時間：2022-06-02 21:24:43
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電能質量分析，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 24-0000-01
伴隨著我國科學技術的不斷發展、現代工業化水平的不斷提高，我國環境問題也日益嚴重，在新時代背景下，要求我們在不斷提高生產力水平的同時，要更加注重環境的保護，作為我國工業發展的基礎能源電能已經是使用最廣泛、最具性價比的能源，需求量逐年增加，在一些南方用電高峰期的月份，電能更是奇缺，很多行業，例如計算機行業、微電子電能行業、信息技術產業等新興產業都對電能有著極高的要求，所以有關部門為了更好的滿足高峰期的用電量，就必須采用精確的分析和計量的質量分析技術，這樣才能將有限的電能資源分配給最需要電能的地方，而用電量稍微較小的地方可以少分配一些電能，對于企業而言電能的合理分配更是日常生產中的頭等大事。
一、電能質量國家標準
在國家電力系統當中，因為電子的性質決定存在著大量的負電荷，很容易造成電流負載，尤其實在用電高峰季節，是本來就不充裕的電能資源被負電荷進一步“污染”造成了電能整體質量的下降。為了規范電能行業，國家特別出臺了有關如何管理和改善電能質量的管理辦法，規定了國家標準和行業標準：要求供電電壓的偏差值，以及供電電壓波動的范圍值。同時限制供電頻率的上下浮動范圍。
（一）供電電壓的偏差范圍。每一種用電設備都有一個運行范圍指標以及額定的使用年限，當供電電壓的輸入端出現了供電電壓偏差時，需要計量好運行的具體參數、持續的時間以及設備當時的使用狀況。額定電壓要參照國家標準《電能質量供電變電電壓偏差值參考表》規定的范圍內（35kV以上供電電壓浮動值為額定電壓率的±6%，10kV以下的高壓輸出電壓和低電壓電力需求用戶的額定電壓值為±7）。對于一些地區需要低壓照明的用戶或者企業單位額定電壓限定在+5-+15之間。
（二）供電電壓的波動范圍和閃變。電壓波動范圍值和閃變應該分開來討論，電壓波動（Fluctuation）范圍值指的是關于電壓值浮動的一系列連續的變化。即數學上相鄰的兩個積分區間內的電壓上下浮動值，其中關于波動曲線內的上限和下限值的差構成了電壓差，也稱為電壓。而關于閃變是指電壓在波動時候產生的結果，即正弦工作頻率的電流波收到非電流波的分階段限制，使得燈光亮度不穩定，產生的光纖視覺上會有波動，根據在2002年12月我國頒布并實施了《有關電能質量電壓波動范圍以及閃變的有關規定》規定了電壓波動范圍和閃變的最大限度參數。禁止輸出電壓值造成閃變的可觀察頻率F-50的覺察單位值不允許超過2s。在短時間內的閃變值和長時間的閃變值可參考國家相關標準。
（三）供電三相電壓禁止的平衡值。關于三相電壓值的不平衡浮動范圍值的測量，用下列方式表示：三相電壓應該用所謂對稱分離的分解負序數值來表示幅度值。而關于U的三相電壓變化范圍值應該利用數學公式分解以后得到正序的分量排列幅度值。根據國家標準《供電電能質量三相電壓的不平衡范圍值》（GB/T 15590-19943）中的相關規定，日常民用的電力系統公共連接平臺的正常電壓范圍內允許的不平衡值為2，五秒內不允許超過4，關于公共電網簡諧波的交流非負載性，因為其能產生多種頻率范圍的簡諧波而導致電網中某些部分的頻率過高，這樣的突然增加的電流電壓值對于某些對于電壓電流感應敏感的設備是一個極大的傷害。
（四）供電頻率的偏差范圍值。供電頻率的偏差范圍值對于電網頻率的額定頻率有嚴格的限定標準，根據《電能質量電力系統的頻率允許的偏差參考表》中規定：電力系統內的偏差頻率范圍為0-0.2Hz，當系統內容量較大時，偏差頻率范圍可以延伸到0.5Hz。
二、LABVIEW簡介
LABVIEW是美國NI公司研究設計開發出來的一套運行于電力系統的儀器軟件。它是底層語言開發的一款圖形化編程軟件。與傳統的設備儀器不同，虛擬儀器（VI）特別容易改變儀器的一些基本功能，卻不會蘇懷儀器內部的各種部件，還有效的減少設備的損耗，一個虛擬儀器的測試工具的主程序由前面板、基本框圖程序以及大量的精密節點構成。很容易的實現機器與人的對接操作，在計算機端顯示的操作界面十分友好。VI主要是與DAQ卡結合以后才能實現所有的有關人操作的基本功能，隨著工業對于現代信息技術和網絡技術的依賴性不斷增強，在LABVIEW軟件的子模塊中還提供了大量的可接入網絡節點的接口，可以很方便的建立工作需要的局域網，特別的受工程師和科研工作者的喜愛。
三、基于LABVVIEW的虛擬電能質量分析和測量
根據國家的電能產業的有關規定提出的五項要求，是評價電能質量的基本標準，可分為三方面：電壓偏差值、電壓波動和電能簡諧波。電能的質量分析系統主要依靠這三個標準進行檢測。由于電能開發的分析標準為低頻段的信號，因此關于傳感器收集得到的信號應該采用低通過濾波檢測儀檢測。通過線性變換曲線值的確定再接入到NI公司所研發的軟件5112數據記錄卡中，卡上有兩種數據通道，一種是模擬信號觸發的接口，另一種是可以允許兩種數據接入的接口，模擬和數字均可以接入的接口，另外輔以一個輔助的傳輸數據通道，提高傳輸效率。將某些電壓傳感器接入到標準的電壓數字接收卡中，即5112卡的channel1通道上。這樣一來大大提高了基于LABVIEW的電能的傳輸質量。
關于電壓偏差值的分析應該由計算機操作DAQ卡來收集有關的信號，在計算機中組成完整的數組進行儲存，并且計算它的功效和功耗。并且要對連續計量的有效值代入公式做離散法處理，得到有效的輸出值。
四、結束語
綜上所述，LABVIEW有著非常良好人機UI界面和完善的計算機邏輯算法，能勝任各種情況下的研發和生產需求，并且擁有高效的處理模式，大大的節約了開發者和研發人員的開發周期，節約了企業的生產成本，應用前景廣闊，為LABVIEW分析電能質量開辟了一個很好的應用方向空間。
參考文獻：
電能質量是指供電電氣設備在正常情況下不中斷和不干擾用戶的情況下能正常工作，一些因素會使電能波形偏離對稱正弦，由此便產生了電能質量問題，影響電能質量的主要原因有以下幾種：1）頻率偏差。它是衡量電能質量的一項重要指標。例如，頻率發生變化可以使異步電動機的轉速發生變化，導致電動機的功率下降，異步電動機的勵磁電流增加，引起無功功率的增大。2）電壓偏差。主要是由負荷電流或故障電流在電力系統各個元件上流過時產生的電壓損失而引起的。對電動機而言，電壓降低會導致轉矩下降，電流增加使電動機線圈發熱引起電動機的溫度上升，嚴重時甚至燒毀電動機。3）電壓波動和閃變。電壓的波動和閃變是指在電網中瞬時的變化，是由于負荷急劇變化沖擊而引起的，如大型電動機的啟動、電弧焊機的使用等。電壓的波動和閃變使電網的電壓損耗相應地變動，導致電氣設備不能正常工作。4）高次諧波產生與危害。油田和石化企業的工業設備功率大、數量多，為了節約電能和滿足工藝流程的控制要求，在生產中使用了大量的各種整流設備、變頻器、交流電焊機等，這些設備的運行產生了大量的諧波電流，通過電網在電網阻抗上產生諧波電壓降，從而導致諧波的產生。諧波過電壓對變壓器的差動保護、線路距離保護、電能計量精度、通信質量、繼電保護和自動裝置等都有影響。5）供電系統三相不平衡。供電系統的三相不平衡是由三相負荷不對稱造成的，如工業上使用的電弧爐、電焊機，大量的單相負荷等都會導致三相負荷的不對稱。電力系統三相不平衡不僅會降低電動機效率，減小有效轉矩，而且能縮短電動機壽命，同時還可導致變壓器使用率的下降。三相不平衡負荷運行還可燒斷線路，或直接燒壞用電設備，對于用戶影響很大，嚴重地影響企業的經濟效益。
2提高電能質量方法
2.1電力系統頻率調整
電力系統的頻率變化主要是有功負荷發生變化而引起的。在油田、石化企業電力系統中導致頻率發生改變的主要是電力系統發生了短路，或者是用電負荷突然增加；所以，必須在極短的時間內切除部分負荷有效恢復電力系統的正常工作。目前最有效的方法可采用通過設置低頻減負裝置瞬間切除非重要負荷，低頻減負裝置由頻率測量、時間測量、執行元件組成。當系統的頻率下降到頻率測量元件的整定值時，測量元件動作同時啟動時間元件。整定到一定的時限后，執行元件動作并切除裝置所安裝的線路負荷；在整定時限到達之前，待電力系統的頻率恢復減負裝置將自動返回。
2.2電壓偏差調節
在油田、石化企業電力用戶的供配電系統中，供電線路長，變壓器數量多。電壓偏差調節應考慮從降低電力線路的電壓損失和調節變壓器的分接頭兩方面入手，合理減少系統阻抗，增大導線截面或電纜的截面積，減少系統的變壓級數，盡量保持系統三相平衡，設置無功補償裝置來降低系統阻抗和減少電壓損失。
2.3電壓的波動和閃變抑制
在設計時對用電負荷進行區分，對變化較大的用電負荷采取合理的接線方式。大型電氣設備需單獨接地，選擇合適的供電電壓，增大供電容量減少系統阻抗，并加大系統短路容量；同時，還可采用靜止無功功率補償裝置（SVC），目前在大慶油田已使用了兩套，對電壓的波動閃變起到了良好的作用。
2.4高次諧波抑制
安裝無源電力諧波濾波器，它由電容器、電抗器和電阻器組成。一般有單調諧濾波器、雙調諧濾波器和高通濾波器。單調諧濾波器用來濾除低頻單次諧波，雙調諧濾波器可以同時吸收兩種諧波。在小的容量裝置中可以選擇單調諧濾波器，在大的容量裝置中可以選擇雙調諧濾波器。安裝有源電力諧波濾波器，它由靜態功率變送器構成，其主要功能是高次諧波電流的檢測、調節和控制，有良好的補償效果和通用性。它也是一種向電網注入補償諧波電流，以抵消負荷所產生的諧波電流的濾波裝置。設負荷電流iL為方型波，所含的諧波分量為iH，有源濾波器產生一個與振幅相等、相位相反電流iF，則與iL綜合后電流側的電流iS就變成正弦波。
2.5系統三相不平衡的解決方法
電力系統三相不平衡的主要原因是單相負荷分配不合理，可以采取以下的應對措施：1）采用電抗器和電容器組成的電流平衡裝置，在單相負荷較大的一相分別接入純阻性負荷，感性電納、容性電納，使三相負荷達到平衡。2）采用大容量的平衡變壓器，它具有降壓和換相功能的特殊接線的變壓器。3）對于不對稱比較嚴重的負荷，盡量接在短路容量較大的系統并采用獨立變壓器供電。4）加大負荷接入點的短路容量，如提高系統的電壓級別來提高系統承受不平衡負荷的能力。
3結論
關鍵詞：電能質量；分析儀；諧波測量；頻譜分析長度；長度檢測
中圖分類號：TM935 文獻標識碼：A
1 概述
電力系統在運用新興技術與產品的同時，也會帶來一系列不能預知的影響，特別是電力系統非線性元器件在電力建設中廣泛應用，產生了許多不可控的客觀因素，嚴重影響電能質量，比較突出的影響因素是是諧波干擾，電能質量是電力企業的生命線，所以諧波測量的相關研究受到廣泛重視。在電能質量諧波測量頻譜分析的主要算法是傅利葉變換，但傅利葉變換方案會導致頻譜泄露與柵欄效應的問題，常用的防止頻譜泄漏的方法是加權窗函數，但其缺點是同時降低頻譜精確率；而防止柵欄效應的常用方法是增加分辨率來實現，但隨之隨之而來的問題是要保證一定的頻譜分析長度，對采樣長度的要求相應提高了。由于各生產商的技術水平并不一致，如果要增加采樣長度、提高分辨率的硬性條件，對于現實生產具有一定的難度，論文結合實際情況，探討了頻譜分析長度的另一途徑，并在實踐檢驗中得到積極評價。
2 頻譜測量的算法原理
2.1 離散傅立葉變換原理
由于諧波信號的長度不能完全測量，所以一般采用離散傅立葉變換方式，進行部分截取，
可以設定無窮信號為：
Xm=Am×sin（ωm×t）
當時間t在（0，T]范圍內時，ωT（t）（截取的窗函數）的值就為1；當時間t>T時，ωT（t）（截取的窗函數）的值就為0，而有限長信號的表達式為：
Xm0=Xm×ωT（t）
經過離散傅立葉變換有限長信號的結果可以表達為：
Xm（k）=Xm（2πkF）/T
=Am×sin[2πFT（k-m）/2]×e-j[πFT（k-r）+π/2]/[πFT（k-r）]
在上式中F-頻率分辨率，m-整數，f-頻率，可以推導出，當k=m時，Xm（k）=Am×ejθ；
而當k≠m時，則有Xm（k）=0。
不難得出，m取整數與否，直接影響到頻譜分析測量的精確度，當m取整數時，有限長信號傅立葉變換得到單一的頻譜分布線，提高測量精度；當m不為整數時，傅利葉變換會有頻譜泄露的現象發生，諧波信號的頻譜分布為：
Xm（k）=Xm（2πkF）/T
=Am×sin[2πFT（k-m1-r）/2]×e-j[πFT（k-m1-r）+π/2]/[πFT（k-m1-r）]
由上式可以分析出，m不取整數時，變換的頻譜是分散的，而不是在一條譜線上的。
2.2 加窗算法原理
有2.1可知，當m不為整數，即信號的f不是F的整數倍時，會產生頻譜泄漏現象，并且對測量造成較大的干擾，針對這一問題，提出了加窗算法解決方案，在常見的非整數倍影響因素中，有兩大原因：其一，在實際采樣時，由于頻率的波動，導致信號f分量不以F的整數倍出現；其二，在有限信號長度截斷時不是以周期為單位的。在截取的窗函數使用特性中，漢寧窗的是矩形窗2倍，可以有效的防止泄漏，但會造成阻帶衰減迅速、頻譜分辨率低的特點；而采用矩形窗時，可以將頻譜分辨率優化到最佳水平，但問題是會引發泄漏，并且阻帶衰減速度較慢。綜合分析各窗函數的優缺點，現階段漢寧窗的運用比較廣泛，其綜合性能比較優越，但具體使用過程中還要依據頻譜分析的實際需要，選擇合適的窗函數，一般漢寧窗的離散時域表達式為：
WH（n）=[1-cos（2πn/N-1）]×RN（n）/2
RN（n）-矩形窗函數的離散時域。
用漢寧窗截取無限長信號Xm（t）得到的頻域可表示為：
XmH（k）=Xm（k）/2-Xm（k-1）+Xm（k+1）]/4
有上式可以分析出，加權漢寧窗會對頻譜分辨率有削弱作用，同時使信號匯集于主瓣寬度， 但能夠對阻帶衰減帶來積極效果，防止頻譜的泄露現象。在具體的計算當中，還必須考慮到誤差，引入校正系數。由于漢寧窗在廠家受到普遍應用，其檢測方法和研究仿真都具有典型性，在采用其他窗函數降低頻譜泄漏時，漢寧窗的研究方案同樣是適用的。
2.3 分組算法原理
依據我國制定的標準要求，快速傅立葉變換計算得到的各頻率分量后，還要經過分組，設定Uk對應的離散傅立葉每隔5Hz的輸出分量，則h 次諧波子組的測量輸出可以表示為：
Uh=（ΣU（k+i））1/2
k對應順序為h的諧波。
3 頻譜分析長度檢測方案
由以上分析可以知道，當m取整數時，即信號的f為F的整數倍時，可以防止頻譜泄漏的發生，而電能質量分析儀合格時可以對整數倍的諧波做到精確有效的長度檢測，一旦m為非整數時，則超出了電能質量分析儀準確分析的能力，會導致頻譜泄漏。一般為了減少泄漏，采用漢寧窗算法，F（頻率）=1/T（周期），如果系統頻率為50Hz，相應的頻譜分析檢測長度以10個周期為標準，漢寧窗加權對應的周期波為20，頻率則為5Hz。而分組算法會干擾分析結果，所以，需要對是否采用加窗算法和分組算法進行檢測，常見的檢測方案如下所述：
（1）對電能質量分析儀進行檢測，并且以5Hz為指標，觀察其頻率分辨率是否達到該要求。
（2）在對電能質量分析儀的分辨率進行檢測后，其次要證實分組算法是否得到采用。
（3）在被檢測的電能質量分析儀達到5Hz的頻率要求時，則要對分組有否進行檢測，并且兩種情況下，還要對是否采用了漢寧窗算法進行檢測。
（4）電能質量分析儀的質量精確性要得到確認，其誤差可以設為p。
4 頻譜分析長度檢測項目
4.1 分辨率與分組算法的檢測
依據要求，必須對分辨率和分組算法是否采用進行檢測，首先設置檢測信號，其表達式為：
X（t）=X0（t）+Xk-1（t）+Xk（t）+Xk+1（t）
=21/2A0×sin（100πt）+21/2Ak -1sin[2π×（50h-Δf）×t]+21/22Aksin（2πh×50t）+21/2Ak +1sin[2π（50h +Δf）×t]
上式當中，Δf=5Hz，h表示諧波次數，并且取值h依次為2，3，4，……
一般頻譜泄漏的情況發生在頻譜分辨率超出或低于5Hz，會導致諧波的測量精確性受到削弱。但在對h 次諧波輸出值的具體數據分析時，由于信號的頻譜泄漏的區域相當大，條件比較復雜，要綜合考慮信號的頻譜分辨率、頻率和幅值因素?？梢酝ㄟ^Matlab仿真方式，根據h次諧波的輸出，以頻率5Hz為基本指標，對頻率分辨率的檢測進行分析。由上述原理，當h次諧波為Ak時，則可以判斷檢測過程中沒有運用分組算法；當h次諧波為Uh=（A2k-1+A2k+A2k +1）1/2，則可以判斷出檢測過程中運用了分組算法。
4.2 加窗檢測
電能質量分析儀的頻譜分析分辨率的檢測頻率定為5Hz，當設置的信號Δf為F的非整數倍（m取非整數），表示則頻譜信號發生了頻譜泄露現象，干擾測量。具體分析頻譜泄漏的可能性，針對測量結果，加窗加權的處理可以采用漢寧窗、哈明窗、或矩形窗等方式。設定A1/A0=0.02，A2/A0 =0.06，仿真之后，針對未分組與已分組的兩種情況，得到的諧波含量與頻率的曲線。柵欄效應會很大程度上削弱測量的精度，而漢寧窗算法的運用可以明顯降低頻譜泄漏的可能性，但加窗必須按照標準進行操作，因為超出標準耳朵加窗方式難以達到減少頻譜泄漏的目的。加窗結果的分析依有分組與未分組之分，圖2是未分組時的諧波含量與頻率關系，圖3是已分組時的情況，測量的分析結果如圖1、圖2所示。
未分組算法的信號檢測：
X2（t）=100×21/2sin（100πt）+2×21/2sin（300πt）+6×21/2sin（313πt）
已分組的信號檢測x2
X2（t）=100×21/2sin（100πt）+2×21/2sin（300πt）+6×21/2sin（323πt）
結語
在電能質量的干擾因素分析是電力系統的重要課題，涉及到頻譜分析的檢測主要考慮柵欄效應和頻譜泄漏現象，針對分組算法和加窗算法的檢測可以很大程度上提高檢測的精確度，相關實驗研究也利于電力系統的改善。
參考文獻
[1]鄭恩讓，楊潤賢，高森，蔡維，等： 電能質量分析儀諧波測量頻譜分析長度檢測.關于電力系統FFT 諧波檢測存在問題的研究[J].繼電器，2007，34（18）：52-57.
關鍵詞：電力參數，電力分析儀，電能質量
1、浩然國際花園工程情況
浩然國際花園是上海天浦集團投資，安徽浩然置業有限公司開發的高檔花園住宅小區，高品質小區配設有人防、消防、監控的智能化樓宇建筑，為確保小區智能樓宇安全供電，保證小區電能質量，使小區智能樓宇設備安全有效運行，結合工程現狀，特作出分析探討。
電力作為一種廣泛使用的能源，對經濟運行、提高產品質量和保障居民正常生活有著重要的意義。隨著滁州電力市場電網規模擴大，一方面電力電子技術的迅速發展，特別是電爐煉鋼、電弧爐、多相可控硅整流廣泛應用，使得電網中的電壓、電流波形發生畸變，造成電能質量問題的嚴重惡化；另一方面，由于存在眾多基于計算機、微處理器、電力電子裝置控制或管理的現代化工業與民用用電設備，這些精細的過程控制更容易受到電力系統擾動的影響。因此，電力信號的實時準確分析并控制就變得十分重要。
2、電力參數測量的發展及研究的意義
電力系統是一個復雜的網絡，包括發電設備、輸配電線路及保護設備、用電負荷等部分。為了保證系統安全、可靠地運行，需要對電力系統運行的各種參數進行實時、精確的測量，從而對系統內運行的各種電氣設備進行監視、控制和保護。
電壓閃變是電壓波動的一種特殊反映。所謂“閃變（Flicker）”其本意是指由于電光源供電電壓小幅度的快速變化導致電光源輸出照度（或亮度）的閃爍對人眼所產生的不良刺激的一些現象。研究表明：0.01Hz～30Hz的電壓波動對人眼視覺均產生影響，而且波動頻率不同，其影響程度也不同。
作為電力管理系統組成部分的電力監控儀表也起著越來越重要的作用，因此，針對不同領域的電力系統，研制一種多功能的電力參數監測裝置就具有非常重大的意義，它不但要能對如電壓、電流、功率、功率因數、電能和頻率等重要的電力參數進行實時、高精度的測量，還應該具有數據統計、事件報警以及諧波分析功能。
3、電力系統監測的主要變量
電能是當今世界上使用最為廣泛的能源，也是環保潔凈的能源。電能是由電力系統提供的；由于電能有著不易存儲的特殊性質，電力系統必須時刻保證功率平衡，即生產的電能與被消耗的電能保持一致。
對于一個理想的三相交流電力系統，應該是以恒定的頻率（50Hz），按照具體標準規定的電壓等級進行供電；同相的電壓、電流保持相位一致，各相電壓之間依次保持120°的相位差、幅值大小相同，波形保持為理想的正弦波。
電力參數中主要的變量包括：電壓、電流、有功、無功及視在功率、電能等基本變量；合相功率、合相電能、視在功率、功率因數等派生變量；各最大最小值、需量、曲線等統計變量。根據這些變量，用戶可以明確當前的電能質量，合理控制負荷，調峰錯谷；同時也可以實現對諧波源的定位，確保供電質量。
電壓電流諧波，國際上公認的諧波的含義為“諧波是一個周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數倍”。由于諧波的頻率是基波頻率的整數倍數，也稱其為高次諧波。
在國際電工標準（IEC555.2，1982），以及國際大電網會議的文獻（工作組報告36.05）中，對諧波也都有明確的定義：“諧波分量為周期量的傅立葉級數中大于1的h次分量”。對諧波次數h的定義則為：“以諧波頻率和基波頻率之比表達的整數”。IEEE標準519-1981中則定義為“諧波為一周期波或量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整倍數”。
對電力系統參數信號而言，其頻譜分布可以認為是無限帶寬的，但是高頻分量極少，信號的大部分能量都集中在低頻處。因此一般的電網諧波分析儀只計算到20次諧波，高精度的場合下則可能要求至50次諧波。
諧波測量通常是先利用諧波分析的方法求出信號的各次諧波電壓或電流的幅值和相角，然后由相應的公式可以方便的求出總諧波畸變率、諧波含量等值。目前對諧波分量的分析有DFT（包括對應的快速變換FFT），以及各種加窗處理等。用DFT（包括FFT）進行頻譜分析時，經常由于非整周期采樣產生頻譜泄露，使測得的幅值、頻率和相角偏離實際值，尤其相位測量誤差更大，導致電流、電壓的測量精度難以滿足實際需求。這需要充分權衡，并合理調整窗函數的系數，獲得最佳的性能。
4、電力系統監測裝置的發展動態
微電子技術和計算機技術的高速發展是電力儀表迅速進步、日益成熟的主要技術支撐。高準確度、高可靠性的元器件以及大規模、乃至超大規模集成電路等的采用，使電測儀表的使用壽命、準確度、穩定度等技術指標均顯著改善。從對國內外產品的分析中可以看到，目前電子式電參數監測系統中對參數的測量一般采用的方案有以下幾種：
（1）、雙MCU結構。通過ADC芯片采集三相電壓和電流信息，送入前端MCU完成數據采集和計算，然后由后端MCU完成按鍵、顯示、控制和通信功能。其中算法的好壞對測量精度占有很重要的因素。
（2）、DSP+MCU結構。和第一種方案基本一致，區別在于將前端的MCU換成DSP。DSP芯片通常擁有優異的計算性能，而且普遍主頻比較高，能夠勝任復雜的運算。
（3）、單DSP內核的MCU結構。普通的DSP雖然運算性能優秀，但是控制性能不佳，因此依然需要后端MCU。而現在出品的新型芯片，即DSP內核的MCU，在保持DSP的強大運算能力的同時兼具有豐富的外設以及大容量的片內存儲器，同時擁有比較好的抗干擾性能，足夠勝任多種場合的任務。
（4）、專用測量芯片+MCU結構。這種方案將前端的計算芯片和ADC集成在一起作為一片專用的測量芯片。當需要額外的功能時，比如對某一項參數有特別的要求，或者需要芯片內沒有的參數，就必須自行在MCU內進行運算。
關鍵詞：電能質量；在線監測；.Net
中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)09-2036-03
Design and Development of Power Quality Online Monitoring and Analysis System
LUO De-hua,LU Da
(School of Information Science and Technology, Xiamen University, Xiamen 361005, China)
Abstract: Introduces various indicators of power quality and the background and current situation of power quality monitoring, proposed a design method on power quality monitoring and analysis system. C # and SQL Server 2005 is used for data extraction, decoding and storage from power quality monitoring equipment, achieved functions of power quality assessment, report generation and so on.
Key words: power quality; online monitoring; .Net
隨著科學技術的發展和工業規模的擴大，一方面，人們越來越多地選擇性能好、效率高但對電能特性變化敏感的高科技設備，電力用戶對電能質量的要求不斷提高。另一方面，供電系統中增加了大量的非線性負載，這些負載和其它許多新型的電氣設備在其運行時會向電力系統注入各種電磁干擾，嚴重影響著電力系統的安全和穩定。因此，必須對電能質量的進行監測和分析，只有快速準確地檢測出電力系統中的電能質量問題，并對其進行有效的分析，確定問題產生的原因和范圍，才能對其進行有效的控制和治理[2]。
根據我國電力部門的迫切需要，我們研發了基于FPGA的電能質量監測儀，并開發了配套的電能質量監測與分析管理軟件。該文主要闡述整個電能質量監測系統的結構及分析評估軟件的詳細設計與實現。
1系統設計
1.1系統整體設計
本項目目的是建立一個電能質量監測與分析系統，使得電能質量監管部門能夠實時、連續地得到電網內相應測點完整、可靠的電能質量數據。本電能質量在線分析系統由監測終端（下位機）、數據庫和分析管理軟件（上位機）三部分組成。
電能質量監測終端接到相應測量點上，利用終端的高速計算能力完成電能質量原始數據的高速采集和實時的數據處理分析，計算得到電能質量各指標值，并保存到存儲設備中，供上位機隨時查詢。
數據庫采用SQL Server 2005，它提供數據訪問的接口，分析管理軟件（上位機）可以通過接口完成電能質量數據的存取。
分析管理軟件實現了對測量點電能質量數據的綜合分析管理。一方面，通過網絡向監測終端發送各種控制消息；另一方面，通過網絡將監測終端中保存的電能質量指標參數，存儲到數據庫中。然后以圖形、數據表等多種形式對電能質量指標進行分析評估，并能根據國標和用戶的管理需求生成電能質量報表。
此系統的目標就是建立起一套完整的集電能質量高速采集、計算、存儲、分析及評估的系統，提供測量點的電能質量的全面信息。該文完成的內容是該項目中電能質量分析管理軟件的設計與實現。
1.2各模塊設計
1.2.1實時顯示模塊
在與監測終端相連的情況下，提供各路電壓及電流波形的實時顯示，與示波器功能相似。同時，還實時顯示各路電壓及電流的有效值。
1.2.2控制模塊
在與監測終端相連的情況下，通過各種命令可以實現對監測終端的控制，包括開始采集數據，停止采集數據，將已保存在監測 終端中的數據同步到數據庫中，供需要時分析。另外，由于監測終端不具備斷電后保存時間的功能，因此，在發送開始采集數據的命令的同時將系統時間發送至監測終端，完成監測終端的對時。
1.2.3圖形評估模塊
圖形評估主要對測得的相關指標進行圖形分析評估，這是系統最重要的功能之一。主要涉及的指標有：電壓、電流、頻率、功率、三相電壓不平衡度、諧波等。用戶通過設置查詢的時間段及相應的參數指標，系統以圖形（包括曲線圖、描點圖、柱狀圖、鋸齒圖等）、列表等形式直觀快速地顯示查詢結果，是用戶了解及掌握電能質量相關信息的主要途徑之一。
1.2.4報表生成模塊
生成報表是本系統的另一個重要功能。軟件能夠生成所設定好時間范圍內各測量指標超標情況的統計信息，包括最大值、最小值、平均值、總測量次數、超標次數、超標次數所占比例等。主要涉及的指標有：電壓、頻率、三相不平衡度、諧波等，所使用的國家標準由用戶輸入并保存在系統中。
1.2.5設置模塊
主要包括國標設置和測點設置兩部分。其中，國標設置主要包括供電電壓偏差、電力系統頻率允許偏差、三相電壓允許不平衡度、公用電網諧波等標準的設置，默認情況按現行國家標準執行。測點設置方面主要是設置測點的額定電壓、基準短路容量等基本信息。
1.3實現
隨著互聯網技術的飛速發展，軟件的體系結構主要有以下兩種：客戶機/服務器（C/S）模式和瀏覽器/服務器（B/S）模式。C/S模式將應用一分為二，服務器負責數據管理，客戶機完成與用戶的交互，有較高的安全性，同時具有強大的數據操作和數據處理能力。另一方面，也使得客戶端程序設計較為復雜，升級代價較高。B/S模式則是利用不斷成熟的瀏覽器技術，結合瀏覽器的各種腳本語言，實現了原來需要復雜客戶端軟件才能實現的強大功能，其最大的優點是運行和維護簡單方便，但是在瀏覽器上對大量數據進行深層次的分析、匯總等處理能力較弱[3]。
考慮到本系統需要對大量的電能質量數據進行分析處理，并且需要有較好的交互性，并綜合分析C/S模式和B/S模式的優缺點后，決定采用C/S模式進行設計，通過.Net平臺開發實現。在設計過程中采用MVC模式，把整個系統分為三個基本部分：模型（Model）、視圖（View）和控制器（Controller）。MVC模式的目的是實現一種動態的程式設計，使后續對程序的修改和擴展簡化，并且使程序某一部分的重復利用成為可能。除此之外，此模式通過對復雜度的簡化，使程序結構更加直觀。軟件系統通過對自身基本部份分離的同時也賦予了各個基本部分應有的功能。采用MVC模式一方面使用程序結構直觀，便于設計；另一方面，由于C/S模式和B/S模式只在表現形式（視圖）方面有較大的區別，因此，采用MVC模式設計后，如果有需要，能夠較容易地將C/S模式轉換為B/S模式以方便系統的運行和維護。
數據模型（Model）用于封裝與應用程序的業務邏輯相關的數據以及對數據的處理方法?！澳Ｐ汀庇袑祿苯釉L問的權力，例如對數據庫的訪問。模型不依賴視圖和控制器，也就是說，模型不關心它會被如何顯示或是如何作。在實現時，主要通過ADO. NET技術來實現對存儲在數據庫中的電能質量數據進行高效的訪問。
視圖（View）是指界面設計人員進行圖形界面設計。在本軟件中，通過友好的界面實現用戶與程序的交互，并將查詢分析結果以圖表的形式呈現給用戶。在圖形評估模塊中，通過.NET中的GDI+技術繪制相應的圖形，并提供圖形的縮放、導出、打印等功能，圖1為電能質量分析評估界面圖。在報表生成模塊中，通過.NET的水晶報表控件來生成各指標的統計報表，使用戶對電能質量情況有較好的把握。
圖1電能質量分析評估界面
控制器（Controller）起到不同層面間的組織作用，用于控制應用程序的流程。它處理事件并作出響應?！笆录卑ㄓ脩舻男袨楹蛿祿Ｐ蜕系母淖?。控制器通過數據模型的相關接口獲取數據，并對數據進行整理、分析、計算、統計后提供給視圖，展示給用戶。
圖2是系統開發的三層結構圖
2結束語
該文著重描述了電能質量監測系統的整體設計及分析管理軟件在.NET平臺上的實現，具有電壓及電流的實時顯示、電能質量各指標的圖形分析評估以及報表的生成等多種功能。經過測試，系統運行良好，具有運行穩定、界面友好等特點，對全面了解測點的電能質量有極大的幫助。當然，對于電能質量監測，仍有許多工作要做。隨著測量數據的積累，如何保證系統穩定快速地運行及對數據進行更深入地挖掘及智能化地管理應當成為今后研究工作的重點，對提高電網的運行效率也有積極的意義。
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記者：測試測量儀器是一個比拼綜合實力的設備，中國本土的高端測試測量儀器行業總體還落后于世界，您認為國內外的技術水平差距有多大？這樣的差距是如何造成的？
周立功：從物理層面來看，本土企業在高端測試測量儀器行業幾乎集體失去了話語權。比如，同樣檔次的示波器，進口品牌售價15000元，而國產只能賣2000元。高端儀器是一個需要長期投入的資本密集型領域，很多企業死在沖鋒的路上和黎明前的黑暗之時，唯有能夠堅持到最后的才能取得成功，因此要求企業家不僅要有遠見，而且要有雄厚的資本。
由于國內企業普遍缺乏足夠的資金，因此很少投入基礎性的技術研發，且缺乏長遠的規劃和愿景目標，技術的積累幾乎來源于產品開發。用戶可能最關心儀器精度，開發者卻疏于噪聲、漂移、信號一致性等細節的重視。
由此可見，從思維層面來看，只要我們改變研發觀念和方法，針對不同的儀器兩者之間的差距將縮短到3到10年。致遠電子投入基礎性研發用了10年，但只用了2年就開發出了能夠與跨國企業競爭的功率分析儀、功率計、電能質量分析儀、CAN總線分析儀與示波器。
記者：面對激烈的市場競爭，您認為目前國產儀器的主要市場集中在哪些領域？哪些領域會成為新的市場突破口？
周立功：新的突破口主要集中在應用廣泛的電參數（包括強電和弱電）測量與分析儀器（又分行業儀器與電子測量儀器），由于競爭越來越激烈，企業也會愈加注重產品質量，因此電子產品制造企業離不開電磁兼容檢測儀器。由于國家對智能電網和節能減排的大投入，因此新的突破口將集中在智能電網與能源能效管理測試與在線檢測儀器，以及電磁兼容檢測儀器與環境監測儀器，未來國產儀器必將進入十倍速的發展時代。
由于半導體技術的高速發展，致遠電子開發的功率分析儀、電能質量分析儀、CAN總線分析儀等高端儀器，不僅具有非常優異的性能比，而且因為產品系列更全，因此在細分市場表現了強勁的競爭力則是最好的證明。
在互聯網與傳統行業相結合的大趨勢下，不僅需要用儀器留住用戶產生利潤，更重要的是如何通過個性化、大眾化服務的差異化競爭帶動企業發展。比如，通過云端提供節能數據推送、節能服務與節能方案，顯然測量數據也是嫁接用戶與節能治理之間橋梁。云端所做的就是評估節能與經濟效益之間關系，給用戶提供更加大眾化的數據，通過節能方案將服務做好了同樣也可以盈利，甚至通過免費的服務促進儀器的發展。
垂直創新理念
記者：記得您提出過國產儀器研發的“垂直創新”理念，請您詳細闡釋一下這一理念的內涵。
周立功：由于某些用戶不僅需要電能質量分析儀，而且還需要功率分析儀的部分功能，于是我們在電能質量分析儀上集成了功率分析儀的功能；由于某些用戶既需要功率分析儀，也可能需要應變壓力傳感器分析儀，也可能需要變壓器或電機參數測試儀，于是我們針對細分市場開發了多種便于集成板卡。
事實上，這樣的機會比比皆是，比如只要在電能質量分析儀硬件開發一個新的軟件就是電機經濟運行綜合參數測試儀，只要替換數據記錄儀的模擬前端，開發一套新的軟件就是新的測試儀器，因此我們將多種儀器功能模塊集于一體的方法稱之為向下垂直整合。
實際上，某些用戶僅購買功率分析儀是無法獨立使用的，往往需要向第三方定制相應的測試臺架，比如，電機測試。還有一些用戶在購買儀器的同時提出要求開發一個系統集成軟件，將各種儀器組合成為一個平臺。顯然，我們采取垂直整合的方法完全避開了國外同行的競爭，我們賣的不再是一臺功率分析儀，我們將這種用戶需求稱之為向上垂直整合。
記者：中國本土的測試測量企業在實施垂直創新的過程中，會遇到哪些困難？致遠電子是如何解決這些困難的？
周立功：由于大多數本土企業缺乏平臺化的思想，甚至一個人身兼數職，能人至上，因此一旦能人流失勢必導致企業陷入絕境，這是問題之一。其次，由于很多企業未從根本上建立人才的選拔、培養和管理的制度，因此挖人永遠也無法挖來別人明天創新的技術。
企業發展固然軟硬件技術很重要，但管理同樣也很重要，因此致遠電子并不完全唯技術之上。研發經理務必選拔擅長管理，進而從根本上根除純技術人才管理意識淡薄的缺點，人才的選拔、培訓和管理是總經理的頭等大事。因此致遠電子創業以來始終堅守不向同行挖人，不看出身不唯學歷不迷信分數，90%的開發人員都是從理論與實踐兩方面都結合得比較好的應屆生中選的。為了避免能人的突然離職而影響企業的發展，致遠電子結合需求建立了與績效無關的創新技術平臺預研團隊，使平臺與設計完全分離，從而保證致遠電子可以十年不盈利還能專心于研發。
記者：創新的關鍵是人才，請問致遠電子是如何按照垂直創新理念構建自己的研發隊伍的？
周立功：在實踐中，我們總結了“需求、平臺、設計、測試、標準”研發管理十字訣，產品管理團隊的主要職責是挖掘用戶需求與市場調研，推進產品設計超越用戶的預期，挖掘賣點幫助市場推廣與銷售實現市場最大化，因此必須選拔具有多年研發經驗，且具備“聽、說、讀、寫”四項能力的人才組成。
基于此，致遠電子將軟硬件平臺按照模塊化的思想進行細分，建立相應的預研團隊。比如，在致遠電子DSP的應用開發是由硬件平臺、軟件平臺、算法和應用軟件4個團隊組成的，硬件平臺是由專業的數字電路（包括高速數字信號的一致性）、高精度和高速模擬電路設計與調試，電磁兼容設計與整改，硬件測試與工藝設計，以及包括PCB設計、結構設計、外觀設計與UI設計在內的工業設計組成。
關于市場競爭
記者：以致遠電子十多年從事高端測試儀量的歷程為例，您認為國產儀器企業贏得生存空間的基礎在哪里？如何擴展更大的市場空間？
周立功：由于半導體技術的高速發展，本土企業在應用新技術層面上沒有歷史包袱，與國外廠商處于同一起跑線，因此本土企業只要甘于坐冷板凳靜下心來做研發，則一定不會輸給國外廠商。比如，致遠電子售價9999元的200M示波器，其33萬次/秒的刷新率，112Mpts的存儲深度，4Mpts的 FFT功能，51種參數同時測量，以及模板觸發與數字觸發，自然就成為了200M示波器新的標桿。
雖然CAN總線技術應用如火如荼，但國外廠商的分析儀器依然停留在應用層軟件的分析。而致遠電子由于融合了高速數據采集技術，強化了對物理層的分析，進而成為了CAN總線故障排除、干擾定位、可靠性測試，且集動態與靜態分析于一體的全球領先性解決方案。
記者：知已知彼，方可百戰不殆。如今跨國測試測量儀器企業開始大踏步推出價格更貼進中國市場的新產品，您認為本土企業該如何應對這一競爭手段？
周立功：事實上，我們不僅要制造穩定可靠的儀器，更要讓人使用起來更舒服，看起來更漂亮，旨在打造一個良好的人機工程環境，只有通過細節創新，才能全面獲得競爭優勢。顯然，只要我們注重細節善于向跨國企業學習，并彌補跨國企業儀器的不足和死區，在與跨國企業的全面競爭中，世界一定會因為我們而不同。
人們常說“細節決定品質”，但如何讓好的理念落到實處呢？比如，各種品牌示波器的開機時間幾乎都要30-50多秒，于是通過優化我們將ZDS2022示波器的開機時間縮短到了6秒。還有520ms的自動捕獲快如閃電，按鍵釋放的瞬間，波形就已經穩定觸發在屏幕中央，而其他品牌的示波器自動捕獲時間幾乎都在2-3秒。
雖然示波器所用的DSP無法支持強大的OS，但是否可以將顯示字體做得象手機那樣漂亮呢？事實上，很多幾萬元示波器那難看的字體如同山寨機叫人揪心。模板觸發技術與創新的數字觸發系統分別是安捷倫與R&S高端示波器的主要賣點之一，而ZDS2022示波器一應俱全。
記者：國產儀器企業在研發新產品時，同本土的關鍵零件供應商形成緊密的合作關系，這是否可以有利于增強競爭力？
周立功：由于部分高端芯片的禁運，因此嚴重地影響了國產高端儀器的發展，這是目前最大的瓶頸。不過，現在形勢已經開始好轉，國產半導體企業正在崛起。比如，北京時代民芯就已經有完全可以商用的高速A/D轉換器了，預計十年之內將徹底打破壟斷局面。
記者：請您展望一下，在接下來的五年中，國產儀器將于跨國公司的儀器形成怎樣的市場格局？
關鍵詞：電力系統；電壓暫降；實測統計法，隨機估計法
1 前言
國際電氣電子工程師學會(IEEE)定義，電壓暫降是指供電系統中工頻電壓有效值突然下降至額定值的10%~90%，并在持續10ms~1min后恢復正常的電能質量現象。電壓暫降大多由系統故障引起，對負荷的影響程度取決于電壓暫降幅值、持續時間、相位跳變、頻次等。因此，對電壓暫降進行評估成為現代電能質量分析中的一項重要內容。
2 電壓暫降評估方法
2.1 實測統計法
實測統計法是指選擇電力系統中的部分站點進行電能質量實地監測，通過統計分析所采集的數據來確定供電系統的電壓暫降情況。美國國家電力實驗室在1990年對典型120V交流壁插座系統中隨機選取的88個PCC點進行監測，共產生100 000次擾動現象[1]。加拿大電力協會(CEA)及美國電能研究學會(EPRI)分別對加拿大及美國的電能質量問題進行了監測調研[2]。其中CEA的調研涉及到加拿大各行業550個監測點；EPRI隨機選取227個監測點進行監測。文獻[3]分析電壓暫降對工業敏感設備，包括PC、PLC、CNC的影響，指出電壓暫降是工業生產中最嚴重的電能質量擾動現象。
2.2 隨機估計法
隨著電網的進一步復雜化，實測統計法雖然能夠真實地反映監測點的電能質量狀況，但由于其監測周期較長，且加上受到監測手段、儀器等條件的限制，其監測和統計結果給研究工作帶來很大的不便。隨機預估法從概率角度出發，對系統電壓暫降擾動頻次做出估計。根據實現方式的差異，隨機預估法可分為臨界距離法和故障點法。
學者Conrad首次提出電壓暫降隨機評估的方法[4]。文獻[5]指出系統短路故障是造成電壓暫降最主要的原因。結合已有的短路計算方法、繼電保護設備特性及歷史可靠性數據，可對電壓暫降的一些重要特征量，如：電壓暫降幅值、持續時間及發生頻次等進行預測和評估。此外，文獻[4]還提出不同電壓等級間變壓器接線方式對電壓暫降的影響。Conrad關于電壓暫降隨機評估的方法為Gold Book的撰寫奠定了理論基礎[5]。作為傳統隨機評估的主要方法之一，該方法被稱為故障點法。
學者Bollen于1995年首次提出“臨界距離”的概念，為以后建立臨界距離法來評估電壓暫降奠定了基礎。文獻[6]基于簡單分壓器原理對輻射配電饋線上電壓暫降進行預測。文獻定義“臨界距離”的概念為：當線路發生故障時，PCC點遭受特定電壓暫降特征的線路長度，并從理論上證明了PCC點的電壓暫降頻次與臨界電壓Ucrit的函數Ucrit/(1-Ucrit)成正比。
1997年，Bollen正式提出基于臨界距離的電壓暫降隨機評估法――臨界距離法[7]。該方法利用系統阻抗、線路阻抗及臨界電壓得到的臨界距離大小，結合臨界距離內設備故障率判定PCC點發生電壓暫降的頻次。文獻[8]給出了臨界距離的精確數學表示式，并利用該方法評估單相及兩相相間等不對稱故障引起電壓暫降頻次。
3 各種評估法的優缺點
文獻[9]歸納了目前電壓暫降隨機評估方法：臨界距離法、故障點法及Monte Carlo法。通過介紹各種分析計算方法的基本思想指出了各自存在的優缺點：臨界距離法評估精度高，但只適合輻射型網絡；故障點法適合任意網絡及故障類型，但故障點的選取帶有主觀性。
4 結論
隨著電力系統中新型電力電子設備的廣泛使用，電壓暫降已成為影響電氣設備正常運行和導致敏感負荷經濟損失的主要原因。由于電壓暫降影響因素的不確定性，使得對供電系統中PCC點進行實際測量的缺點日益顯露，此時可采用隨機估計法進行評估。然而，實測統計法可為隨機評估法提供樣本數據。因此，在實際應用中，應將實測統計法和隨機估計法有機的結合起來。
參考文獻
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【關鍵詞】分段開關；FTU；Flex；ActionScript；管理系統
0 引言
目前隨著配電網自動化的廣泛開展，越來越多的架空線路分段開關投入運行，很多分段開關具有FTU設備，能夠實時測量電流、電壓、功率等數據。但是當前多數分段開關FTU只是完成了故障區段隔離的功能，對分段開關FTU數據沒有能夠充分使用。如果能夠將各FTU的信息進行有效的分析處理，依據FTU數據對配電網的運行狀況進行評估，就可以極大提高配電網的安全性和經濟性。
基于這種現狀，本文提出了基于分段開關FTU的配電線路運行管理系統的實現方案。在分析了用戶的實際需求的基礎上，本文采用三層體系結構對該系統進行構建，設計出滿足當前系統需要的內部類庫，并根據需要設計了符合當前決策支持系統需求的數據庫。系統采用了B/S模式的解決方案，前臺利用Flex和ActionScript技術進行設計，后臺數據庫為SQL Service2005。系統主要功能包括數據維護模塊、電能質量分析模塊、無功功率分析模塊、線路重構分析模塊、故障統計分析模塊。開發過程中使用Web的分層體系結構，增加了開發工作的方便性、提高了業務的處理效率?，F場實際應用驗證了系統的正確性和實用性。
1 系統總體設計
1.1 系統整體架構
1.2 系統結構設計
根據上述系統整體框架設計思想，在詳細的需求分析基礎上所設計的10kV配電線路運行管理系統結構圖如圖2所示。
1.2.1 數據維護層
數據維護層主要完成分段開關數據的初始處理功能和業務數據管理功能。①數據轉發模塊主要負責對終端開關設備數據進行采集、校驗。其中采集是將不同區段開關數據通過定期自動方式或手動方式傳送到服務器端，定期自動方式依據實際配電網和配電自動化技術要求，采用每5分鐘上傳一次開關數據；校驗是在網絡拓撲圖的基礎上考察檢驗數據。②中心數據庫模塊，對系統所需部分設備數據、開關數據、線路數據、電能質量數據、線路重構數據和故障數據進行管理。中心數據庫使用的Sql Service2005數據庫靠自帶數據庫備份和恢復功能及用戶訪問權限設定功能，使其具有完善的數據安全保證。③召測接口，負責數據分析模塊與數據維護、設備數據接口的數據通訊功能，使數據分析模塊更獨立于數據維護，易于后期集成開發。
1.2.2 數據分析層
數據分析層（中間層）是整個配電線路運行管理系統的核心，也是上下兩層的紐帶。它負責建立實際的數據庫連接，根據客戶的請求，執行相應的存儲過程查詢數據庫進行指標統計和數據分析，并把結果返回給客戶端，有著強大的信息處理功能。這一層將業務從客戶端程序中分離出來，形成了獨立的中間層。包含電能質量分析、無功功率分析、線路重構分析和故障統計四大部分，而每一部分再按照各自功能分成更加細致的層次和模塊。①電能質量分析模塊提供了全面的電網運行安全性計算功能，比如諧波畸變率、三相電壓不平衡度、短時閃變和長時閃變等表征電能質量性能的指標，其中包括電壓波動分析、線路諧波分析、線路頻率分析和三相電壓不平衡度分析四個子模塊，各個子模塊針對確定指標統計了監測區段線路運行情況、電壓波動情況、諧波情況、頻率波動情況等。②無功功率分析模塊中的無功功率分析，通過對配電網中無功負荷的分布情況，確定了包括進行無功補償的方式、選擇合適無功補償裝置、合理地確定無功補償點位置、無功補償容量和組數等相關信息，并生成合理的補償方案；無功缺額統計是針對場站線路的無功補償容量、補償點位置等信息進行統計，對整個網架進行綜合評估。③線路重構分析模塊中的分支負荷分析功能對現有網架結構進行綜合分析，找到薄弱環節，為重構提供依據；重構方案生成功能針對找到的薄弱環節，依據實際負荷情況，提出線路開關調整方案，并進行校核。④故障統計分析模塊中，分別統計了線路的短路情況、接地情況，為線路運行情況判斷提供依據。
由于配電網中信息量巨大，關系復雜且變更頻繁，數據庫的設計一直是工作中的一個重點，也是難點。依據實際需要，采用新的“阻抗可變支路”模型，把配電網線路按所連接的開關分段，開關作為線路的一個屬性，把桿塔作為“弱實體”來處理，依賴于線路的存在，此種配電網線路ER模型，靈活性好，易于維護。
1.2.3 人機交互層
用戶界面層作為客戶端，主要完成數據分析結果的查詢和統計，并將分析結果進行網頁，可實現報表化和圖形化的結果輸出。這一層還提供了分析參數設置與修改功能，客戶可以根據具體情況和實際需要，設置不同的分析指標參數，比如配變負載率過大參數、線路故障標準原則等，這些指標在中間層的分析程序中都做成了通用接口。用戶界面層利用Flex技術開發，有很高的運行效率。
正是由于采用基于Flex技術的B/S模式中的Brower完成的是面向大量用戶的數據查詢和統計分析功能，而不是信息數據的處理，所以做到了客戶端的免維護，開發人員只需在服務器上維護其網頁腳本等即可。
2 系統實現
根據系統的具體設計需要，當前的主流技術以及開發團隊的實際情況，本系統各部分主要應用以下技術進行設計。
2.1 數據維護層實現
為完成數據維護層實時性所要求的工作，必須有高效的數據庫操作技術。數據維護層中的功能通過商用數據庫SQL的存儲過程來實現的，具有軟件開發周期短，代碼量小的特點。每一個存儲過程將按一定的標準查詢數據庫進行統計，并且把統計指標參數做成通用接口與用戶界面層進行交互，這種實現方式既靈活多變又安全可靠。
2.2 數據分析層實現
數據分析是整個系統業務處理的基礎和核心，它與數據庫和前臺界面之間都有著頻繁通信和數據交互，其數據的處理速度及精度也就顯得格外的重要，因此本系統采用FluorineFx開源庫。該庫提供了一種在.NET framework下對Flex/Flash的遠程過程調用，Flex數據服務和實時數據的使用技術。采用FluorineFx技術使得在系統開發過程中不必考慮Flex前臺和.NET服務器之間的通訊細節，大大提高了開發效率。
2.3 界面實現
由于Flex、Actionscript技術在繪制報表和圖形方面擁有顯著的優勢，同時前臺界面在與服務器進行網絡通信時，有大量統計數據的交換，因此前臺界面采用Flex+Actionscript技術實現，通訊則使用Web Service技術。Web Service是一個應用組件，它邏輯性的為其他應用程序提供數據與服務，各應用程序通過網絡協議和規定的一些標準數據格式（Http，XML，Soap）來訪問Web Service，通過Web Service內部執行得到所需結果，Web Service可以執行從簡單的請求到復雜商務處理的任何功能。一旦部署以后，其他Web Service應用程序可以發現并調用它部署的服務。
2.4 數據庫建模
合理的數據庫設計是系統整體功能得到實現的基礎，根據系統整體分析、決策流程，可以將本系統的業務流程描述如下：首先是選擇電力線路，然后根據已經選擇的線路獲取該線路監測設備所對應的決策支持分析信息，最后根據該信息對線路對應場站的運行情況進行評估。所以決定本系統的最重要的數據庫表為：設備信息表、設備狀態表、電能質量表、開關信息表、線路信息表。現對以上各表進行設計。
設備信息表：設備索引，線路編號，通訊編號，設備名稱，設備類型，SIM卡號，安裝地址，備注，審核人員，經度，緯度，A側名稱，B側名稱，聯系人，聯系方式，聯系人身份證號碼，聯系人手機號碼，單位地址，聯系地址，設備出廠編號，設備登記時間，是否經過審核（0審核，1未審核），手機隨機密碼驗證號碼，保護CT，保護PT ，GPS定位時間。設備狀態表：通訊編號，最后一次通訊時間，在線狀態，開關狀態，閉鎖狀態，A側電源信息，B側電源信息。電能質量表：通訊編號，諧波畸變率THD，三相不平衡度，短時閃變（Pst），長時閃變（Plt），正序電壓分量，負序電壓分量，零序電壓分量，零序電流分量，電壓偏差，頻率偏差，監測時間。線路信息表：線路編號，電力公司名稱，站點名稱，開關數，線路狀態（斷開0，未斷開1），線路左端編號，線路右端編號，零序電壓，零序電流，相角差，是否故障。
3 現場應用情況
基于分段開關FTU的配電線路運行管理系統已應用于甘肅省武威供電公司，在一個110kV變電站的5條10kV線路上，共安裝了40個分段開關，每個分段開關都帶有FTU。
系統采用本文所述的技術，對各個FTU數據進行統一存儲和分析，實時掌握線路的運行狀況，顯著提高了線路運行的可靠性和經濟性。
關鍵詞：電力；營銷稽查；反竊電；管理；措施
電力營銷的意義在于通過準確無誤的抄表核算，幫助客戶對用電量進行準確的計量，指導用戶安全使用電能，并努力節約用電消耗。目前，供電企業在著手建O電力營銷體系，不斷拓寬電力營銷的覆蓋面，業務范圍也有了顯著的托轉，包括電費抄表核算、用電業務變更、電能計量管理、用電環境監測、營銷稽查等。其中，營銷稽查是目前在反竊電工作中經常采用的方法，在線監控營銷各關鍵指標和風險點，及時糾偏補漏，對竊電風險進行有效的防范。
一、營銷檢查系統在反竊工作的應用現狀
營銷檢查系統在反竊電工作的使用，一方面，將營銷檢查從對瑣碎異常問題分析中解放出來，而更關注于對風險的防控，提高營銷檢查質量；另一方面，實現營銷風險分析和管控集成化，能夠在最短的時間內發現異常數據并做出響應，便于集中制定風險防范措施。近年來，供電企業先后上線了推出了供電費、檢查專業使用的 MIS 系統。隨后SG186 系統的建設，將原有各項功能逐步集成到 SG186 系統之中，功能性得到顯著加強。供電企業于2008 年開始將 SG186系統引入到供電企業營銷檢查工作中，之前使用的各個系統正式停用。 為盡快治理稽查過程中發現的異常數據，提高電力營銷整體水平，國家電網公司稽查監控系統 2012 年正式上線，該系統依靠 SG186 營銷業務體系對各類營銷數據信息進行集約、展開監控管理及偏差管理，為電力企業提升營銷策略提供了良好的技術環境。
二、營銷檢查系統在反竊工作應用中存在的問題
（一）人為因素造成電量損失的稽查功能的缺陷
目前，電力營銷工作的職責范圍不斷拓寬，而電能表的抄錄對與核算仍然是電力營銷工作的核心內容。供電企業根據電能表抄錄數據向用電單位收取一定的電費，構成供電企業的資金周轉來源，是維護公司經濟效益中的關鍵環節。因此，如果在抄表環節中存在紕漏，導致無法準確核對電量消耗，有可能導致供電企業資金周轉不靈，影響下一階段的正常供電。因此，在用電稽查中必須采取切實可行的方法對抄表效果進行檢查，及時發現問題并進行整改。然而，從抄表工作現狀來看，依靠對抄表員的隨機抽查并不能從源頭上防止竊電風險，無法準確定位到問題抄表段，導致此項工作的效率降低。因此，部分研究人員提出有必要開發一項稽查監控系統，針對稽查監控系統是否需要開發此類的功能模塊，作者進行了廣泛的調研。結果發現目前供電企業通常采用遠程采集集中抄表和人工抄表兩種抄表方式，遠采集抄是對已更換智能電表的小區統一采集數據進行抄表，利用現代通訊技術實現集中抄表，但由于設備故障率相對較高導致數據采集的成功率低下，并且在地理位置偏遠的地區安裝集中采集設備的難度較大，這也限制了遠程采集抄表模式的發展。目前，國內供電企業采取的抄表工作形式存在以下的問題：
1、小區抄表難度增大。大部分供電企業采取的抄表方式仍然沿用了傳統人工抄表模式，然而新建小區一般都安裝了小區樓宇對講設備，由于抄表員在無法連接對講設備，將無法對整樓進行抄表。
2、平房抄表存在難度。部分平房都將電表裝在家中，這就需要抄表人員正確把握抄表時間，進行抄表時必須保證用戶在家。然而，用戶不愿意在休息時間內被人打擾，導致了供電企業抄表效門率低下。
3、智能表更換并未降低工作強度。很多小區住宅更換智能電表之后，將通過采集設備進行集中抄表，而不再需要親自上門抄表，然而實際中由于智能電腦需要經常維護，導致采集失敗問題屢有發生。同時，那些未更換智能電表的用戶比較分散，抄表員在進行補抄的過程中其實工作強度并未降低，使抄表員容易放棄此類用戶的電量抄錄。
（二）行業售電量的分析功能的缺陷
在當前稽查監控系統中，沒有對售電量變化的分析模塊，在工作中如果要分析售電量的變化，需要從SG186系統將用戶全部導出并按條件進行篩選，就目前營銷工作而言，更多的按用電類別分類統計，當前銷售電價按用戶性質和負荷特性分類，主要分為居民電價、大工業電價、一般工商業電價和農業生產電價等。
通過行業售電量的分析，可以幫助供電企業更好地了解用電單位在一段時間內的電量使用情況，對其是否存在違規用電、竊電行為進行排查，使得供電企業的售電管理更具有針對性，促進電力企業管理水平的提升。通常，售電量、售電均價、電費回收、線損是電力企業營銷成果的四個重要指標，決定著電力企業營銷經營成果管控水平的高低，因此在稽查監控系統中應更全面體現這四項指標的數據，一旦發現“利率執行異?！焙汀胺謺r電價執行異?！眱蓚€主題存在異常的現象，必須對此類異常用戶進行深入分析。
三、提升營銷稽查系統在反竊電工作中效果的策略
（一）完善營銷稽查系統，實現系統功能的升級
通過收集營銷稽查監控系統的功能應用問題，研討解決方案，不斷完善系統功能，為營銷風險分析和管控工作開展打造完備的信息系統平臺。根據工作中遇到的問題確定了解決問題的整體思路，一是搜集營銷日常工作中遇到的異常問題，分析營銷工作中的風險，同時深化營銷稽查監控系統和電能采集系統的聯系，進一步挖掘營銷三大系統的應用潛力。二是深入分析未被校驗規則校驗出的營銷異常問題的產生原因，找出相互制約的關系，將修正后的邏輯校驗關系重新植入營銷稽查監控系統，從而杜絕人為異常問題和風險的發生。
（二）對重點區域加強營銷稽查監察力度
在進行用電監察的過程中，對于一些用電量與電表數額不等的居民區，營銷稽查人員應作為重點監察目標。加大營銷稽查的時間，不放過任何的細節，對竊電現象進行防范。用電監察是一項十分需要細心的工作，只有在營銷稽查過程中強化對重點區域加強監察力度，才能夠及時的發現竊電現象，保障居民的安全用電。
（三）開展營銷抄表質量分析
傳統的電能表使得居民“竊電”時不容易被用電監察人員發現，在時代進步的今天，我們要對電能表進行不斷改進，例如在電能表當中加入電子計量技術等，能夠實現電表數據的共享，避免了人工抄表的麻煩與不準確，也使用電監察人員能夠直接通過數據分析出不同區域的居民用電情況，發現有“竊電”現象的區域也能夠及時的派出相關人員進行核查，保障每一位居民的用電安全。對于一些電力設施遭到破壞的現象，要做好電力設施保護措施，避免閑雜人等進入，并定期檢查電力設施的損壞情況，及時進行完善，避免因為電力設施老化或是故障造成大范圍的停電，給國家造成經濟損失。增加營銷抄表質量分析模塊后，可以通過稽查監控系統對公司抄表段抄表情況進行多角度的分析，并形成分析材料，橢提升公司營銷專業抄表質量。新抄表質量抽查是對同樣的抄表段利用稽查監控系統深化應用后的新功能提供的問題抄表段明細直接檢查，抽檢成功率有了明顯提高，可以達到 90%左右，在整改后臺區線損明顯下降，真正做到了對抄表質量的管控。
四、結論
在目前已有功能的基礎上，本文提出了營銷抄表質量分析以及電力信息采集系統相聯系等方案，并驗證了其可行性。為更好的發揮營銷稽查監控系統的作用，今后的研究工作可以從以下幾方面展開：1、稽查監控系統的深化應用應隨著當前電力企業的相關工作開展繼續深化，當前智能表換裝已接近結束，應著力開展對智能表的異常問題的校驗規則的研究。2、稽查監控系統應在更智能的分析異常數據進一步深化，從而在線損工作中由當前月線損事后監控改為日線損實時監控。3、通過與電力用戶用電信息采集系統建立的聯系，下一步可將三套系統可利用的數據結合起來，形成對異常數據的綜合分析，即在采集系統與SG186系統的數據進行聯合分析制定新的主題。
關鍵詞：虛擬儀器 同步數據采集 電能質量
1 概述
隨著電力電子技術的應用與發展，電力系統中的非線性負載越來越多，直流輸電、大功率單相整流技術在工業部門和用電設備上被廣泛應用，這些非線性負荷會引起電網電流、電壓波形發生畸變，造成電網的諧波“污染”；沖擊性、波動性負荷，如電弧爐、軋鋼機、電力機車等，運行中不僅產生大量的高次諧波，還引起電壓波動、閃變以及三相不平衡等一系列的電能質量問題。電能質量研究的主要內容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時或瞬態過電壓、波形畸變（諧波）、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續性等。電能質量問題一方面導致供用電設備本身的安全性和使用壽命降低，嚴重影響電網自身的安全經濟運行。而另一方面，各種復雜的、精密的、對電能質量敏感的用電設備不斷普及，對電能質量及可靠性的要求越來越高。無論從電網運行的需要考慮，還是從供電用戶的需要考慮，加強對電能質量的監測都是非常必要的。
本課題的主要研究目的就是開發出能夠適合中小型企業安裝使用的在線式供電電能質量監測系統，該系統具有較好的適用性和全面的功能，可在線實時監測供電電源的各項指標，具有精度高、實時性好、可擴充性強、界面友好、維護方便、可在線測量并具網絡遠傳通訊功能的優點。通過該系統，一方面電力供電企業可以實時掌握用戶的具體情況，更有效、更有針對性的提供供電服務；另一方面企業用戶可以改善用電狀況，減少故障風險，從而有助于整個供用電網絡的穩定、高效運行。
2 系統結構
電能質量分析及及其監測是一個復雜的系統工程，涉及到電力系統、自動控制、現代通信等多個方面。本課題結合供電系統既有的電能質量測試分析方法、測試裝備進行了開發，設計方案以工業控制計算機為核心，利用通訊總線和分布式監測采集單元。配有高性能數據采集卡，實現快速、在線、準確測量各項電力參數；利用LabVIEW軟件強大的虛擬儀器設計能力，結合合理的數字信號處理算法，實時分析供電系統電壓偏差、頻率偏差、諧波、負序、電壓波動和閃變等重要指標，并對其供電質量和運行性能予以綜合評價和處理意見，同時具有顯示、打印、保存等各種功能，整個系統的結構如圖1所示。
3 工作原理及實現
3.1 信號測量及調理電路 為了配合現場應用的需要，標準信號為取自電流互感器的5A左右交流電流和取自電壓互感器的100V左右交流電壓，經接口轉換電路模塊統一變換成±10V間的電壓信號，同時將多路變換完成的信號集中通過接口接入數據采集卡。
為了達到準確的測量，電壓互感器和電流互感器要有較大的線性工作區和良好的動態響應，在電壓、電流出現較大波動和閃變時能夠保持足夠的精確度。從電壓互感器和電流互感器得到的電壓信號和電流信號首先經過隔離保護電路，即通過光電耦合隔離強弱電信號，有效地抑制系統噪聲，消除接地回路的干擾。
3.2 數據采集卡 數據采集卡是實現測量的關鍵設備，能夠按照預先設定的采樣率將模擬信號轉變為數字信號，隨后通過數據總線送至計算機?？紤]到電能質量測量對于電壓、電流信號的同時性要求比較高，因為若同一位置的電壓、電流不同步，那么所進行的功率、相位差等測量就沒有了物理意義，因此，設計選用阿爾泰公司生產的PCI2008高速多路同步采集卡進行采集。該卡是12位16路同步采樣的AD卡，采用PCI2.2總線標準，通過率為25K/通道，單卡總通過率可達400K，為了確保采樣精度，每通道均通過PGA103儀表放大器緩沖后接入4通道同步采用保持AD芯片AD7874，PGA103為程控增益放大器，這樣就可以根據每一路輸入信號電壓的大小來通過軟件編程設定每一路采樣通道的增益，使得12位AD轉換器的分辨率能夠盡可能的大，增加測量的精度。在電能質量國家標準中規定諧波測量儀器的頻率測量范圍是0～2500Hz，根據采樣定理，采集卡的采樣率不應小于信號頻率的兩倍，即此時要求采樣率要達到5KHz 以上，PCI2008卡足以滿足電能質量在線監測的要求。
3.3 工業控制計算機 工業控制計算機的結構與一般PC機類似，但加強了對抗電磁輻射干擾（EMC）、抗機械振動方面的設計，能夠在比較惡劣的工作環境下連續長時間工作。相比DSP、單片機等構成的系統，工控機具有計算能力強、存儲容量大，便于實現數據管理和網絡通信等優點?？紤]到數據采集設備通常運行在工業現場，常常有較強的振動、電源干擾和電磁干擾，設計中采用了高性能工業計算機作為數據采集系統軟件運行的計算機平臺。
3.4 虛擬儀器設計 系統軟件利用LabVIEW虛擬儀器技術開發。在軟件開發過程中采用了模塊化和多線程的開發設計方法。系統軟件功能模塊結構如圖2所示，按照主要功能劃分為若干相對獨立的模塊，主要包括數據采集與存儲、數據庫及通信、諧波分析、負序分析、電壓閃變、功率分析、波形記錄、查詢報表、綜合評價等功能模塊。
數據采集與存儲模塊的主要任務是將原始電壓電流信號采集并變換成數字信號，然后顯示出波形和頻譜，存儲并輸出數據文件，在每路通道設計有校正放大環節，通過軟件調節通道線性標定值來實現，使之在輸入信號相同的情況下，各通道最終的測量數據也相同。AD 轉換后的結果送往FIFO存儲器，這是一種“先進先出”式的存儲器，可以保證進行連續數據采集時不會丟失數據。采用FIFO的結構可以不必在每次AD轉換結束后馬上將數據取走，而是將數據緩存在FIFO存儲器內，等若干次采樣結束后再將所有轉換后的數據一次性讀走，大大提高軟件執行的速度，也極大地方便了程序的編寫。
數據庫及通信模塊負責存儲、使用、管理數據和進行通訊數據交換。諧波分析、負序分析、電壓閃變、功率分析等模塊依據電能質量參數測量的相關公式和原理，利用數字信號處理算法，完成整個電能質量的監測。波形記錄、查詢報表模塊用于對測量和分析數據結果的直觀顯示和匯總報表功能。而電能質量綜合評價模塊可以根據監測的數據進行綜合評定，給出當前具體的電能質量水平。
4 結論
本文針對目前用戶和電力供電部門普遍關心的電能質量問題進行研究，系統在設計時采用了高可靠性的硬件電路和模塊化設計，操作方便，開發周期短，具有優異的工作性能?，F場測試和用戶使用情況表明，該系統運行穩定，功能完備，設計已經達到了較高水平，具有良好的實用價值和廣闊的市場前景。
參考文獻：
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前言
目前，電網電能質量監測主要是利用便攜式電能質量分析儀不定期對變電站或直接污染源進行測試，測試時間短，發現問題的幾率小，部分安裝了電能質量監測設備的變電站，由于沒有建立電能質量在線監測系統，不能實現數據遠傳和數據保存，導致其功效低，以上監測方式其局限性主要表現在以下幾個方面：1、實時性不強：由于監測手段落后，監測點分散，不能及時獲得各監測數據；2、工作量大：需要花費大量的人力物力去收集的數據進行大量的統計分析；3、效率低：由于缺乏系統的電能質量數據，從發現電能質量的問題到解決問題，往往需要進行反復測試，需要很長的時間，無法形成一個高效率的電能質量監督管理體系。
為此開展全網電能質量在線監測系統的應用及研究、實現電能質量數據的遠程監測及管理是取得一手數據，為電能質量綜合治理提供可靠保障的基礎。
信息技術在電能質量監測與分析中的應用
電能質量監測網一般由三部分組成：電能質量監測裝置、通信網絡、電能質量監測中心。根據電能質量監測點布點范圍，電能質量監測與分析系統的建設目標是建立一個覆蓋全地區的二級電能質量監測分析網絡。第一級是監測終端（包括電網所有變電站以及大用戶等），依靠就地安裝的在線式電能質量監測儀對監測點電能質量的連續不間斷測量；第二級是電能質量監測中心即公司級主站（電能質量監控中心），由通信服務器、數據庫服務器、數據存儲設備（磁盤陣列）、WEB服務器、管理員工作站和可直接登錄主站的客戶端組成，負責對全地區電網電能質量的綜合統計、分析、查詢。電能質量數據來源于第一級，通過數據通訊層自動完成采集數據的上傳。
在網絡通道方面，第一級與第二級之間主要采用電力光纖通信專網連接。整個系統是一個樹型結構，其網絡分布如圖1。
·監測系統簡述
電網電能質量監測系統實現了電能質量指標的全面監測和統一管理，具有良好的可靠性、實用性、可擴展性和兼容性，其規模可根據需要任意擴展。
監測系統由監測中心主站和變電站子系統兩大部分組成，監測主站與當地監測單元相連，實現分散監測，分級集中管理功能，其結構見圖1。
·監測中心主站結構
監測中心負責對監測單元的監測數據進行集中處理，并對監測單元進行遠程維護和操作；可以通過接口應用與其它廠家的電能質量監測系統實現對接。主要由以下設備組成。
數據服務器：整個系統中存儲監測點監測數據和配置信息的數據中心，為主站系統中其它部分功能的實現提供數據交互支持，是電能質量監測系統的核心，要求特別高時可配置成主備用系統。監測主機的配置原則：考慮監測中心的海量數據以及告訴處理，配置雙2？60G冗余硬盤和雙通道2？12M內存，保證了數據的可靠性、高效性，配置高性能服務器，而非簡單的商用機，保證監測系統的長期運行。
通信服務器：為系統中主站和監測裝置進行數據交互提供通信支持，處理所有監測裝置上送的數據后存入數據服務器，同時處理并下發主站下行設置信息給監測裝置。
維護工作站：實現系統主站維護管理的平臺，運行管理分析軟件。維護工作站的數目可以擴充，且物理位置隨意。
Web服務器：為用戶提供數據查詢、分析等web服務的平臺，為不同身份的用戶設置不同的訪問權限和提供不同的數據瀏覽支持。
接口應用：與其它廠商的監測系統進行對接，實現信息即資源共享。
·變電站子系統結構
每個變電站子系統主要包括一定數量及型號的監測裝置和一臺通訊協議轉換器。轉換器型號根據變電站實際的通訊線路來決定。監測裝置之間通過485總線或以太網連接，監測裝置到通訊轉換器的最大通訊距離為1200米。每個變電站子系統只需要占用一條通訊線路或資源（如IP地址）。
·電能質量在線監測裝置
根據國標要求，監測裝置可對穩態電能質量（包括電網電壓偏差、頻率偏差、諧波、三項不平衡度、電壓波動和閃變）、暫態電能質量（包括電壓驟升驟降、電壓短時中斷）等各項參數實時在線監測。
在線監測裝置作為電能質量監測系統數據的提供源，采樣精度、采樣速度要求十分重要。具有512點/周波的采樣速度，暫態捕捉可達到最小20us的子周波瞬變；同時采用雙CPU和DPS高效處理器，保證測量精度。
監測裝置應具有多通訊口，且能并行工作，一是保證當前系統的可靠性，二也能為其它系統的數據交互提供可能。應采用工業級的Modem以及工業級的以太網口，盡量少的采用外置Modem以及用RS-485/RS-232轉成的虛擬以太口，這樣可以大大降低由于通訊鏈路環節的增多及數據通訊的瓶頸所帶來的性能上的損失。
監測裝置內置FLASH，可本地保存監測數據，穩態數據能夠保存2～6個月的記錄，暫態數據能夠保存總時長20～120分鐘的錄波數據，并預留容量升級接口。
·電能質量監測與分析系統軟件
主要功能：包括讀取電能質量監測裝置的電能質量數據，并可對監測裝置進行遠程維護和操作；將獲取的電能質量數據存放到數據庫中統一管理，查詢、分析和評估數據庫中的電能質量數據；能夠與其它廠商的電能質量監測系統實現對接。
軟件組成：包含數據庫服務軟件、通訊服務軟件、WEB服務軟件、管理分析軟件、接口軟件5個部分。5個部分獨立運行，既可運行于同一電腦上也可分別運行于不同電腦，彼此之間以網絡方式通訊。
分析軟件對除閃變外的所有穩態指標進行實時監控，實時模式每3秒鐘刷新一次；可實時顯示各次諧波的波形、頻譜圖、諧波功率頻譜圖，并可任意放大縮小圖形；可同時對多個變電站及多條線路進行監控，并即時對超限數據給出報警提示。
WEB服務器主要向用戶提供數據查詢、分析等服務，可使用戶方便的對供電線路的諧波、三相不平衡、電壓偏差、波動閃變、頻率、功率、暫態事件等監控數據進行查詢、分析和統計；查詢及分析結果可保存為Word、Excel等格式文件。可根據客戶的實際需要訂制報表。報表包括以下功能：報表分析、圖形分析、記錄查詢、暫態事件分析
結束語
通過電能質量監測系統的運行，對監測對象進行全局分析，及時分析和反映電網的電能質量水平，找出電網中影響電能質量的原因，對電能質量可能造成的危害及其影響范圍和程度，提出相應策略，采取相應的措施，對電網的安全、穩定、經濟運行具有重要意義。
（1）提供評估電力系統性能所需的信息，并可與其它電力系統相比較。
（2）對干擾源客戶進行監控，維護電力系統設備的正常運行。
（3）幫助電能質量敏感性客戶建立和維護100%可靠性供電。
關鍵詞：水電施工；巖體質量；分類；方法
中圖分類號：TV642 文獻標識碼：A
1.概述
水電施工中，工程項目的穩定性直接受到基礎質量好壞的影響，而巖體質量是決定工程項目基礎質量的關鍵。因此準確評價判斷巖體質量，并對其進行分類可以準確地反映出巖體的性能、影響度，而利用類型級別法可以直觀的體現巖體對工程項目穩定性的影響，工程設計人員也可以通過被量化的數據了解巖體質量，以此設計出符合實際需求的工程施工方案。因此水電施工中，巖體質量分級作為巖體工程地質評價工作的重點內容，對工程的整體施工影響深遠。通過質量分級，可以對復雜的地質現象進行簡化，并將其以物理模型的形式體現出來，從而便于后期依照工程特性對巖體進行力學模型的轉換。
評價巖體質量就是ρ姨褰行分類，是依照巖體質量的優劣對巖體劃分等級。目前已有的巖體分類方法多達數十種，有一般分類法、專門分類法，有定量分類法也有定性分類法，有單一分類法，也有綜合分類法。但是就目前使用較為廣泛的分析方法主要有定性分類、定量分類以及綜合分類。而隨著計算機技術應用普及程度的提高，新興了一種智能化分類方法，對巖體質量進行評價定位，本文著重介紹了幾種巖體質量智能化分類方法，并簡要敘述了其優勢、缺點。
2.智能化分類方法
隨著國際市場開放性越來越強，世界各地的科技文化交融性不斷增強，這種融合進一步推進了科學技術水平的提升。除此之外，各個領域學科之間在某一工程項目中的交叉也進一步促進了學科之間的融合，加之計算機技術的飛速發展，數學理論的進步，基于灰色系統理論以及模糊數學等一系列數學分類方法相繼發展起來，并構成了不斷完善的巖體質量智能化分類體系。
2.1 可拓物元分析
利用形式化工具對矛盾方法以及規律進行定性定量研究的方式即可拓學，該方式在巖體質量分析分類中可以通過建立質量評定模型對樣品的綜合質量水平通過多指標參數進行反映。從本質上分析，該方式是利用可拓集合理論，實現事物描述的定性與定量轉換，將定性描述轉換為定量描述。
2.2 分形描述
若巖體巖性相對較好，那么巖體力學性質會受到巖體結構的直接影響，除此之外巖石材料對巖體力學也具有一定影響，但影響略小于巖體結構的影響。所以，研究分析巖體中的裂隙、節理等不連續面，對于水電基礎施工意義重大。巖體結構面網絡的分維值比較全面地反映了巖體的工程地質性質，也可反映巖體質量的差異特征。可以通過結構面網絡的分維、結構面跡長和隙寬的分維來表征巖體的質量優劣，從而對巖體進行分類。
2.3 巖體質量的模糊分類
對巖體工程以及巖體質量進行評定本身就具有一定的模糊性，而巖體質量受到外界和內部的各類因素影響也相對復雜，影響因素之間也相互影響，因此在巖體質量分析中若采用定性法則不確定性和隨意性相對較大。由于巖體質量的表征數據會隨著條件的改變而改變，這種變化具有連續性，因此確定性分析給出的絕對評定往往會將質量、性質相近的巖體劃分到不同級別中。模糊聚類法則不同，其評定巖體質量時以某種程度上巖體屬于哪一類，對巖體進行動態分類，因而更符合真實情況。
2.4 灰色聚類分析
無論哪一種影響因素，都無法準確地評價出巖體質量，雖然這些因素對巖體分類有所影響，但由于受到影響因素較多，因而巖體特性會表現出各類不確定性。這種多樣化信息表現便屬于灰色系統。依照灰色因素可以對巖體質量進行分類，通過分析不同灰色因素及其之間關聯性，可以準確分析巖體質量特性，對其進行準確分類。但應當注意，分析巖體質量時應當找到灰色系統量度，并對巖體灰色系統進行關聯性分析，從而依照量度的不同對巖體進行分類。
2.5 神經網絡分類方法
對巖體質量分類造成影響的因素相對較多，有些因素為定量因素有些則為定性因素。由于影響因素種類繁雜，且不確定因素相對較多，因而很難采取統一的解析式將相關影響因素同分類結果之間的關系表現出來，因而這是一種典型的非線性關系。而神經網絡具有的映射功能便具有高度非線性，利用該種分類方法可以有效歸納影響巖體穩定因素，并將其記憶下來，克服了單一判斷指標的缺陷，令經驗決策更加的科學合理，由定性決策轉為定量決策?，F場實際應用中，只需要選取適當的樣本、參數，就可以得到相對較為準確的結果。并且一旦建立好模型后，可以在相關領域中快速便捷的應用，因而這種人工神經網絡系統在巖體分類中應用價值更大。
2.6 專家系統研究
專家系統在目前的工程地質勘察工作中發揮了巨大的作用，該系統集合了大量的專業知識以及專家的經驗，并以此為基礎利用計算機技術進行整合，將專家們在實踐中發現問題――判斷問題――解決問題的事實、規則總結下來。通過問答程序，讓用戶利用程序進行提問，由系統模擬人類專家解決問題，最后給出相應的解決方案。
這種方式在應用上更加的智能，并且隨著國際上對水電工程中巖體質量評價研究體系的完善，大量的經驗、成果被積累下來。因此若對巖體質量分析方法、知識理論進行總結，分為一般性知識和專家特殊知識、專家經驗，并歸總成為知識庫，利用計算機技術建立起專家系統，借助這一平臺成為對巖體質量分類研究中的通用模式。
結語
巖體分級研究作為新時期水電施工巖體研究的重要手段，融合了模糊數學理論和樹立統計理論，而并非單一的現象分析。雖然現有的方式都具有各自的優勢，但是仍舊存在一定弊端。巖體分級應當滿足簡單便捷的巖體分析要求，因此巖體分級研究還應當繼續予以完善。
參考文獻
