擴(kuò)大.分類更細(xì)要求更高[2]。在新的電力市場(chǎng)環(huán)境下，電能質(zhì)量已成為電能這種商品的消費(fèi)特性，很大程度上體現(xiàn)了供電部門服務(wù)品質(zhì)。所以有關(guān)部門正在加大對(duì)電能質(zhì)量的監(jiān)管和治理。

這些背景下，電能質(zhì)量的研究迫切需要一些新技術(shù)來推動(dòng)，通過這些新技術(shù)的應(yīng)用，從而使電能質(zhì)量從檢測(cè)、分析和監(jiān)控等方面得到提高，從而有利發(fā)現(xiàn)問題和規(guī)律、改善供電質(zhì)量和服務(wù)。

2 電能質(zhì)量檢測(cè)中的新技術(shù)

電能質(zhì)量檢測(cè)是獲得電能相關(guān)數(shù)據(jù)的最直接手段，也是電能質(zhì)量其他后續(xù)高級(jí)應(yīng)用研究的前端。

2.1 當(dāng)前電能質(zhì)量檢測(cè)的情況

對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)是獲得電能質(zhì)量信息的直接途徑，雖然這方面的檢測(cè)儀器已不少，但大多數(shù)只局限于持續(xù)性和穩(wěn)定性指標(biāo)的檢測(cè)，而傳統(tǒng)的基于有效值理論的檢測(cè)技術(shù)由于時(shí)間窗太長(zhǎng)，僅測(cè)有效值已不能精確描述實(shí)際的電能質(zhì)量問題，因此需發(fā)展?jié)M足以下要求的新檢測(cè)技術(shù)[3]：①能捕捉快速(ms級(jí)甚至ns級(jí))瞬時(shí)干擾的波形。因?yàn)樵S多瞬間擾動(dòng)很難用個(gè)別參量(如有效值)來完整描述，同時(shí)隨機(jī)性強(qiáng)，因此需要采用多種判據(jù)來啟動(dòng)量和裝置，如幅值、波形畸變、幅值上升率等。②需要測(cè)量各次諧波以及間諧波的幅值、相位，需要有足夠高的采樣速率，以便能測(cè)得相當(dāng)高次諧波的信息。③建立有效的分析和自動(dòng)辨識(shí)系統(tǒng)，使之能反映各種電能質(zhì)量指標(biāo)的特征及其隨時(shí)間的變化規(guī)律。

隨著電力的市場(chǎng)化和電能質(zhì)量的法規(guī)化，供電質(zhì)量將引起越來越廣泛的重視，開發(fā)出考慮電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的新的SCADA系統(tǒng)是配電能量管理系統(tǒng)的新研究方向。這一領(lǐng)域的難點(diǎn)將是對(duì)電流、電壓的同時(shí)持續(xù)測(cè)量，對(duì)質(zhì)量指標(biāo)的分類辨識(shí)和統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)量大，因此需要開發(fā)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行有效管理。

2.2 新技術(shù)應(yīng)用

當(dāng)前，電能質(zhì)量在硬件和軟件上應(yīng)用了主要有數(shù)字信號(hào)處理（DSP），虛擬儀器等新技術(shù)以及新的如小波變換的算法。

[4]介紹了有關(guān)電能質(zhì)量的基本概念和衡量標(biāo)準(zhǔn)，并給出了適合數(shù)字測(cè)量的分析方法和閃變檢測(cè)仿真波形。[5]討論了DSP器件在電能質(zhì)量補(bǔ)償器中的檢測(cè)應(yīng)用，重點(diǎn)介紹用該器件實(shí)現(xiàn)物理硬件和控制軟件方面的實(shí)際開發(fā)。[6]根據(jù)電能質(zhì)量檢測(cè)對(duì)于系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和支持復(fù)雜算法的特殊要求，提出一種基于雙CPU的嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)解決方案。主要討論設(shè)備的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和基于雙CPU系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)思想。設(shè)計(jì)經(jīng)過實(shí)際的調(diào)試和運(yùn)行，電路功能正常，證明了該設(shè)計(jì)的合理性和可用性。相對(duì)于以往的設(shè)計(jì)，具有實(shí)時(shí)性好、體積小和成本低的優(yōu)點(diǎn)。[7]對(duì)基于連續(xù)小波變換的信號(hào)奇異性檢測(cè)原理及其在電能質(zhì)量暫態(tài)信號(hào)檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的研究，通過基于標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)的小波消噪算法，有效排除了噪聲干擾，實(shí)現(xiàn)了精確的故障時(shí)刻定位。[8]根據(jù)小波變換的理論，結(jié)合電能質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，文中將基于小波變換系數(shù)的門限方法應(yīng)用于電能質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)的壓縮。仿真計(jì)算結(jié)果及其分析表明，該方法簡(jiǎn)單而且壓縮效果較好，能保留壓縮信號(hào)的局部特征，計(jì)算速度快，很適合于實(shí)時(shí)性要求較強(qiáng)的場(chǎng)合。[9]對(duì)電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)的組成部分和工作原理進(jìn)行了詳細(xì)介紹。電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)的軟件應(yīng)用MATLAB與C++語言的混合編程技術(shù)進(jìn)行開發(fā)。該系統(tǒng)不但能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)的精確采樣，還可以分析電網(wǎng)的各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)，并以直觀的圖形顯示出來。[10]介紹了虛擬儀器的電能質(zhì)量檢測(cè)和分析系統(tǒng)的組成，介紹LabVIEW軟件實(shí)現(xiàn)的頻率跟蹤技術(shù)，并介紹了使用網(wǎng)絡(luò)對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測(cè)和數(shù)據(jù)分析的方法，最后給出了部分程序。

3 電能質(zhì)量分析中的新技術(shù)

電能質(zhì)量的分析計(jì)算涉及對(duì)各種干擾源和電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述，需要開發(fā)相應(yīng)的分析軟件和工程方法來對(duì)各種電能質(zhì)量問題進(jìn)行系統(tǒng)的分析，為改善電能質(zhì)量提供指導(dǎo)。由于干擾源性質(zhì)各異，干擾的頻譜從0Hz到GHz的廣寬范圍內(nèi)，電網(wǎng)元件在不同干擾作用下呈現(xiàn)不同的性能，因此建立干擾源和電網(wǎng)元件(或局部電網(wǎng))準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型有時(shí)困難很大，而分析計(jì)算的準(zhǔn)確性不僅取決于數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法，還有賴于電網(wǎng)基礎(chǔ)資料的可信度。

近年來，基于數(shù)字技術(shù)的各種分析方法已在以下電能質(zhì)量領(lǐng)域中得到應(yīng)用：

① 分析諧波在網(wǎng)絡(luò)中的分布

② 分析各種擾動(dòng)源引起的波形畸變及在網(wǎng)絡(luò)中的傳播

③ 分析各種電能質(zhì)量控制裝置在解決相關(guān)問題方面的作用；

④ 多個(gè)控制裝置的協(xié)調(diào)以及與其他控制器的綜合控制等問題。

目前所采用的方法有三種：

(1) 時(shí)域仿真方法 該方法在電能質(zhì)量分析中的應(yīng)用最為廣泛，其主要的用途是利用各種時(shí)域仿真程序?qū)﹄娔苜|(zhì)量問題中的各種暫態(tài)現(xiàn)象進(jìn)行研究。目前較通用的時(shí)域仿真程序主要有EMW、EMTEC、NETOMAC、BPA等系統(tǒng)暫態(tài)仿真程序和SPICE、PSPICE、MATLAB、SABER等電力電子仿真程序兩大類。由于這些仿真程序在不斷發(fā)展中，其功能日益強(qiáng)大，還可利用它們進(jìn)行電力設(shè)備、元件的建模和電力系統(tǒng)的諧波分析。

(2) 頻域分析方法 該方法主要用于諧波問題的分析計(jì)算，包括頻率掃描，諧波潮流計(jì)算等?？紤]到一些非線性負(fù)載的動(dòng)態(tài)特性，近年來又提出一種混合諧波潮流的計(jì)算方法，即在常規(guī)的諧波潮流計(jì)算法基礎(chǔ)上，利用EMTP等時(shí)域仿真程序?qū)Ψ蔷€性負(fù)載進(jìn)行仿真計(jì)算，可求出各次諧波動(dòng)態(tài)電流失量，從而得到動(dòng)態(tài)諧波潮流解。

(3) 基于變換的方法 這里主要指Fourier變換方法、短時(shí)Fourier變換方法和小波變換(wavelet)方法。作為經(jīng)典的信號(hào)分析方法Fourier變換具有正交、完備等許多優(yōu)點(diǎn)，而且有象FFT這樣的快速Fourier算法，因此已在電能質(zhì)量分析領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。但在運(yùn)用FR時(shí)，必須滿足以下條件：①滿足采樣定理的要求，即采樣頻率必須是最高信號(hào)頻率的兩倍以上；②被分析的波形必須是穩(wěn)態(tài)的、隨時(shí)間周期變化的。因此；當(dāng)采樣頻率或信號(hào)不能滿足上列條件時(shí)，利用FFT分析會(huì)給分析帶來誤差。此外，由于FFT變換是對(duì)整個(gè)時(shí)間段的積分，時(shí)間信息得不到充分利用；信號(hào)的任何突變，其頻譜將散布于整個(gè)領(lǐng)帶。為解決上述問題，Gabor利用加窗，提出了短時(shí)Fourier變換方法，即將不平穩(wěn)過程看成是一系列短時(shí)乎穩(wěn)過程的集合，將Fourier變換用于不平穩(wěn)信號(hào)的分析。由于實(shí)際多尺度過程的分析要求時(shí)—佰窗口具有自適應(yīng)性，即高頻時(shí)頻窗大、時(shí)窗小；低頻時(shí)頻窗小，時(shí)窗大，而STFT的時(shí)—頻窗口則固定不變。因此，它只適合于分析特征尺度大致相同的過程，不適合分析多尺度過程和突變過程。而且這種方法的離散形式?jīng)]有正交展開，難以實(shí)現(xiàn)高效算法。小波變換由于具有時(shí)—頻局部化的特點(diǎn)，克服了以上FFT和STFT的缺點(diǎn)，特別適合于突變信號(hào)和不平穩(wěn)信號(hào)的分析。小波變換作為一種新的數(shù)字技術(shù)被引入工程界后，已在圖像處理、數(shù)據(jù)壓縮和信號(hào)分析等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。由于小波函數(shù)本身衰減很快，也屬一種暫態(tài)波形，將其用于電能質(zhì)量分析領(lǐng)域，尤其是暫態(tài)過程分析領(lǐng)域?qū)⒕哂蠪FT、STFT所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。 最近，已有文獻(xiàn)介紹應(yīng)用小波變換方法進(jìn)行電能質(zhì)量評(píng)估、電磁暫態(tài)波形分析和電力系統(tǒng)擾動(dòng)建模等電能質(zhì)量問題的研究。

4 電能質(zhì)量研究中的人工智能新技術(shù)

最近幾年，以專家系統(tǒng)， 神經(jīng)網(wǎng)，模糊邏輯和進(jìn)化計(jì)算為代表的人工智能新技術(shù)已開始較全面地應(yīng)用于電能質(zhì)量研究，因?yàn)樗莻€(gè)較復(fù)雜，工作量和數(shù)據(jù)處理量很大的系統(tǒng)工作。特別是在電能質(zhì)量分析方面， 很多人工智能應(yīng)用來進(jìn)行輔助分析，對(duì)復(fù)雜的問題進(jìn)行處理。 而且這些新技術(shù)的一個(gè)突出特點(diǎn)就是交叉應(yīng)用的非常廣泛，有時(shí)很難斷言就是哪種技術(shù)，而是以某種為主，其它為輔的。也就通常所說的混雜技術(shù)。

4.1 專家系統(tǒng)

盡管專家系統(tǒng)成本較高且在開發(fā)過程中耗時(shí)過長(zhǎng)，但依然出現(xiàn)了很多應(yīng)用[11-22]。這些主要體現(xiàn)在

對(duì)畸變的電壓和波形進(jìn)行分類；

利用專家系統(tǒng)分析諧波；

對(duì)電能質(zhì)量問題的解決方案在專家系統(tǒng)架構(gòu)下進(jìn)行開發(fā)；

測(cè)量和分析電能質(zhì)量及電力系統(tǒng)電磁兼容性；

識(shí)別電能質(zhì)量的事件通過一個(gè)可擴(kuò)展的系統(tǒng)；

管理電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，培訓(xùn)電能質(zhì)量問題的專業(yè)咨詢?nèi)藛T；

4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)作為較成熟的智能技術(shù)，在電能質(zhì)量中已有較廣泛的應(yīng)用，它們主要包含[23-37]:

從非電能質(zhì)量信息中識(shí)別電能質(zhì)量事件；

對(duì)諧波的產(chǎn)生模式進(jìn)行建模；

在電網(wǎng)中估計(jì)和評(píng)價(jià)諧波畸變 和其它電能質(zhì)量問題；

以神經(jīng)網(wǎng)整合小波變換分辨和識(shí)別電能質(zhì)量事件；

在需要避免噪聲和子諧波時(shí)對(duì)諧波進(jìn)行分析；

為電力工程師們解決電能質(zhì)量問題開發(fā)一個(gè)輔助工具；

4.3 模糊邏輯

模糊邏輯和帶神經(jīng)網(wǎng)學(xué)習(xí)能力的模糊邏輯是當(dāng)前最流行人工智能技術(shù)。它們?cè)陔娔苜|(zhì)量研究方面也取得了不少新進(jìn)展[11-13]，[38-49]：

診斷各種電能質(zhì)量問題；

對(duì)電能質(zhì)量工作人員提供實(shí)用性的輔助工具；

管理電能質(zhì)量數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘以獲得相關(guān)知識(shí)；

開發(fā)對(duì)供電部門人員和用戶進(jìn)行電能質(zhì)量問題專業(yè)培訓(xùn)的系統(tǒng)；

對(duì)引起電能質(zhì)量問題的各種干擾進(jìn)行分類；

適應(yīng)性的采集電能量，方均根電壓和電流；

研究在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)Υ?lián)電容器進(jìn)行投切來控制諧波的畸變水平；

在模糊約束下建立評(píng)價(jià)電能質(zhì)量的指標(biāo)；

利用基于模糊邏輯的控制方案開發(fā)一個(gè)統(tǒng)一的電能質(zhì)量管理器；

預(yù)測(cè)和識(shí)別系統(tǒng)的非正常運(yùn)行情況；

為保證供電電壓質(zhì)量實(shí)施基于模糊邏輯的無功補(bǔ)償

5 電能質(zhì)量監(jiān)控中的新技術(shù)

在電能質(zhì)量監(jiān)控方面，我認(rèn)為有兩個(gè)趨勢(shì)：其中之一就是上節(jié)中提及的智能化，智能化旨在減輕人的勞動(dòng)，能自動(dòng)對(duì)電能質(zhì)量問題進(jìn)行識(shí)別和數(shù)據(jù)處理，從而實(shí)現(xiàn)全面的無人監(jiān)控功能。

另一個(gè)則是遠(yuǎn)程化。隨著電力工業(yè)的發(fā)展和電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，供電部門和用戶都迫切需要對(duì)較大量的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，然而各點(diǎn)的分散，距離遠(yuǎn)近不同，監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量的問題也根據(jù)用戶和電網(wǎng)的需要而各不相同。所以遠(yuǎn)程化就可以適應(yīng)不同層次的監(jiān)控要求，從而使電能質(zhì)量的監(jiān)控點(diǎn)能夠分布到電網(wǎng)中的任何地方，并且具有良好的在線功能。

但遠(yuǎn)程化必然帶來的問題就是，監(jiān)測(cè)點(diǎn)和監(jiān)控站之間的通信問題以及大量的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的傳輸問題都十分重要。[50]以電力線載波通訊為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了較為簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)程監(jiān)控。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展 ，為不同地點(diǎn)供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的遠(yuǎn)程集中監(jiān)測(cè)和分析提供了有效的手段。[51]論述了基于 Internet的供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng) ，主要包括利用 GPS授時(shí)技術(shù)進(jìn)行多點(diǎn)同步采樣 ，利用 Windows NT2 0 0 0和 IIS建立網(wǎng)絡(luò)平臺(tái) ，利用 SQL Server數(shù)據(jù)庫管理供電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù) ，使用多種分析軟件對(duì)供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量進(jìn)行仿真分析 ，并提出治理措施。該系統(tǒng)可為供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供保障。[52]介紹某地220kV主要樞紐變電站進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)的實(shí)際使用情況。結(jié)果表明，在變電站中使用PM30記錄儀，可連續(xù)實(shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)、記錄、存儲(chǔ)和遠(yuǎn)傳，使電能質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和自動(dòng)化成為可能。

然而， 目前電能質(zhì)量監(jiān)控遠(yuǎn)程化的成熟應(yīng)用還不太多。能否在遠(yuǎn)程在線的要求形成完整的大系統(tǒng)和全面的監(jiān)控功能，還有待進(jìn)一步研究和開發(fā)。此外，網(wǎng)化的電能質(zhì)量監(jiān)控所用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)必然會(huì)隨著所采用通信方案而不同，誰優(yōu)誰劣，尚未能進(jìn)行相關(guān)的比較。 參考文獻(xiàn)

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第5篇：電能質(zhì)量分析范文

關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量；Dyn測(cè)度；MATLAB；極值

中圖分類號(hào)：TM711文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000－8136（2011）36－0035－02

電能質(zhì)量擾動(dòng)檢測(cè)和定位一直以來都是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的課題之一，最早應(yīng)用的檢測(cè)方法通過對(duì)波形相鄰周期點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（point－to－point）的比較直接判斷和檢測(cè)波形的畸變點(diǎn)。該方法概念清晰，計(jì)算簡(jiǎn)單，但不足之處在于它不能有效地檢測(cè)周期性波形畸變。

近年來，小波技術(shù)在電力系統(tǒng)領(lǐng)域得到了應(yīng)用和推廣，小波變換特有的尺度伸縮功能使其具有很強(qiáng)的時(shí)頻局部化能力，能有效地檢測(cè)到非平穩(wěn)信號(hào)的瞬時(shí)成分。不少文獻(xiàn)應(yīng)用小波技術(shù)對(duì)暫態(tài)擾動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)和定位，取得很好的效果。但小波變換在實(shí)際應(yīng)用中還存在著一些不足，小波變換的分析結(jié)果與小波函數(shù)的選取密切相關(guān)，當(dāng)函數(shù)選取不當(dāng)時(shí)，分析結(jié)果會(huì)產(chǎn)生很大的誤差甚至錯(cuò)誤，小波變換對(duì)各類噪聲和微弱信號(hào)的識(shí)別也都非常敏感，在實(shí)際應(yīng)用中必須與去噪方法結(jié)合，實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜。

法國(guó)學(xué)者M(jìn). Grimaud在地形學(xué)的基礎(chǔ)上提出了一種極值點(diǎn)評(píng)價(jià)測(cè)度――Dyn測(cè)度（Dynamics），以解決噪聲環(huán)境下的極值點(diǎn)提取問題。隨后，Dyn測(cè)度在圖象處理和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)（MM）領(lǐng)域得到了推廣和應(yīng)用。最近，基于Dyn測(cè)度的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)工具已獲得了商業(yè)化應(yīng)用。

本文將Dyn測(cè)度有關(guān)概念進(jìn)行拓展，從波形畸變的角度出發(fā)，提出一種基于Dyn測(cè)度的電能質(zhì)量擾動(dòng)實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，該方法利用電壓或電流擾動(dòng)信號(hào)畸變點(diǎn)的Dyn測(cè)度與信號(hào)峰/谷點(diǎn)的Dyn測(cè)度的差異進(jìn)行擾動(dòng)檢測(cè)，可以實(shí)時(shí)、有效地檢測(cè)暫態(tài)擾動(dòng)、電壓暫降、周期性擾動(dòng)等多種電能質(zhì)量擾動(dòng)。

在了解Dyn測(cè)度定義之前，首先要了解兩點(diǎn)之間的路徑的概念。兩點(diǎn)之間的路徑：設(shè)m，n為f（t）上不同的兩點(diǎn)，則f（t）上這兩點(diǎn)之間的部分稱為路徑P（m，n），其中，P1為m，PN為n。路徑P（m，n）的Dyn測(cè)度定義為路徑上最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的高度差。下面介紹極小點(diǎn)的Dyn測(cè)度，設(shè)M為f（t）的一個(gè)極小點(diǎn)，如果存在比其更低的極小點(diǎn)，則極小點(diǎn)M的Dyn測(cè)度等于由點(diǎn)M通向同高度點(diǎn)的所有路徑中最小的路徑Dyn測(cè)度。如圖1所示，極小點(diǎn)M兩側(cè)各有一個(gè)或多個(gè)比點(diǎn)M更低的極小點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)M兩側(cè)也一定存在兩個(gè)與點(diǎn)M等高度的點(diǎn)N1和N2。由極小點(diǎn)M通向點(diǎn)N1的路徑記為P1，由極小點(diǎn)M通向點(diǎn)N2的路徑記為P2，分別用實(shí)線和虛線表示。極小點(diǎn)M的Dyn測(cè)度等于路徑P1的Dyn測(cè)度和路徑P2的Dyn測(cè)度中較小者。圖中路徑P1的Dyn測(cè)度小于路徑P2的Dyn測(cè)度，所以極小點(diǎn)M的Dyn測(cè)度應(yīng)該等于路徑P1的Dyn測(cè)度。即：

值得注意的是，極小點(diǎn)M的Dyn測(cè)度與路徑或路徑P2的長(zhǎng)度無關(guān)。

極小點(diǎn)M的一側(cè)存在比點(diǎn)M更低的極小點(diǎn)時(shí)，意味著只存在路徑P1或路徑P2，則極小點(diǎn)M的Dyn測(cè)度等于路徑P1或路徑P2的Dyn測(cè)度。極小點(diǎn)M為信號(hào)的最小點(diǎn)時(shí)，設(shè)置其Dyn測(cè)度等于信號(hào)最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的高度差。這樣，最低點(diǎn)的Dyn測(cè)度比其他極小點(diǎn)的Dyn測(cè)度都大。極大點(diǎn)的Dyn測(cè)度與極小點(diǎn)Dyn測(cè)度的定義相仿。

本文將Dyn測(cè)度引入電力信號(hào)分析領(lǐng)域，進(jìn)行擾動(dòng)檢測(cè)的理論基礎(chǔ)在于，Dyn測(cè)度能夠反映信號(hào)極值點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特征，并可識(shí)別信號(hào)的畸變極值點(diǎn)。這一特點(diǎn)使其非常適合電能質(zhì)量擾動(dòng)檢測(cè)。對(duì)于圖2所示的正常信號(hào)，很容易檢測(cè)到信號(hào)的兩個(gè)極大點(diǎn)，而對(duì)于圖3所示的畸變信號(hào)，除了原有的兩個(gè)極大點(diǎn)外，信號(hào)中又出現(xiàn)了多個(gè)畸變極大點(diǎn)，采用一般的極大點(diǎn)搜索方法無法將這兩種極大點(diǎn)區(qū)分開，而利用測(cè)度可以很好地解決此問題。

圖2正常信號(hào)

圖3畸變信號(hào)

下面通過圖4和圖5對(duì)Dyn測(cè)度進(jìn)行說明。對(duì)正常的無畸變信號(hào)f1（t），兩個(gè)極大點(diǎn)（峰值）的Dyn測(cè)度幅值較大，見圖4。對(duì)畸變信號(hào)f2（t），所有畸變極小點(diǎn)的Dyn測(cè)度幅值很??；而兩個(gè)重要極小點(diǎn)的Dyn測(cè)度較大，見圖5。這說明Dyn測(cè)度表征的是含有極大點(diǎn)的信號(hào)結(jié)構(gòu)，而非極大點(diǎn)本身。利用Dyn測(cè)度可以識(shí)別不同結(jié)構(gòu)的信號(hào)極大點(diǎn)。自然，Dyn測(cè)度同樣適合于極小點(diǎn)，利用極小點(diǎn)的Dyn測(cè)度可將不同結(jié)構(gòu)的極小點(diǎn)區(qū)分開。

圖4正常信號(hào)極大點(diǎn)的Dyn測(cè)度

圖5畸變信號(hào)極大點(diǎn)的Dyn測(cè)度

由上述分析可知道，對(duì)于波形發(fā)生一定畸變的電力信號(hào)，信號(hào)的峰谷點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Dyn測(cè)度幅值較大，而信號(hào)的畸變點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Dyn測(cè)度幅值要小得多，根據(jù)Dyn測(cè)度差異可以識(shí)別信號(hào)的畸變點(diǎn)，基于此原理，我們提出了電能質(zhì)量擾動(dòng)檢測(cè)方法。

Dyn測(cè)度檢測(cè)法的步驟如下：①利用Dyn測(cè)度算法檢測(cè)信號(hào)的所有極值點(diǎn)，并計(jì)算其Dyn測(cè)度；②通過設(shè)定閾值丟信號(hào)峰谷點(diǎn)對(duì)應(yīng)Dyn測(cè)度；③利用保留的Dyn測(cè)度檢測(cè)信號(hào)的畸變點(diǎn)。

暫態(tài)擾動(dòng)（如電容器投切暫態(tài)）是電力系統(tǒng)最常見的電能質(zhì)量擾動(dòng)之一。圖6中為受到暫態(tài)擾動(dòng)的畸變信號(hào)，此信號(hào)的Dyn測(cè)度如圖6所示。

由圖6可看出，不同位置出現(xiàn)了幅值不等的Dyn測(cè)度，但其分布有一定的規(guī)律性：一部分Dyn測(cè)度的幅值較大，且均勻分布在每個(gè)周期：另一部分Dyn測(cè)度的幅值較小，分布在16.8～34.35 ms時(shí)刻之間。比較兩圖可以知道，均勻分布，幅值較大的Dyn測(cè)度對(duì)應(yīng)的信號(hào)的峰（或谷）點(diǎn)；而幅值較小的Dyn測(cè)度對(duì)應(yīng)信號(hào)的畸變點(diǎn)。

取閾值為信號(hào)峰/谷點(diǎn)的Dyn測(cè)度的1/2，得到如圖7所示的檢測(cè)結(jié)果。在16.8～34.35 ms時(shí)刻之間出現(xiàn)多個(gè)Dyn測(cè)度，

其幅值逐漸減小，而t＝16.8 ms時(shí)刻Dyn測(cè)度的幅值最大，為22 595。這說明原始信號(hào)在t＝16.8 ms時(shí)刻發(fā)生了嚴(yán)重畸變，隨后畸變程度逐漸減弱，直到t＝34.35 ms波形恢復(fù)正常。顯然，16.8 ms正是暫態(tài)擾動(dòng)的發(fā)生時(shí)刻。該算例表明基于Dyn測(cè)度的暫態(tài)擾動(dòng)檢測(cè)方法對(duì)實(shí)測(cè)暫態(tài)信號(hào)擾動(dòng)是有效的。

圖6暫態(tài)擾動(dòng)信號(hào)檢測(cè)結(jié)果

圖7調(diào)節(jié)閾值后的檢測(cè)結(jié)果

在應(yīng)用該方法進(jìn)行擾動(dòng)檢測(cè)時(shí)，需注意以下問題：①如果被分析的信號(hào)含有噪聲，應(yīng)該先對(duì)信號(hào)進(jìn)行消噪處理；②針對(duì)不同的擾動(dòng)信號(hào)，選取的閾度也不同。對(duì)于暫態(tài)擾動(dòng)信號(hào)，一般選擇閾度為正常信號(hào)峰（或谷）點(diǎn)Dyn測(cè)度的50%；而對(duì)于周期性擾動(dòng)和電壓暫降選取的閾度僅為正常信號(hào)峰/谷點(diǎn)Dyn測(cè)度的5%～10%（為了找到所有畸變點(diǎn)，有時(shí)可能會(huì)稍微大點(diǎn)）；③在測(cè)試中，有的擾動(dòng)信號(hào)采用標(biāo)么值，有的采用有名值，這對(duì)檢測(cè)結(jié)果沒有影響。

參考文獻(xiàn)

1 袁之泉.電能質(zhì)量分析系統(tǒng)研究［D］.東北大學(xué)，2005

2 宋曉芳.電能質(zhì)量分析技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)［D］.南京理工大學(xué)，2005

3 劉應(yīng)梅.電能質(zhì)量擾動(dòng)檢測(cè)和分析的研究［D］.中國(guó)電力科學(xué)研究院，2003

4 張華.油田電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究［D］.浙江大學(xué)，2006

5 康平.電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置的研究［D］.東南大學(xué)，2007

The Transient Disturbance Analysis of Power Quality based on Dyn Measure

Zhao Cuiqi, Kong Huilan

第6篇：電能質(zhì)量分析范文

[關(guān)鍵詞]太陽能發(fā)電 電網(wǎng) 電能質(zhì)量 影響

中圖分類號(hào)：TM315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）47-0273-02

近年來，隨著能源問題越來越嚴(yán)重，我國(guó)政府越來越重視太陽能發(fā)電的項(xiàng)目以及其對(duì)電網(wǎng)電能的影響，太陽能發(fā)電具有很多吸引我們的優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)能夠促進(jìn)我們的生存發(fā)展，同時(shí)它又有很多局限性，讓我們?cè)谔柲馨l(fā)電的過程中難以前進(jìn)。

一、太陽能發(fā)電的基本原理

太陽能發(fā)電有兩種方式，其一是是光―熱―電轉(zhuǎn)換方式，其二是光―電直接轉(zhuǎn)換方式。但無論是哪種方式，他們采用的都是發(fā)電原理都是光生伏特效應(yīng)，也就是光電效應(yīng)太陽能發(fā)電原理，光電效應(yīng)太陽能發(fā)電原理簡(jiǎn)單來說就是假設(shè)太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在p-n結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流[1]。

二、太陽能發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)

（一） 太陽能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)

1.太陽能無枯竭危險(xiǎn)

太陽能資源取之不盡，用之不竭，我們都知道，太陽每天照射到地球上的太陽能非常之多，它可以滿足整個(gè)地球太陽能用量的一萬倍，而且我們?cè)谶m當(dāng)?shù)臈l件下利用太陽能發(fā)電的電量，用在我們每天的生活工作中綽綽有余，太陽能發(fā)電可以滿足整個(gè)地球運(yùn)行的需求。而且太陽能是一種可再生能源，我們利用太陽能發(fā)電也不會(huì)遭遇能源枯竭的問題。

2.可以省去運(yùn)輸成本

太陽能隨處可見，存在于我們生活工作的每個(gè)角落，我們可以在生活工作中就近建設(shè)裝置進(jìn)行發(fā)電，并且就近使用，也省去了太陽能發(fā)電的運(yùn)輸成本，安全又可靠，是一種經(jīng)濟(jì)可行的發(fā)電手段[2]。

3.太陽能發(fā)電的轉(zhuǎn)換過程簡(jiǎn)單

太陽能發(fā)電的過程非常簡(jiǎn)單，直接從光能轉(zhuǎn)化成電能，不必經(jīng)過中間的一些機(jī)械能、熱能等的轉(zhuǎn)化，所以，它中間不會(huì)有機(jī)械能的損失，有很大的開發(fā)潛力。而且太陽能發(fā)電過程中不需要冷卻水，可以安裝在干旱的沙漠中，也可以與建筑物有效結(jié)合，節(jié)省了地球上非常缺乏的土地資源。

（二） 太陽能發(fā)電的缺點(diǎn)

1.太陽能發(fā)電的轉(zhuǎn)化率低

太陽能發(fā)電研發(fā)項(xiàng)目的材料選取是一大難題，選取太陽能電池的材料時(shí)必須考慮到其光導(dǎo)效應(yīng)以及其內(nèi)部產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)問題，而且要看材料的光導(dǎo)效果和吸光效果，所以，要找到真正符合要求的太陽能電池材料非常難。即使找到符合標(biāo)準(zhǔn)的材料，它工作時(shí)的轉(zhuǎn)化率也非常之低。近年來，太陽能發(fā)電的轉(zhuǎn)化率一直是一個(gè)難以突破的挑戰(zhàn)，如今世界上能夠發(fā)到最高的轉(zhuǎn)化率也僅僅有11%，僅僅是這非常微不足道的11%，也是當(dāng)今世界太陽能發(fā)電研究難以逾越的鴻溝。

2.占面積大

如今，太陽能發(fā)電的材料非常難以選取，我們都知道如今太陽能發(fā)電大多用的是單晶硅和多晶硅，這些材料都被越來越廣泛地運(yùn)用到各建筑工程中，但是，這種太陽能發(fā)電材料背后卻承載著一個(gè)巨大的發(fā)電工程，這個(gè)發(fā)電工程帶著非常嚴(yán)重的耗能和污染問題，是我們難以解決的，即使現(xiàn)在找到更有優(yōu)勢(shì)的太陽能發(fā)電材料，也因?yàn)檎济娣e太大而無法投入使用，因?yàn)樘柲馨l(fā)電材料的面積與其發(fā)電轉(zhuǎn)化率是成正比的。

3.成本太高

太陽能電池的中的晶體硅材料本來就價(jià)格不菲，再加上太陽能電池中所需要的硅材料純度高達(dá)99.999%，提純硅的工序非常復(fù)雜，難以掌握，而且其提純技術(shù)又被美國(guó)、德國(guó)等幾家國(guó)際大公司壟斷，我們現(xiàn)在太陽能發(fā)電要用的硅材料幾乎都是進(jìn)口，成本可想而知，價(jià)格高高在上，普通人根本難以承受高昂的價(jià)格，這也正是我國(guó)太陽能電池遲遲不肯大量投放市場(chǎng)發(fā)展的原因之一。

4.時(shí)間周期的局限

因?yàn)樘柲馨l(fā)電的時(shí)間比較特殊，只有在天氣晴朗，陽光姣好的情況下才可以進(jìn)行工作發(fā)電，一遇到天氣陰涼的情況就無法工作。它的發(fā)電工序極大的受到白晝黑夜，天氣情況、四季氣候的影響。

三、太陽能發(fā)電對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響

（一） 太陽能發(fā)電的穩(wěn)定性會(huì)影響電能質(zhì)量

電網(wǎng)一般情況下都需要相對(duì)比較穩(wěn)定的電能，而在太陽能發(fā)電的過程中，受到的輻射是時(shí)刻變化的，也就是說，太陽能發(fā)電是有一定的波動(dòng)性的，這對(duì)電能質(zhì)量勢(shì)必會(huì)造成一定的影響。例如：在以上的電路圖中（見圖1），我們可以明顯地看到不同的電池是有不同的受光面積的，也是有不同的受光度的，所以，每一個(gè)電池產(chǎn)生的電能都是有差別的。另外，太陽能的發(fā)電也是不一定的，時(shí)間、氣候、溫差等的不同都會(huì)直接影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量，而且，天氣的陰晴不定、晝夜輪回也都會(huì)直接影響到太陽能的發(fā)電效率，對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量也是有一定影響力的。所以，我們需要深入地研究控制太陽能發(fā)電穩(wěn)定性帶來的影響，盡可能地將電網(wǎng)的受光強(qiáng)度差控制在一定范圍內(nèi)[3]。在正午十二點(diǎn)到十五點(diǎn)的時(shí)間內(nèi)可以適當(dāng)?shù)販p緩發(fā)電頻率，以此來有效地維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，科研人員需要在系統(tǒng)調(diào)頻、調(diào)幅方面投入更多的時(shí)間精力去研究、探討[4]。

（二） 太陽能發(fā)電產(chǎn)生的諧波會(huì)影響電能質(zhì)量

電網(wǎng)需要的是交流電，而太陽能發(fā)電產(chǎn)生的是直流電，所以，要達(dá)到電網(wǎng)使用電能的標(biāo)準(zhǔn)，還需要將太陽能發(fā)電產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換成交流電，這就免不了電力電子設(shè)備的參與。但是，電力電子設(shè)備在轉(zhuǎn)換電流的過程中，會(huì)產(chǎn)生不同程度的諧波，在裝置并入電網(wǎng)后，這些諧波便會(huì)注入電網(wǎng)，從而影響電能的質(zhì)量。當(dāng)電網(wǎng)中的光伏占比相對(duì)比較多的時(shí)候，這種影響將會(huì)更加嚴(yán)重。因此，對(duì)于這種諧波的處理是必不可少的。在輸送電流的過程中，我們可以安裝電流跟蹤的裝置，以便于阻止諧波對(duì)電流的影響，或者，我們也可以做無功補(bǔ)償、隔離保護(hù)等措施，讓諧波無法進(jìn)入到電網(wǎng)中，也就不會(huì)影響到電網(wǎng)的電能質(zhì)量?？傊ぷ餮芯咳藛T需要提高對(duì)諧波的識(shí)別，增強(qiáng)對(duì)諧波的處理裝置的性能[5]。所以在太陽能發(fā)電的過程中，我們可以在電力電子裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)中通過軟硬件配合的方式抑制相應(yīng)的諧波，例如：西門子逆變器的工作原理是使用一種特殊的正弦波濾波器，這種逆變器與濾波器之間的最佳配合使得注入電網(wǎng)的電壓及電流幾乎是完美的正弦波圖象，使用這種濾波器，就能基本消除絕大部分的諧波，這樣，電網(wǎng)干擾基本被消除了。而且據(jù)可靠測(cè)試數(shù)據(jù)，滿負(fù)荷時(shí)電流諧波幾乎小于2%，在其公開手冊(cè)中承諾小于2.5%，這在世界領(lǐng)域是非常先進(jìn)的。另外，在大型太陽能發(fā)電站，可以考慮在向外網(wǎng)輸電端統(tǒng)一加裝有源濾波器（APF），對(duì)50次以下的諧波進(jìn)行處理，以便進(jìn)一步改善輸電電能質(zhì)量。

（三） 無功功率的影響

太陽能發(fā)電的功率因素一般都比較高，通常高達(dá)0.98左右，當(dāng)然，這無法達(dá)到電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)囊螅瑥亩绊懥穗娋W(wǎng)電能的質(zhì)量。太陽能發(fā)電基本上是有功輸出，為滿足無功補(bǔ)償分層分區(qū)和平衡的原則，太陽能發(fā)電站應(yīng)配置相應(yīng)的無功補(bǔ)償裝置，以滿足電網(wǎng)對(duì)無功的需求。例如可以采用靜止型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置（SVG），這種裝置可以從0.1千乏開始進(jìn)行無極補(bǔ)償，這種補(bǔ)償裝置完全實(shí)現(xiàn)了精確補(bǔ)償，而且不管進(jìn)行有功發(fā)電無功還是無功發(fā)電，都可以進(jìn)行雙向調(diào)節(jié)，這樣一來，無功補(bǔ)償裝置就可以充分適應(yīng)太陽能發(fā)電供電系統(tǒng)負(fù)荷變化大的特點(diǎn)，能交換有功功率，使裝置的性價(jià)比得到更高提升。

四、結(jié)束語

總之，太陽能發(fā)電對(duì)我國(guó)電網(wǎng)電能的質(zhì)量造成一定的影響，這些影響可能在一定程度上阻礙了我國(guó)電網(wǎng)的有效發(fā)展，我們一定要重視其造成的影響，從而更加有效的提升電網(wǎng)電能的質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)電能的生產(chǎn)和利用。

參考文獻(xiàn)

[1] 太陽能發(fā)電對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響分析；科技創(chuàng)新與應(yīng)用；2015（12）；

[2] 藍(lán)瀾，新能源發(fā)電特性與經(jīng)濟(jì)性分析研究，華北電力大學(xué)，2014-06-01；

[3] 雷E，分布式電源的并網(wǎng)策略與協(xié)調(diào)控制，上海交通大學(xué)，2011-02-01；

第7篇：電能質(zhì)量分析范文

【關(guān)鍵詞】智能建筑機(jī)電安裝質(zhì)量監(jiān)控

中圖分類號(hào)：TU85文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

智能建筑是當(dāng)前和未來城市建筑發(fā)展的潮流趨勢(shì)，是科技進(jìn)步和人文關(guān)懷融合的產(chǎn)物。智能建筑的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在于其智能化，這有賴于大量機(jī)電設(shè)備的安裝與運(yùn)用。機(jī)電設(shè)備是智能建筑的重要設(shè)施設(shè)備，機(jī)電設(shè)備的安裝關(guān)系到智能建筑工程建設(shè)的整體工程質(zhì)量。因此，加強(qiáng)對(duì)智能建筑的機(jī)電安裝質(zhì)量監(jiān)控，是確保整個(gè)智能建筑質(zhì)量安全的前提。筆者結(jié)合多年的工程實(shí)踐，提出了從施工過程中的工作協(xié)調(diào)、質(zhì)量控制等幾個(gè)方面強(qiáng)化監(jiān)控的看法。

1 加強(qiáng)施工過程的工作協(xié)調(diào)

禍患常積于忽微。智能建筑安裝是個(gè)復(fù)雜的工程，施工隊(duì)伍龐雜，施工技術(shù)水準(zhǔn)參差不齊，而且在各自的承包責(zé)任范圍內(nèi)，施工隊(duì)往往只注重本專業(yè)內(nèi)的施工進(jìn)度和質(zhì)量，而忽視專業(yè)交界面的施工。這樣，施工現(xiàn)場(chǎng)主體多，工作千頭萬緒，倘若單位間缺乏有效的協(xié)調(diào)，將埋下諸多質(zhì)量隱患。因此在安裝施工過程中，必須確保各施工單位協(xié)調(diào)配合，交錯(cuò)施工，質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

1.1劃清專業(yè)施工界面，避免施工真空或重復(fù)施工

智能建筑對(duì)電壓的要求極為苛刻，強(qiáng)電與弱電的施工設(shè)計(jì)圖紙界面容易出現(xiàn)界限迷糊無法分清的問題，如氣體滅火控制屏的220V電源線，空調(diào)機(jī)的控制柜至電源箱間的管線屬于強(qiáng)電范疇，但強(qiáng)電施工單位在施工中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙與強(qiáng)電施工要求不符，于是要求設(shè)計(jì)單位進(jìn)行修改，從而及時(shí)避免了隱患的滋生。厘清施工界面，對(duì)避免各個(gè)施工單位因無序施工而出現(xiàn)施工真空或重復(fù)施工問題。

1.2交錯(cuò)施工

跨專業(yè)間的施工、調(diào)試需要仔細(xì)安排，早作分析，協(xié)調(diào)進(jìn)行水、電等專業(yè)的配合，對(duì)重點(diǎn)工序進(jìn)行排查，檢查落實(shí)。如配電施工與電纜鋪設(shè)間的交錯(cuò)，墻面電線敷設(shè)與墻體裝修的交錯(cuò)，這樣不僅可以避免施工盲點(diǎn)，保證施工質(zhì)量，還能提高施工效率。

2 嚴(yán)格把控關(guān)鍵設(shè)備的安裝質(zhì)量關(guān)

智能建筑與電氣工程聯(lián)系密切。電氣工程專業(yè)性強(qiáng)，作業(yè)面寬，工程繁雜，對(duì)質(zhì)量要求極高。一旦出現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備安裝問題，將影響整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，出現(xiàn)智能不“智”的問題。因此，在監(jiān)控過程中，應(yīng)做好規(guī)劃，明確施工方責(zé)任，抓住工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，堅(jiān)持報(bào)難制度，及時(shí)排除質(zhì)量故障。

2.1嚴(yán)把配電裝置質(zhì)量關(guān)

如果說電氣工程是智能建筑的核心，那么配電裝置則是電氣工程的核心。因此，必須對(duì)配電裝置的質(zhì)量全過程進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，以確保支撐基礎(chǔ)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的配電裝置質(zhì)量安全。為此，必須對(duì)配電設(shè)備從設(shè)備進(jìn)貨到安裝調(diào)試嚴(yán)格按圖施工和規(guī)范驗(yàn)收。實(shí)際中，建筑樓內(nèi)的變壓器、高壓開關(guān)柜，低壓開關(guān)柜等設(shè)備在安裝中往往會(huì)出現(xiàn)技術(shù)性問題，像低壓開關(guān)柜內(nèi)回路開關(guān)的動(dòng)作整定電流與設(shè)計(jì)不符，供貨的開關(guān)大小滿足不了實(shí)際要求等等現(xiàn)象?？紤]到整定電流在整個(gè)配電系統(tǒng)中的關(guān)鍵性，整定電流保護(hù)下級(jí)設(shè)備和電纜的動(dòng)作值，整定電流小，開關(guān)容易跳閘停電；整定電流大，系統(tǒng)在出現(xiàn)過載或非金屬性短路時(shí)會(huì)因?yàn)闊o法跳閘而造成人員觸電或短路失火等安全事故。因此，配電裝置安裝過程中要仔細(xì)檢查，認(rèn)真核對(duì)圖紙，及時(shí)排查，堅(jiān)決消除事故隱患。

2.2 確保電纜鋪設(shè)質(zhì)量

電氣工程離不開各種各樣的電纜線。電纜是輸送電能的載體，倘若質(zhì)量不高，極易發(fā)生火災(zāi)或頻繁短路的事故，大大影響電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行。當(dāng)前智能建筑工程中采用的電纜絕大多數(shù)的規(guī)格從三芯到五芯不等，加上工程施工中多將電纜沿豎井、橋架和溝道鋪設(shè)，各種各樣的電纜多纏繞在一起，而且一旦鋪設(shè)不宜再返工，倘若施工人員技術(shù)不過關(guān)或者馬虎疏忽，不分門別類、嚴(yán)格審查，將極易造成運(yùn)行過程中電纜發(fā)熱而燒壞的問題。如某工程中的電纜型號(hào)采用的有GNHYJE系列、GNHYJV系列等，施工隊(duì)在鋪設(shè)強(qiáng)電豎井的電纜時(shí)，錯(cuò)將50平方毫米的GNHYJE型電纜換成了GNHYJV型電纜，由于電纜連通的設(shè)備的電壓要求不一樣，導(dǎo)致電纜設(shè)備的防火標(biāo)準(zhǔn)大大降低，使用性能也大打折扣，為工程埋下了事故隱患。智能建筑多用電負(fù)荷高，一旦出現(xiàn)電纜質(zhì)量問題或者電纜鋪設(shè)錯(cuò)誤，將可能出現(xiàn)電纜燒毀引發(fā)火災(zāi)等安全事故，而且頻繁的短路也會(huì)對(duì)智能設(shè)施形成破壞，因此必須高度重視電纜的鋪設(shè)質(zhì)量。

2.3 檢查配電箱

配電箱是接受電能和分配電能方面發(fā)揮著控制器的作用，要使工程中的動(dòng)力、照明以及弱電負(fù)荷能正常工作，配電箱的工作性能至關(guān)重要。當(dāng)前的智能建筑工程中，采用的配電箱型號(hào)復(fù)雜、數(shù)量多，而且大部分配電箱還受樓宇、消防等弱電設(shè)施的控制，箱內(nèi)原理復(fù)雜、上筑下級(jí)設(shè)制合嚴(yán)格。另外，電氣系統(tǒng)的專業(yè)要求和施工隊(duì)資質(zhì)的參差不齊，在設(shè)計(jì)中受各方干擾的情況較多，會(huì)造成設(shè)計(jì)修改通知單增加，配電箱內(nèi)的設(shè)備和回路修改多等問題。若施工單位在施工時(shí)只專慮按設(shè)計(jì)圖施工而忽視修改，在安裝時(shí)只顧對(duì)號(hào)入座而不仔細(xì)地進(jìn)行技術(shù)審核，就可能滿足不了有關(guān)專業(yè)功能的要求。因此，業(yè)主、監(jiān)理方應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的配電箱按設(shè)計(jì)修改通知單逐一核對(duì)，糾正開關(guān)容量偏大或偏小、回路數(shù)不夠等錯(cuò)誤。電氣設(shè)備的上下級(jí)容量配合相當(dāng)嚴(yán)格，若不符合技術(shù)要求，勢(shì)必造成系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定、供電可靠性差，從而埋下事故隱患。

2.4 確保弱電設(shè)備安裝質(zhì)量

智能建筑往往要鋪設(shè)大量的弱電設(shè)備，專業(yè)性極強(qiáng)，要求每個(gè)弱電子系統(tǒng)要搭配專門的技術(shù)人員安裝調(diào)試，以確保安裝質(zhì)量。在安裝實(shí)踐中，可能由于監(jiān)控管理人員一般對(duì)某些智能系統(tǒng)不夠精通，因此在做好基礎(chǔ)的管線、線槽施工質(zhì)量的同時(shí)，重點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的功能進(jìn)行監(jiān)控，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。目前在智能建筑安裝市場(chǎng)上，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的安裝采取的是招投標(biāo)的形式，許多專業(yè)隊(duì)伍為爭(zhēng)取奪標(biāo)，往往承諾滿足系統(tǒng)更多更新的功能，而且以低報(bào)價(jià)來增加競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，這導(dǎo)致許多缺乏資質(zhì)的企業(yè)混入安裝市場(chǎng)，一些不合資質(zhì)的企業(yè)在實(shí)際施工中為節(jié)約成本會(huì)去掉某些功能，忽視一些監(jiān)控點(diǎn)。工程監(jiān)控點(diǎn)減少無疑埋下了事故隱患，這是當(dāng)前一些智能建筑普遍存在的問題。

3 實(shí)施質(zhì)量目標(biāo)預(yù)控

質(zhì)量目標(biāo)即使工程施工的方向，也是對(duì)相關(guān)責(zé)任方的約束和監(jiān)督。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)來看，施工現(xiàn)場(chǎng)存在著業(yè)主、監(jiān)理、施工管理人員等主體，為此在明確責(zé)任方責(zé)任的同時(shí)，必須實(shí)施質(zhì)量目標(biāo)預(yù)控，從而才能促使每個(gè)工程主體都按照各自的責(zé)任去執(zhí)行。首先必須分清工程中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。在電氣質(zhì)量監(jiān)控中，確定配電裝置、電力電纜、配電箱三個(gè)重點(diǎn)設(shè)備管、補(bǔ)管、交接等重點(diǎn)協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)，明確關(guān)鍵，制訂措施，根據(jù)規(guī)范進(jìn)行超前監(jiān)控，達(dá)到對(duì)工程質(zhì)量的預(yù)控。其次，必須在監(jiān)控好重點(diǎn)環(huán)節(jié)后以點(diǎn)帶面，促動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)工程的質(zhì)量監(jiān)控。電氣工程除了設(shè)備材料的施工質(zhì)量外，系統(tǒng)的功能也是重要一環(huán)。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)、信息技術(shù)高度發(fā)展的時(shí)代，先進(jìn)的設(shè)備不斷出現(xiàn)，功能不斷增強(qiáng)，而同一產(chǎn)品，功能的差異往往造成價(jià)格的明顯不同。所以，在監(jiān)控中，一定要根據(jù)合同仔細(xì)推敲，嚴(yán)格管理，確保系統(tǒng)應(yīng)具備的功能，防止功能與實(shí)際要求不符而出現(xiàn)工程返工的問題。

4 小結(jié)

智能建筑是集各種先進(jìn)科技于一體的建筑，對(duì)其進(jìn)行機(jī)電安裝質(zhì)量的有效監(jiān)控必須堅(jiān)持分而化之的原則，就是對(duì)各個(gè)機(jī)電設(shè)備的安裝都要嚴(yán)格把關(guān)，確保各個(gè)設(shè)備質(zhì)量、安裝質(zhì)量都要是質(zhì)量工程。在施工過程中要注意從整體上做好協(xié)調(diào)，防止無序施工造成的施工盲點(diǎn)和重復(fù)施工，給工程質(zhì)量埋下隱患。智能建筑是未來城市建筑發(fā)展的潮流趨勢(shì)，只有對(duì)機(jī)電設(shè)備安裝實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)控，確保建筑質(zhì)量合格舒適，才能使智能建筑為廣大老百姓廣泛接受。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳丹青.淺談智能建筑機(jī)電安裝質(zhì)量監(jiān)控[J].《科技致富向?qū)А?2011(05).

[2]梁偉文.智能建筑機(jī)電安裝監(jiān)控[J].《中國(guó)建設(shè)信息》,2008(05).

第8篇：電能質(zhì)量分析范文

【關(guān)鍵詞】智能建筑安裝工程施工質(zhì)量質(zhì)量監(jiān)控

中圖分類號(hào)： TU758 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

近年來，智能建筑在城市建設(shè)中廣泛涌現(xiàn)。機(jī)電設(shè)備是智能建筑的重要設(shè)施設(shè)備，機(jī)電設(shè)備的安裝關(guān)系到智能建筑工程建設(shè)整體工程質(zhì)量，做好智能建筑的機(jī)電安裝質(zhì)量控制，是提高智能建筑工程質(zhì)量的重要組成部分。筆者根據(jù)多年工程實(shí)踐認(rèn)為主要有以下幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的監(jiān)控。

1加強(qiáng)工作協(xié)調(diào)

建筑大樓內(nèi)強(qiáng)、弱電專業(yè)門類齊全，施工隊(duì)伍多，施工技術(shù)水平參差不齊。在各自的承包范圍內(nèi)施工隊(duì)往往只注重本工種的進(jìn)度．而忽視專業(yè)交界面的施工。為了能使各施工單位協(xié)調(diào)配合，交錯(cuò)施工 質(zhì)量達(dá)標(biāo) 建設(shè)和監(jiān)理單位要著重抓好以下幾個(gè)關(guān)鍵性工作。

1．1 適時(shí)辦理交接手續(xù)。要求專業(yè)隊(duì)伍增加人力，集中掃管，抓緊辦理交接手續(xù)；另一方面要做總包方工作，辦交接手續(xù)后對(duì)漏做的管盒，只要是圖紙上有的一定要補(bǔ)做并要求雙方顧全大局，互相體諒；

1.2分清專業(yè)施工界面。強(qiáng)電和弱電的施工設(shè)計(jì)圖紙界面往往分不清，如氣體滅火控制屏的220V電源線、空調(diào)機(jī)的控制柜至電源箱間的管線等雖屬于強(qiáng)電的范圍，但強(qiáng)電施工單位仔細(xì)審圖，及早提出問題，并通知設(shè)計(jì)單位進(jìn)行修改，讓強(qiáng)電方施工有依據(jù)；

1.3耐心磨合，交錯(cuò)施工。跨專業(yè)之間的施工、調(diào)試．需要仔細(xì)安排，早作分析，協(xié)調(diào)進(jìn)行水、電等專業(yè)的配合，檢查落實(shí)施工工序等。做到各專業(yè)施工逐步適應(yīng)計(jì)劃，以期達(dá)到較好的磨合 得到較高的質(zhì)量保證。

2重點(diǎn)抓好設(shè)備安裝質(zhì)量控制

電氣工程專業(yè)性強(qiáng) 工程投資少、時(shí)間緊、作業(yè)面寬、工程繁雜．質(zhì)量要求高 在監(jiān)控過程中．應(yīng)因地制宜、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)．抓住工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、堅(jiān)持報(bào)難制度、處理解決關(guān)鍵性質(zhì)量問題．避免施工中的偷工減料和系統(tǒng)混亂狀態(tài)的發(fā)生。

2.1配電裝置。

配電裝置是電氣工程的核心 對(duì)配電裝置從設(shè)備進(jìn)貨到安裝調(diào)試，要嚴(yán)格按圖施工和規(guī)范驗(yàn)收。大樓內(nèi)變壓器、高壓開關(guān)柜 低壓開關(guān)柜等設(shè)備都比較先進(jìn)，但也出現(xiàn)一些技術(shù)性問題。在實(shí)際工程中，常常會(huì)發(fā)現(xiàn)低壓開關(guān)柜內(nèi)回路開關(guān)的動(dòng)作整定電流與設(shè)計(jì)不符、供貨的開關(guān)大小滿足不了要求等現(xiàn)象。因?yàn)檎娏魇潜Ｗo(hù)下級(jí)設(shè)備和電纜的動(dòng)作值，整定電流小，開關(guān)容易跳閘．停電；整定電流大，系統(tǒng)出現(xiàn)過載和非金屬性短路時(shí)開關(guān)不跳閘 造成人員和設(shè)備的安全事故，所以，施工中來不得半點(diǎn)馬虎。在監(jiān)控過程中應(yīng)仔細(xì)檢查 核對(duì)圖紙 消除事故隱患；

2.2 電力電纜。

電纜是輸送電能的載體 若質(zhì)量不高．就會(huì)造成火災(zāi)等事故的頻繁發(fā)生。工程中使用的電纜絕大多數(shù)是沿豎井、橋架和溝道鋪設(shè) 電纜集中、數(shù)量多 規(guī)格從4mm2～185mm2的三芯至五芯電力電纜不等如不分門別類，嚴(yán)格審查 就會(huì)出現(xiàn)施工混亂、以次充好 造成運(yùn)行中電纜過熱 發(fā)生危險(xiǎn)的現(xiàn)象。如某工程中電纜型號(hào)有GNHYJE22、GNHYJE、GN—HYJV22、GNHYJV、GZRYJV22等 施工單位在布放強(qiáng)電豎井的電纜時(shí)，將50mm2的GNHYJE型電纜換成了GN—HYⅣ 型電纜 將10mm2的GNHYJE型換成了GNHYJV型電纜，降低了防火標(biāo)準(zhǔn)和使用性能。我們及時(shí)通知了路工單位并更換電纜，追查責(zé)任，避免了類似現(xiàn)象的發(fā)生；

2.3 配電箱 柜(盤)本體外觀檢查應(yīng)無損傷及變形．油漆完整無損。柜(盤)內(nèi)部檢查：電器裝置及元件、絕緣瓷件齊全，無損傷、裂紋等缺陷。安裝前應(yīng)核對(duì)配電箱編號(hào)是否與安裝位置相符，按設(shè)計(jì)圖紙檢查其箱號(hào)、箱內(nèi)回路號(hào)。箱門接地應(yīng)采用軟銅編織線，專用接線端子。箱內(nèi)接線應(yīng)整齊，滿足設(shè)計(jì)要求及驗(yàn)收規(guī)范(GB50303—2002)的規(guī)定。

按圖紙要求預(yù)制加工基礎(chǔ)型鋼架．并做好防腐處理，按施工圖紙所標(biāo)位置，將預(yù)制好的基礎(chǔ)型鋼架放在預(yù)留鐵件上，找平、找正后將基礎(chǔ)型鋼架、預(yù)埋鐵件、墊片用電焊焊牢。最終基礎(chǔ)型鋼頂部宜高出抹平地面10mm。基礎(chǔ)型鋼接地：基礎(chǔ)型鋼安裝完畢后，應(yīng)將接地線與基礎(chǔ)型鋼的兩端焊牢．焊接面為扁鋼寬度的二倍，然后與柜接地排可靠連接。并做好防腐處理。

應(yīng)按施工圖的布置，將配電柜按照順序逐一就位在基礎(chǔ)型鋼上。單獨(dú)柜(盤)進(jìn)行柜面和側(cè)面的垂直度的調(diào)整可用加墊鐵的方法解決，但不可超過三片．并焊接牢固 成列柜(盤)各臺(tái)就位后，應(yīng)對(duì)柜的水平度及盤面偏差進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)調(diào)整到符合施工規(guī)范的規(guī)定。

掛墻式的配電箱可采用膨脹螺栓固定在墻上，但空心磚或砌塊墻上要預(yù)埋燕尾螺栓或采用對(duì)拉螺栓進(jìn)行固定。安裝配電箱應(yīng)預(yù)埋套箱，安裝后面板應(yīng)與墻面平。柜(盤)調(diào)整結(jié)束后，應(yīng)用螺栓將柜體與基礎(chǔ)型鋼進(jìn)行緊固。每臺(tái)柜(盤)單獨(dú)與基礎(chǔ)型鋼連接，可采用銅線將柜內(nèi)PE排與接地螺栓可靠聯(lián)結(jié)．并必須加彈簧墊圈進(jìn)行防松處理。每扇柜門應(yīng)分別用銅編織線與PE排可靠聯(lián)結(jié)。柜(盤)頂與母線進(jìn)行連接，注意應(yīng)采用母線配套扳手按照要求進(jìn)行緊固，接觸面應(yīng)涂中性凡士林。柜問母排連接時(shí)應(yīng)注意母排是否距離其他器件或殼體太近，并注意相位正確。應(yīng)檢查線路是否因運(yùn)輸?shù)纫蛩囟擅?，并逐一進(jìn)行緊固，電器元件是否損壞。原則上柜(盤)控制線路在出廠時(shí)就進(jìn)行了校驗(yàn)，不應(yīng)對(duì)柜內(nèi)線路私自進(jìn)行調(diào)整，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)與供應(yīng)商聯(lián)系。

2.4弱電設(shè)備安裝。智能建筑內(nèi)弱電設(shè)備多，專業(yè)性強(qiáng)，每個(gè)弱電子系統(tǒng)均有專門的技術(shù)人員安裝調(diào)試，監(jiān)控管理人員一般對(duì)諸多智能系統(tǒng)不可能都精通，應(yīng)在抓好線管 線槽施工質(zhì)量的同時(shí)，著重對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的功能進(jìn)行監(jiān)控。在簽訂合同過程中，專業(yè)隊(duì)伍為了競(jìng)爭(zhēng)奪標(biāo)，往往提出實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的許多功能，許多測(cè)控點(diǎn)，而報(bào)價(jià)又不高，以增加競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。在施工時(shí)，為了省錢．往往去掉某些功能，忽略一些測(cè)控點(diǎn)。管理人員若不按合同監(jiān)控，就會(huì)使工程少測(cè)控點(diǎn)、缺功能。

3 嚴(yán)格做好質(zhì)量監(jiān)控

3.1 認(rèn)真閱圖是做好質(zhì)量監(jiān)控的前提。圖紙是施工階段的前提和依據(jù)，只有詳細(xì)消化圖紙，對(duì)工程每一系統(tǒng)做到心中有數(shù)．才能在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)問題和糾正錯(cuò)誤，做到對(duì)工程質(zhì)量的預(yù)控。在施工前的每一階段，都要仔細(xì)地審圖和校圖，特別是對(duì)每一份設(shè)計(jì)修改通知單，都要認(rèn)真地進(jìn)行管理，逐一描繪到藍(lán)圖上。

3．2 熟悉規(guī)范，把好質(zhì)量關(guān)。在監(jiān)控工作中，要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，熟悉規(guī)范是前提，要仔細(xì)認(rèn)真，深入現(xiàn)場(chǎng)，嚴(yán)格質(zhì)量管理。

第9篇：電能質(zhì)量分析范文

關(guān)鍵詞：接觸式智能卡單片機(jī)電能計(jì)量智能電控計(jì)量

1概述

在農(nóng)田水利灌溉中，往往采用固定機(jī)井或固定水泵對(duì)不同用戶分時(shí)供水的方式，在供水過程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)用電計(jì)量和收費(fèi)問題。通常所采用的方法是計(jì)錄電能表的讀數(shù)，過后再根據(jù)水泵使用的時(shí)間分?jǐn)傠娰M(fèi)，這種方法計(jì)量誤差大，不能真實(shí)的反應(yīng)實(shí)際的用電量情況，給用水管理帶來很多不必要的麻煩和糾紛。這里介紹一種在傳統(tǒng)電控計(jì)量箱的基礎(chǔ)上，增加用電量的數(shù)據(jù)采集裝置，采用IC卡技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一戶一卡、預(yù)付電費(fèi)、持卡消費(fèi)的用電管理方法。每個(gè)用戶都有一個(gè)IC卡，用水前先到用電管理部門或用電委托管理部門在卡上預(yù)付電費(fèi)，然后，在電控計(jì)量箱上插卡用電，電能表計(jì)量用電情況，并將消耗的電量從IC卡上扣除，當(dāng)卡上的預(yù)付電費(fèi)扣除完，控制單元控制接觸器動(dòng)作切斷電源停止供電。當(dāng)用戶用電完畢時(shí)，可將IC卡從電控計(jì)量箱卡槽內(nèi)取出，控制單元也控制接觸器動(dòng)作切斷電源停止供電。采用這種方法解決了用電過程中的各種不合理現(xiàn)象，避免了糾紛的發(fā)生，同時(shí)也提高了用電的信息化管理水平。下面介紹裝置的具體結(jié)構(gòu)和工作原理。

2系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)思路

傳統(tǒng)的電控計(jì)量箱由電能表、刀閘開關(guān)、保險(xiǎn)絲和接線端子等組成，根據(jù)計(jì)量箱內(nèi)的機(jī)械式電能表的讀數(shù)來收取電費(fèi)。針對(duì)上面提到的傳統(tǒng)電控計(jì)量箱的所存在的問題，增加了以下單元組成IC卡智能電控計(jì)量箱：

電能表轉(zhuǎn)盤的脈沖采樣和脈沖遠(yuǎn)傳裝置；

單片機(jī)組成中央控制單元，負(fù)責(zé)用電量的采樣、IC卡的管理和輸出控制；

IC卡的讀寫裝置；

控制用電量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

IC卡智能電控計(jì)量箱采用具有脈沖遠(yuǎn)傳功能的機(jī)械式三相電能表作為用電計(jì)量的控制依據(jù)，采用AT89C2052單片機(jī)組成的電控計(jì)量箱的中央控制單元，IC卡采用CPU智能卡作為信息載體，通過中央處理單元采樣電能表的走字情況，并從IC卡上扣除消耗的電量，根據(jù)讀取IC卡上存儲(chǔ)的預(yù)付費(fèi)電量情況，控制中間繼電器和交流接觸器等實(shí)現(xiàn)用電量的IC卡預(yù)付費(fèi)控制。圖1是系統(tǒng)的總體框圖。

380V交流電的A、B、C三相分別接入電能表輸入端，三相電能表輸出端通過接觸器C的三對(duì)常開觸點(diǎn)輸出三相交流電能。交流接觸器C的吸合線圈受中央控制單元中的5V直流繼電器和中間繼電器控制，當(dāng)不插卡時(shí)，交流接觸器釋放斷開輸出回路。當(dāng)插卡時(shí)，中央控制單元首先讀入IC卡上預(yù)付電費(fèi)情況，控制交流接觸器吸合接通三相交流回路。電能表計(jì)量電能消耗，并將計(jì)量的用電量以脈沖的形式輸入中央控制單元，中央控制單元將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成電能讀數(shù)，以0.01kWh為一個(gè)計(jì)量單位，對(duì)IC卡的預(yù)購(gòu)電量進(jìn)行扣除，直到預(yù)購(gòu)電量用完，接觸器C釋放切斷輸出電源。在使用過程中取出IC卡，接觸器C也會(huì)釋放觸點(diǎn)切斷輸出。

3中央控制單元的原理框圖及硬件結(jié)構(gòu)

中央控制單元由AT89C2051單片機(jī)、脈沖采樣單元、IC卡讀寫單元、LED數(shù)碼顯示單元、EEPROM存儲(chǔ)器單元、交流接觸器控制單元等部分組成，圖2是中央控制單元的系統(tǒng)框圖。

3.1用電量的數(shù)據(jù)采樣及脈沖遠(yuǎn)傳方式

電能計(jì)量使用傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤式三相電能表，電能的計(jì)量來自于轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，在電能表轉(zhuǎn)盤的相應(yīng)位置開一小孔，采用光電耦合式傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中透光和遮光次數(shù)，轉(zhuǎn)盤每旋轉(zhuǎn)一圈，完成一次遮光和透光，光電接收端就會(huì)輸出一個(gè)脈沖，并輸入到中央控制器進(jìn)行處理。記錄脈沖的個(gè)數(shù)就會(huì)間接檢測(cè)出鋁盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，從而根據(jù)圈數(shù)與用電量的關(guān)系計(jì)算出用電量。圖3是脈沖檢測(cè)的電路原理圖。

3.2中央控制單元的硬件設(shè)計(jì)

中央控制單元由89C2052單片機(jī)、CPU卡讀寫裝置、電能表脈沖計(jì)量單元、接觸器控制部分、AT24C02EEPROM、數(shù)碼顯示單元及電源等部分組成。具體電路圖見圖4。

智能卡電控計(jì)量箱采用插卡供電，取卡停電的工作方式，插卡后系統(tǒng)顯示CPU卡上預(yù)購(gòu)的電量，在用電過程中，不斷從CPU卡上扣除消耗的電量，顯示卡上剩余電量。在電控計(jì)量箱工作過程中，單片機(jī)與CPU卡通過串行接口隨時(shí)交換信息。

AT24C02EEPROM用于存放用戶的密碼信息、用戶的用電信息以及脈沖當(dāng)量與用電量的換算關(guān)系等。四位LED數(shù)碼顯示用于時(shí)實(shí)顯示CPU卡上剩余電量數(shù)、錯(cuò)卡信息、故障信息等，使用戶能夠掌握電控計(jì)量箱的工作狀況和卡上的剩余電量情況。

供電控制采用三級(jí)繼電器控制，即單片機(jī)P1.7通過三極管T3控制直流繼電器J的吸合與釋放，直流繼電器J的常開觸點(diǎn)控制中間繼電器Z的吸合線圈，中間繼電器Z的常開觸點(diǎn)控制交流接觸器C的吸合線圈，接觸器C的常開觸點(diǎn)控制計(jì)量箱三相交流電源的輸出。

4系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

圖5為系統(tǒng)軟件總體框圖，而系統(tǒng)應(yīng)用軟件包括：

初始化程序：RAM單元的清零和參數(shù)預(yù)置、單片機(jī)的異步串行通信工作方式設(shè)置、中斷設(shè)置、定時(shí)器設(shè)置、CPU卡的上電復(fù)位和下電復(fù)位、系統(tǒng)的自檢等；

顯示及監(jiān)控程序：初始化完成后，單片機(jī)檢測(cè)卡座是否有卡，等待插卡操作，同時(shí)顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)；

CPU卡讀寫操作程序；

用電量采集程序：檢測(cè)電能表輸出的反映實(shí)際用電量的脈沖，并將脈沖換算成電量，當(dāng)電量達(dá)到0.01kWh時(shí)，從卡中扣除所使用的電量；

輸出控制程序：卡座內(nèi)無卡或卡上無剩余電量時(shí)，控制接觸器切斷供電輸出。