時間：2022-06-02 21:24:43
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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(zhì)量分析，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：LABVIEW；國家行業(yè)標準；電能質(zhì)量分析
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(fā)展、現(xiàn)代工業(yè)化水平的不斷提高，我國環(huán)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(chǎn)力水平的同時，要更加注重環(huán)境的保護，作為我國工業(yè)發(fā)展的基礎能源電能已經(jīng)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(yè)，例如計算機行業(yè)、微電子電能行業(yè)、信息技術產(chǎn)業(yè)等新興產(chǎn)業(yè)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(zhì)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(yè)而言電能的合理分配更是日常生產(chǎn)中的頭等大事。
一、電能質(zhì)量國家標準
在國家電力系統(tǒng)當中，因為電子的性質(zhì)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(jié)，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(zhì)量的下降。為了規(guī)范電能行業(yè)，國家特別出臺了有關如何管理和改善電能質(zhì)量的管理辦法，規(guī)定了國家標準和行業(yè)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(xiàn)了供電電壓偏差時，需要計量好運行的具體參數(shù)、持續(xù)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(zhì)量供電變電電壓偏差值參考表》規(guī)定的范圍內(nèi)（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(qū)需要低壓照明的用戶或者企業(yè)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(xù)的變化。即數(shù)學上相鄰的兩個積分區(qū)間內(nèi)的電壓上下浮動值，其中關于波動曲線內(nèi)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(chǎn)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(wěn)定，產(chǎn)生的光纖視覺上會有波動，根據(jù)在2002年12月我國頒布并實施了《有關電能質(zhì)量電壓波動范圍以及閃變的有關規(guī)定》規(guī)定了電壓波動范圍和閃變的最大限度參數(shù)。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(nèi)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(shù)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(shù)學公式分解以后得到正序的分量排列幅度值。根據(jù)國家標準《供電電能質(zhì)量三相電壓的不平衡范圍值》（GB/T 15590-19943）中的相關規(guī)定，日常民用的電力系統(tǒng)公共連接平臺的正常電壓范圍內(nèi)允許的不平衡值為2，五秒內(nèi)不允許超過4，關于公共電網(wǎng)簡諧波的交流非負載性，因為其能產(chǎn)生多種頻率范圍的簡諧波而導致電網(wǎng)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(wǎng)頻率的額定頻率有嚴格的限定標準，根據(jù)《電能質(zhì)量電力系統(tǒng)的頻率允許的偏差參考表》中規(guī)定：電力系統(tǒng)內(nèi)的偏差頻率范圍為0-0.2Hz，當系統(tǒng)內(nèi)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(fā)出來的一套運行于電力系統(tǒng)的儀器軟件。它是底層語言開發(fā)的一款圖形化編程軟件。與傳統(tǒng)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(nèi)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(jié)點構成。很容易的實現(xiàn)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(xiàn)所有的有關人操作的基本功能，隨著工業(yè)對于現(xiàn)代信息技術和網(wǎng)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(wǎng)絡節(jié)點的接口，可以很方便的建立工作需要的局域網(wǎng)，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(zhì)量分析和測量
根據(jù)國家的電能產(chǎn)業(yè)的有關規(guī)定提出的五項要求，是評價電能質(zhì)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(zhì)量分析系統(tǒng)主要依靠這三個標準進行檢測。由于電能開發(fā)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(fā)的軟件5112數(shù)據(jù)記錄卡中，卡上有兩種數(shù)據(jù)通道，一種是模擬信號觸發(fā)的接口，另一種是可以允許兩種數(shù)據(jù)接入的接口，模擬和數(shù)字均可以接入的接口，另外輔以一個輔助的傳輸數(shù)據(jù)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(shù)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(zhì)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(shù)組進行儲存，并且計算它的功效和功耗。并且要對連續(xù)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(fā)和生產(chǎn)需求，并且擁有高效的處理模式，大大的節(jié)約了開發(fā)者和研發(fā)人員的開發(fā)周期，節(jié)約了企業(yè)的生產(chǎn)成本，應用前景廣闊，為LABVIEW分析電能質(zhì)量開辟了一個很好的應用方向空間。
參考文獻：
電能質(zhì)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(chǎn)生了電能質(zhì)量問題，影響電能質(zhì)量的主要原因有以下幾種：1）頻率偏差。它是衡量電能質(zhì)量的一項重要指標。例如，頻率發(fā)生變化可以使異步電動機的轉(zhuǎn)速發(fā)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(tǒng)各個元件上流過時產(chǎn)生的電壓損失而引起的。對電動機而言，電壓降低會導致轉(zhuǎn)矩下降，電流增加使電動機線圈發(fā)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(wǎng)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(wǎng)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(chǎn)生與危害。油田和石化企業(yè)的工業(yè)設備功率大、數(shù)量多，為了節(jié)約電能和滿足工藝流程的控制要求，在生產(chǎn)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(chǎn)生了大量的諧波電流，通過電網(wǎng)在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生諧波電壓降，從而導致諧波的產(chǎn)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(zhì)量、繼電保護和自動裝置等都有影響。5）供電系統(tǒng)三相不平衡。供電系統(tǒng)的三相不平衡是由三相負荷不對稱造成的，如工業(yè)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(tǒng)三相不平衡不僅會降低電動機效率，減小有效轉(zhuǎn)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(yè)的經(jīng)濟效益。
2提高電能質(zhì)量方法
2.1電力系統(tǒng)頻率調(diào)整
電力系統(tǒng)的頻率變化主要是有功負荷發(fā)生變化而引起的。在油田、石化企業(yè)電力系統(tǒng)中導致頻率發(fā)生改變的主要是電力系統(tǒng)發(fā)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(nèi)切除部分負荷有效恢復電力系統(tǒng)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(zhí)行元件組成。當系統(tǒng)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(zhí)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(tǒng)的頻率恢復減負裝置將自動返回。
2.2電壓偏差調(diào)節(jié)
在油田、石化企業(yè)電力用戶的供配電系統(tǒng)中，供電線路長，變壓器數(shù)量多。電壓偏差調(diào)節(jié)應考慮從降低電力線路的電壓損失和調(diào)節(jié)變壓器的分接頭兩方面入手，合理減少系統(tǒng)阻抗，增大導線截面或電纜的截面積，減少系統(tǒng)的變壓級數(shù)，盡量保持系統(tǒng)三相平衡，設置無功補償裝置來降低系統(tǒng)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(qū)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(tǒng)阻抗，并加大系統(tǒng)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(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器和高通濾波器。單調(diào)諧濾波器用來濾除低頻單次諧波，雙調(diào)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(diào)諧濾波器，在大的容量裝置中可以選擇雙調(diào)諧濾波器。安裝有源電力諧波濾波器，它由靜態(tài)功率變送器構成，其主要功能是高次諧波電流的檢測、調(diào)節(jié)和控制，有良好的補償效果和通用性。它也是一種向電網(wǎng)注入補償諧波電流，以抵消負荷所產(chǎn)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(chǎn)生一個與振幅相等、相位相反電流iF，則與iL綜合后電流側(cè)的電流iS就變成正弦波。
2.5系統(tǒng)三相不平衡的解決方法
電力系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的電壓級別來提高系統(tǒng)承受不平衡負荷的能力。
3結論
關鍵詞：電能質(zhì)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(tǒng)在運用新興技術與產(chǎn)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(tǒng)非線性元器件在電力建設中廣泛應用，產(chǎn)生了許多不可控的客觀因素，嚴重影響電能質(zhì)量，比較突出的影響因素是是諧波干擾，電能質(zhì)量是電力企業(yè)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(zhì)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(shù)，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(xiàn)，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(chǎn)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(xiàn)實生產(chǎn)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(nèi)時，ωT（t）（截取的窗函數(shù)）的值就為1；當時間t>T時，ωT（t）（截取的窗函數(shù)）的值就為0，而有限長信號的表達式為：
Xm0=Xm×ωT（t）
經(jīng)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(shù)，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(shù)與否，直接影響到頻譜分析測量的精確度，當m取整數(shù)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(shù)時，傅利葉變換會有頻譜泄露的現(xiàn)象發(fā)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(shù)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(shù)，即信號的f不是F的整數(shù)倍時，會產(chǎn)生頻譜泄漏現(xiàn)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(shù)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(shù)倍出現(xiàn)；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(shù)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(yōu)化到最佳水平，但問題是會引發(fā)泄漏，并且阻帶衰減速度較慢。綜合分析各窗函數(shù)的優(yōu)缺點，現(xiàn)階段漢寧窗的運用比較廣泛，其綜合性能比較優(yōu)越，但具體使用過程中還要依據(jù)頻譜分析的實際需要，選擇合適的窗函數(shù)，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(shù)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?qū)ψ鑾p帶來積極效果，防止頻譜的泄露現(xiàn)象。在具體的計算當中，還必須考慮到誤差，引入校正系數(shù)。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(shù)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(jù)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(jīng)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(shù)時，即信號的f為F的整數(shù)倍時，可以防止頻譜泄漏的發(fā)生，而電能質(zhì)量分析儀合格時可以對整數(shù)倍的諧波做到精確有效的長度檢測，一旦m為非整數(shù)時，則超出了電能質(zhì)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(xiàn)（頻率）=1/T（周期），如果系統(tǒng)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)量分析儀的質(zhì)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(jù)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(shù)，并且取值h依次為2，3，4，……
一般頻譜泄漏的情況發(fā)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(shù)據(jù)分析時，由于信號的頻譜泄漏的區(qū)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。可以通過Matlab仿真方式，根據(jù)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(zhì)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(shù)倍（m取非整數(shù)），表示則頻譜信號發(fā)生了頻譜泄露現(xiàn)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(zhì)量的干擾因素分析是電力系統(tǒng)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(xiàn)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(tǒng)的改善。
參考文獻
[1]鄭恩讓，楊潤賢，高森，蔡維，等： 電能質(zhì)量分析儀諧波測量頻譜分析長度檢測.關于電力系統(tǒng)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(shù)，電力分析儀，電能質(zhì)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(yè)有限公司開發(fā)的高檔花園住宅小區(qū)，高品質(zhì)小區(qū)配設有人防、消防、監(jiān)控的智能化樓宇建筑，為確保小區(qū)智能樓宇安全供電，保證小區(qū)電能質(zhì)量，使小區(qū)智能樓宇設備安全有效運行，結合工程現(xiàn)狀，特作出分析探討。
電力作為一種廣泛使用的能源，對經(jīng)濟運行、提高產(chǎn)品質(zhì)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(wǎng)規(guī)模擴大，一方面電力電子技術的迅速發(fā)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(wǎng)中的電壓、電流波形發(fā)生畸變，造成電能質(zhì)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(xiàn)代化工業(yè)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(tǒng)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(shù)測量的發(fā)展及研究的意義
電力系統(tǒng)是一個復雜的網(wǎng)絡，包括發(fā)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(tǒng)安全、可靠地運行，需要對電力系統(tǒng)運行的各種參數(shù)進行實時、精確的測量，從而對系統(tǒng)內(nèi)運行的各種電氣設備進行監(jiān)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(chǎn)生的不良刺激的一些現(xiàn)象。研究表明：0.01Hz～30Hz的電壓波動對人眼視覺均產(chǎn)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(tǒng)組成部分的電力監(jiān)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(tǒng)，研制一種多功能的電力參數(shù)監(jiān)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(shù)、電能和頻率等重要的電力參數(shù)進行實時、高精度的測量，還應該具有數(shù)據(jù)統(tǒng)計、事件報警以及諧波分析功能。
3、電力系統(tǒng)監(jiān)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(huán)保潔凈的能源。電能是由電力系統(tǒng)提供的；由于電能有著不易存儲的特殊性質(zhì)，電力系統(tǒng)必須時刻保證功率平衡，即生產(chǎn)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(tǒng)，應該是以恒定的頻率（50Hz），按照具體標準規(guī)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(shù)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(shù)等派生變量；各最大最小值、需量、曲線等統(tǒng)計變量。根據(jù)這些變量，用戶可以明確當前的電能質(zhì)量，合理控制負荷，調(diào)峰錯谷；同時也可以實現(xiàn)對諧波源的定位，確保供電質(zhì)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(shù)倍”。由于諧波的頻率是基波頻率的整數(shù)倍數(shù)，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(wǎng)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(shù)中大于1的h次分量”。對諧波次數(shù)h的定義則為：“以諧波頻率和基波頻率之比表達的整數(shù)”。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(shù)”。
對電力系統(tǒng)參數(shù)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(wǎng)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(jīng)常由于非整周期采樣產(chǎn)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(diào)整窗函數(shù)的系數(shù)，獲得最佳的性能。
4、電力系統(tǒng)監(jiān)測裝置的發(fā)展動態(tài)
微電子技術和計算機技術的高速發(fā)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(guī)模、乃至超大規(guī)模集成電路等的采用，使電測儀表的使用壽命、準確度、穩(wěn)定度等技術指標均顯著改善。從對國內(nèi)外產(chǎn)品的分析中可以看到，目前電子式電參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)中對參數(shù)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(shù)據(jù)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(qū)別在于將前端的MCU換成DSP。DSP芯片通常擁有優(yōu)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(nèi)核的MCU結構。普通的DSP雖然運算性能優(yōu)秀，但是控制性能不佳，因此依然需要后端MCU。而現(xiàn)在出品的新型芯片，即DSP內(nèi)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(nèi)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(shù)有特別的要求，或者需要芯片內(nèi)沒有的參數(shù)，就必須自行在MCU內(nèi)進行運算。
關鍵詞：電能質(zhì)量；在線監(jiān)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(fā)展和工業(yè)規(guī)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(zhì)量的要求不斷提高。另一方面，供電系統(tǒng)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(tǒng)注入各種電磁干擾，嚴重影響著電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。因此，必須對電能質(zhì)量的進行監(jiān)測和分析，只有快速準確地檢測出電力系統(tǒng)中的電能質(zhì)量問題，并對其進行有效的分析，確定問題產(chǎn)生的原因和范圍，才能對其進行有效的控制和治理[2]。
根據(jù)我國電力部門的迫切需要，我們研發(fā)了基于FPGA的電能質(zhì)量監(jiān)測儀，并開發(fā)了配套的電能質(zhì)量監(jiān)測與分析管理軟件。該文主要闡述整個電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的結構及分析評估軟件的詳細設計與實現(xiàn)。
1系統(tǒng)設計
1.1系統(tǒng)整體設計
本項目目的是建立一個電能質(zhì)量監(jiān)測與分析系統(tǒng)，使得電能質(zhì)量監(jiān)管部門能夠?qū)崟r、連續(xù)地得到電網(wǎng)內(nèi)相應測點完整、可靠的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)。本電能質(zhì)量在線分析系統(tǒng)由監(jiān)測終端（下位機）、數(shù)據(jù)庫和分析管理軟件（上位機）三部分組成。
電能質(zhì)量監(jiān)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(zhì)量原始數(shù)據(jù)的高速采集和實時的數(shù)據(jù)處理分析，計算得到電能質(zhì)量各指標值，并保存到存儲設備中，供上位機隨時查詢。
數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 2005，它提供數(shù)據(jù)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(zhì)量數(shù)據(jù)的存取。
分析管理軟件實現(xiàn)了對測量點電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的綜合分析管理。一方面，通過網(wǎng)絡向監(jiān)測終端發(fā)送各種控制消息；另一方面，通過網(wǎng)絡將監(jiān)測終端中保存的電能質(zhì)量指標參數(shù)，存儲到數(shù)據(jù)庫中。然后以圖形、數(shù)據(jù)表等多種形式對電能質(zhì)量指標進行分析評估，并能根據(jù)國標和用戶的管理需求生成電能質(zhì)量報表。
此系統(tǒng)的目標就是建立起一套完整的集電能質(zhì)量高速采集、計算、存儲、分析及評估的系統(tǒng)，提供測量點的電能質(zhì)量的全面信息。該文完成的內(nèi)容是該項目中電能質(zhì)量分析管理軟件的設計與實現(xiàn)。
1.2各模塊設計
1.2.1實時顯示模塊
在與監(jiān)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(jiān)測終端相連的情況下，通過各種命令可以實現(xiàn)對監(jiān)測終端的控制，包括開始采集數(shù)據(jù)，停止采集數(shù)據(jù)，將已保存在監(jiān)測 終端中的數(shù)據(jù)同步到數(shù)據(jù)庫中，供需要時分析。另外，由于監(jiān)測終端不具備斷電后保存時間的功能，因此，在發(fā)送開始采集數(shù)據(jù)的命令的同時將系統(tǒng)時間發(fā)送至監(jiān)測終端，完成監(jiān)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(tǒng)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(shù)指標，系統(tǒng)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(zhì)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(tǒng)的另一個重要功能。軟件能夠生成所設定好時間范圍內(nèi)各測量指標超標情況的統(tǒng)計信息，包括最大值、最小值、平均值、總測量次數(shù)、超標次數(shù)、超標次數(shù)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(tǒng)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(tǒng)頻率允許偏差、三相電壓允許不平衡度、公用電網(wǎng)諧波等標準的設置，默認情況按現(xiàn)行國家標準執(zhí)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(xiàn)
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)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(xiàn)了原來需要復雜客戶端軟件才能實現(xiàn)的強大功能，其最大的優(yōu)點是運行和維護簡單方便，但是在瀏覽器上對大量數(shù)據(jù)進行深層次的分析、匯總等處理能力較弱[3]。
考慮到本系統(tǒng)需要對大量的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)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(yōu)缺點后，決定采用C/S模式進行設計，通過.Net平臺開發(fā)實現(xiàn)。在設計過程中采用MVC模式，把整個系統(tǒng)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(xiàn)一種動態(tài)的程式設計，使后續(xù)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(tǒng)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(xiàn)形式（視圖）方面有較大的區(qū)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(zhuǎn)換為B/S模式以方便系統(tǒng)的運行和維護。
數(shù)據(jù)模型（Model）用于封裝與應用程序的業(yè)務邏輯相關的數(shù)據(jù)以及對數(shù)據(jù)的處理方法。“模型”有對數(shù)據(jù)直接訪問的權力，例如對數(shù)據(jù)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(xiàn)時，主要通過ADO. NET技術來實現(xiàn)對存儲在數(shù)據(jù)庫中的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)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(xiàn)用戶與程序的交互，并將查詢分析結果以圖表的形式呈現(xiàn)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(zhì)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(tǒng)計報表，使用戶對電能質(zhì)量情況有較好的把握。
圖1電能質(zhì)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。“事件”包括用戶的行為和數(shù)據(jù)模型上的改變。控制器通過數(shù)據(jù)模型的相關接口獲取數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行整理、分析、計算、統(tǒng)計后提供給視圖，展示給用戶。
圖2是系統(tǒng)開發(fā)的三層結構圖
2結束語
該文著重描述了電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的整體設計及分析管理軟件在.NET平臺上的實現(xiàn)，具有電壓及電流的實時顯示、電能質(zhì)量各指標的圖形分析評估以及報表的生成等多種功能。經(jīng)過測試，系統(tǒng)運行良好，具有運行穩(wěn)定、界面友好等特點，對全面了解測點的電能質(zhì)量有極大的幫助。當然，對于電能質(zhì)量監(jiān)測，仍有許多工作要做。隨著測量數(shù)據(jù)的積累，如何保證系統(tǒng)穩(wěn)定快速地運行及對數(shù)據(jù)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(wǎng)的運行效率也有積極的意義。
參考文獻：
[1]全國電壓電流等級和頻率標準技術委員會.電壓電流頻率和電能質(zhì)量國家標準應用手冊[S].北京:中國電力出版社,2001.
[2]何韜.小波變換在電能質(zhì)量檢測分析中的應用研究[D].合肥:安徽大學,2007.
[3]楊敬偉,薛玉倩,劉振鵬.基于C/S與B/S混合模式的軟件體系結構[J].河北大學學報:自然科學版,2006(3).
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(yè)總體還落后于世界，您認為國內(nèi)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(yè)在高端測試測量儀器行業(yè)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(chǎn)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(yè)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(yè)家不僅要有遠見，而且要有雄厚的資本。
由于國內(nèi)企業(yè)普遍缺乏足夠的資金，因此很少投入基礎性的技術研發(fā)，且缺乏長遠的規(guī)劃和愿景目標，技術的積累幾乎來源于產(chǎn)品開發(fā)。用戶可能最關心儀器精度，開發(fā)者卻疏于噪聲、漂移、信號一致性等細節(jié)的重視。
由此可見，從思維層面來看，只要我們改變研發(fā)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(fā)用了10年，但只用了2年就開發(fā)出了能夠與跨國企業(yè)競爭的功率分析儀、功率計、電能質(zhì)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(chǎn)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(shù)（包括強電和弱電）測量與分析儀器（又分行業(yè)儀器與電子測量儀器），由于競爭越來越激烈，企業(yè)也會愈加注重產(chǎn)品質(zhì)量，因此電子產(chǎn)品制造企業(yè)離不開電磁兼容檢測儀器。由于國家對智能電網(wǎng)和節(jié)能減排的大投入，因此新的突破口將集中在智能電網(wǎng)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(huán)境監(jiān)測儀器，未來國產(chǎn)儀器必將進入十倍速的發(fā)展時代。
由于半導體技術的高速發(fā)展，致遠電子開發(fā)的功率分析儀、電能質(zhì)量分析儀、CAN總線分析儀等高端儀器，不僅具有非常優(yōu)異的性能比，而且因為產(chǎn)品系列更全，因此在細分市場表現(xiàn)了強勁的競爭力則是最好的證明。
在互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)相結合的大趨勢下，不僅需要用儀器留住用戶產(chǎn)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(yè)發(fā)展。比如，通過云端提供節(jié)能數(shù)據(jù)推送、節(jié)能服務與節(jié)能方案，顯然測量數(shù)據(jù)也是嫁接用戶與節(jié)能治理之間橋梁。云端所做的就是評估節(jié)能與經(jīng)濟效益之間關系，給用戶提供更加大眾化的數(shù)據(jù)，通過節(jié)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(fā)展。
垂直創(chuàng)新理念
記者：記得您提出過國產(chǎn)儀器研發(fā)的“垂直創(chuàng)新”理念，請您詳細闡釋一下這一理念的內(nèi)涵。
周立功：由于某些用戶不僅需要電能質(zhì)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(zhì)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(shù)測試儀，于是我們針對細分市場開發(fā)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(zhì)量分析儀硬件開發(fā)一個新的軟件就是電機經(jīng)濟運行綜合參數(shù)測試儀，只要替換數(shù)據(jù)記錄儀的模擬前端，開發(fā)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(fā)一個系統(tǒng)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(yè)在實施垂直創(chuàng)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(shù)本土企業(yè)缺乏平臺化的思想，甚至一個人身兼數(shù)職，能人至上，因此一旦能人流失勢必導致企業(yè)陷入絕境，這是問題之一。其次，由于很多企業(yè)未從根本上建立人才的選拔、培養(yǎng)和管理的制度，因此挖人永遠也無法挖來別人明天創(chuàng)新的技術。
企業(yè)發(fā)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(fā)經(jīng)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(jīng)理的頭等大事。因此致遠電子創(chuàng)業(yè)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(shù)，90%的開發(fā)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(yè)的發(fā)展，致遠電子結合需求建立了與績效無關的創(chuàng)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(fā)。
記者：創(chuàng)新的關鍵是人才，請問致遠電子是如何按照垂直創(chuàng)新理念構建自己的研發(fā)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(fā)管理十字訣，產(chǎn)品管理團隊的主要職責是挖掘用戶需求與市場調(diào)研，推進產(chǎn)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(xiàn)市場最大化，因此必須選拔具有多年研發(fā)經(jīng)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(fā)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(yè)的數(shù)字電路（包括高速數(shù)字信號的一致性）、高精度和高速模擬電路設計與調(diào)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(nèi)的工業(yè)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(chǎn)儀器企業(yè)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(fā)展，本土企業(yè)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(yè)只要甘于坐冷板凳靜下心來做研發(fā)，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(shù)同時測量，以及模板觸發(fā)與數(shù)字觸發(fā)，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(shù)據(jù)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(tài)與靜態(tài)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(zhàn)不殆。如今跨國測試測量儀器企業(yè)開始大踏步推出價格更貼進中國市場的新產(chǎn)品，您認為本土企業(yè)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(wěn)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(huán)境，只有通過細節(jié)創(chuàng)新，才能全面獲得競爭優(yōu)勢。顯然，只要我們注重細節(jié)善于向跨國企業(yè)學習，并彌補跨國企業(yè)儀器的不足和死區(qū)，在與跨國企業(yè)的全面競爭中，世界一定會因為我們而不同。
人們常說“細節(jié)決定品質(zhì)”，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(yōu)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(jīng)穩(wěn)定觸發(fā)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(fā)技術與創(chuàng)新的數(shù)字觸發(fā)系統(tǒng)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(chǎn)儀器企業(yè)在研發(fā)新產(chǎn)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(chǎn)高端儀器的發(fā)展，這是目前最大的瓶頸。不過，現(xiàn)在形勢已經(jīng)開始好轉(zhuǎn)，國產(chǎn)半導體企業(yè)正在崛起。比如，北京時代民芯就已經(jīng)有完全可以商用的高速A/D轉(zhuǎn)換器了，預計十年之內(nèi)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(chǎn)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(tǒng)；電壓暫降；實測統(tǒng)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(tǒng)中工頻電壓有效值突然下降至額定值的10%~90%，并在持續(xù)10ms~1min后恢復正常的電能質(zhì)量現(xiàn)象。電壓暫降大多由系統(tǒng)故障引起，對負荷的影響程度取決于電壓暫降幅值、持續(xù)時間、相位跳變、頻次等。因此，對電壓暫降進行評估成為現(xiàn)代電能質(zhì)量分析中的一項重要內(nèi)容。
2 電壓暫降評估方法
2.1 實測統(tǒng)計法
實測統(tǒng)計法是指選擇電力系統(tǒng)中的部分站點進行電能質(zhì)量實地監(jiān)測，通過統(tǒng)計分析所采集的數(shù)據(jù)來確定供電系統(tǒng)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(tǒng)中隨機選取的88個PCC點進行監(jiān)測，共產(chǎn)生100 000次擾動現(xiàn)象[1]。加拿大電力協(xié)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(zhì)量問題進行了監(jiān)測調(diào)研[2]。其中CEA的調(diào)研涉及到加拿大各行業(yè)550個監(jiān)測點；EPRI隨機選取227個監(jiān)測點進行監(jiān)測。文獻[3]分析電壓暫降對工業(yè)敏感設備，包括PC、PLC、CNC的影響，指出電壓暫降是工業(yè)生產(chǎn)中最嚴重的電能質(zhì)量擾動現(xiàn)象。
2.2 隨機估計法
隨著電網(wǎng)的進一步復雜化，實測統(tǒng)計法雖然能夠真實地反映監(jiān)測點的電能質(zhì)量狀況，但由于其監(jiān)測周期較長，且加上受到監(jiān)測手段、儀器等條件的限制，其監(jiān)測和統(tǒng)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(fā)，對系統(tǒng)電壓暫降擾動頻次做出估計。根據(jù)實現(xiàn)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(tǒng)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(shù)據(jù)，可對電壓暫降的一些重要特征量，如：電壓暫降幅值、持續(xù)時間及發(fā)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(tǒng)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(fā)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(shù)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(tǒng)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(nèi)設備故障率判定PCC點發(fā)生電壓暫降的頻次。文獻[8]給出了臨界距離的精確數(shù)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(yōu)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(yōu)缺點：臨界距離法評估精度高，但只適合輻射型網(wǎng)絡；故障點法適合任意網(wǎng)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(tǒng)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(jīng)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(tǒng)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(tǒng)計法可為隨機評估法提供樣本數(shù)據(jù)。因此，在實際應用中，應將實測統(tǒng)計法和隨機估計法有機的結合起來。
參考文獻
[1] Dorr D S．National Power Laboratory Power Quality Study Results Based on 600 Site-Months [C]．14th International Telecommunications Energy Conference，1992，10：378-383．
[2] Dorr D S，Hughes M B，Gruzs T M，et al．Interpreting Recent Power Quality Surveys to Define the Electrical Environment [J]．IEEE Transactions on Industry Applications，1997， 33(6)：1480-1487．
[3] Wagner V E，Andreshak A A，Staniak J P．Power Quality and Factory Automation [J]．IEEE Transactions on Industry Applications，1990，26(4)：620-626．
[4] Conrad L，Little K，Grigg C．Predicting and Preventing Problems Associated with Remote Fault Clearing Voltage Dips [J]．IEEE Transactions on Industry Applications，1991，27(1)： 167-172．
[5] Becker C，Jr W B，Carrick K，et al.Proposed Chapter 9 for Predicting Voltage Sags(Dips) in Revision to IEEE Std 493, the Gold Book [J].IEEE Transactions on Industry Applications，1994，30(3)：805-821.
[6] Bollen M H J.Fast Assessment Methods for Voltage Sags in Distribution Systems [J].IEEE Transactions on Industry Applications，1996，32(6)：1414-1423.
[7] Bollen M H J，Tayjasanant T，Yalcinkaya G.Assessment of the Number of Voltage Sags Experienced by a Large Industrial Customer [J].IEEE Transactions on Industry Applications，1997，33(6)：1465-1471.
【關鍵詞】分段開關；FTU；Flex；ActionScript；管理系統(tǒng)
0 引言
目前隨著配電網(wǎng)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?qū)崟r測量電流、電壓、功率等數(shù)據(jù)。但是當前多數(shù)分段開關FTU只是完成了故障區(qū)段隔離的功能，對分段開關FTU數(shù)據(jù)沒有能夠充分使用。如果能夠?qū)⒏鱂TU的信息進行有效的分析處理，依據(jù)FTU數(shù)據(jù)對配電網(wǎng)的運行狀況進行評估，就可以極大提高配電網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟性。
基于這種現(xiàn)狀，本文提出了基于分段開關FTU的配電線路運行管理系統(tǒng)的實現(xiàn)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(tǒng)進行構建，設計出滿足當前系統(tǒng)需要的內(nèi)部類庫，并根據(jù)需要設計了符合當前決策支持系統(tǒng)需求的數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)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(shù)據(jù)庫為SQL Service2005。系統(tǒng)主要功能包括數(shù)據(jù)維護模塊、電能質(zhì)量分析模塊、無功功率分析模塊、線路重構分析模塊、故障統(tǒng)計分析模塊。開發(fā)過程中使用Web的分層體系結構，增加了開發(fā)工作的方便性、提高了業(yè)務的處理效率。現(xiàn)場實際應用驗證了系統(tǒng)的正確性和實用性。
1 系統(tǒng)總體設計
1.1 系統(tǒng)整體架構
1.2 系統(tǒng)結構設計
根據(jù)上述系統(tǒng)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(tǒng)結構圖如圖2所示。
1.2.1 數(shù)據(jù)維護層
數(shù)據(jù)維護層主要完成分段開關數(shù)據(jù)的初始處理功能和業(yè)務數(shù)據(jù)管理功能。①數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊主要負責對終端開關設備數(shù)據(jù)進行采集、校驗。其中采集是將不同區(qū)段開關數(shù)據(jù)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(jù)實際配電網(wǎng)和配電自動化技術要求，采用每5分鐘上傳一次開關數(shù)據(jù)；校驗是在網(wǎng)絡拓撲圖的基礎上考察檢驗數(shù)據(jù)。②中心數(shù)據(jù)庫模塊，對系統(tǒng)所需部分設備數(shù)據(jù)、開關數(shù)據(jù)、線路數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)、線路重構數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)進行管理。中心數(shù)據(jù)庫使用的Sql Service2005數(shù)據(jù)庫靠自帶數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)安全保證。③召測接口，負責數(shù)據(jù)分析模塊與數(shù)據(jù)維護、設備數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)通訊功能，使數(shù)據(jù)分析模塊更獨立于數(shù)據(jù)維護，易于后期集成開發(fā)。
1.2.2 數(shù)據(jù)分析層
數(shù)據(jù)分析層（中間層）是整個配電線路運行管理系統(tǒng)的核心，也是上下兩層的紐帶。它負責建立實際的數(shù)據(jù)庫連接，根據(jù)客戶的請求，執(zhí)行相應的存儲過程查詢數(shù)據(jù)庫進行指標統(tǒng)計和數(shù)據(jù)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(yè)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(zhì)量分析、無功功率分析、線路重構分析和故障統(tǒng)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(zhì)量分析模塊提供了全面的電網(wǎng)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(zhì)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(tǒng)計了監(jiān)測區(qū)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(wǎng)中無功負荷的分布情況，確定了包括進行無功補償?shù)姆绞健⑦x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(shù)等相關信息，并生成合理的補償方案；無功缺額統(tǒng)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(tǒng)計，對整個網(wǎng)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(xiàn)有網(wǎng)架結構進行綜合分析，找到薄弱環(huán)節(jié)，為重構提供依據(jù)；重構方案生成功能針對找到的薄弱環(huán)節(jié)，依據(jù)實際負荷情況，提出線路開關調(diào)整方案，并進行校核。④故障統(tǒng)計分析模塊中，分別統(tǒng)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(jù)。
由于配電網(wǎng)中信息量巨大，關系復雜且變更頻繁，數(shù)據(jù)庫的設計一直是工作中的一個重點，也是難點。依據(jù)實際需要，采用新的“阻抗可變支路”模型，把配電網(wǎng)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(wǎng)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(shù)據(jù)分析結果的查詢和統(tǒng)計，并將分析結果進行網(wǎng)頁，可實現(xiàn)報表化和圖形化的結果輸出。這一層還提供了分析參數(shù)設置與修改功能，客戶可以根據(jù)具體情況和實際需要，設置不同的分析指標參數(shù)，比如配變負載率過大參數(shù)、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(fā)，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(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計分析功能，而不是信息數(shù)據(jù)的處理，所以做到了客戶端的免維護，開發(fā)人員只需在服務器上維護其網(wǎng)頁腳本等即可。
2 系統(tǒng)實現(xiàn)
根據(jù)系統(tǒng)的具體設計需要，當前的主流技術以及開發(fā)團隊的實際情況，本系統(tǒng)各部分主要應用以下技術進行設計。
2.1 數(shù)據(jù)維護層實現(xiàn)
為完成數(shù)據(jù)維護層實時性所要求的工作，必須有高效的數(shù)據(jù)庫操作技術。數(shù)據(jù)維護層中的功能通過商用數(shù)據(jù)庫SQL的存儲過程來實現(xiàn)的，具有軟件開發(fā)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(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)計，并且把統(tǒng)計指標參數(shù)做成通用接口與用戶界面層進行交互，這種實現(xiàn)方式既靈活多變又安全可靠。
2.2 數(shù)據(jù)分析層實現(xiàn)
數(shù)據(jù)分析是整個系統(tǒng)業(yè)務處理的基礎和核心，它與數(shù)據(jù)庫和前臺界面之間都有著頻繁通信和數(shù)據(jù)交互，其數(shù)據(jù)的處理速度及精度也就顯得格外的重要，因此本系統(tǒng)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(diào)用，F(xiàn)lex數(shù)據(jù)服務和實時數(shù)據(jù)的使用技術。采用FluorineFx技術使得在系統(tǒng)開發(fā)過程中不必考慮Flex前臺和.NET服務器之間的通訊細節(jié)，大大提高了開發(fā)效率。
2.3 界面實現(xiàn)
由于Flex、Actionscript技術在繪制報表和圖形方面擁有顯著的優(yōu)勢，同時前臺界面在與服務器進行網(wǎng)絡通信時，有大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)的交換，因此前臺界面采用Flex+Actionscript技術實現(xiàn)，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(shù)據(jù)與服務，各應用程序通過網(wǎng)絡協(xié)議和規(guī)定的一些標準數(shù)據(jù)格式（Http，XML，Soap）來訪問Web Service，通過Web Service內(nèi)部執(zhí)行得到所需結果，Web Service可以執(zhí)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(fā)現(xiàn)并調(diào)用它部署的服務。
2.4 數(shù)據(jù)庫建模
合理的數(shù)據(jù)庫設計是系統(tǒng)整體功能得到實現(xiàn)的基礎，根據(jù)系統(tǒng)整體分析、決策流程，可以將本系統(tǒng)的業(yè)務流程描述如下：首先是選擇電力線路，然后根據(jù)已經(jīng)選擇的線路獲取該線路監(jiān)測設備所對應的決策支持分析信息，最后根據(jù)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(tǒng)的最重要的數(shù)據(jù)庫表為：設備信息表、設備狀態(tài)表、電能質(zhì)量表、開關信息表、線路信息表。現(xiàn)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(jīng)度，緯度，A側(cè)名稱，B側(cè)名稱，聯(lián)系人，聯(lián)系方式，聯(lián)系人身份證號碼，聯(lián)系人手機號碼，單位地址，聯(lián)系地址，設備出廠編號，設備登記時間，是否經(jīng)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(tài)表：通訊編號，最后一次通訊時間，在線狀態(tài)，開關狀態(tài)，閉鎖狀態(tài)，A側(cè)電源信息，B側(cè)電源信息。電能質(zhì)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(jiān)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(shù)，線路狀態(tài)（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(xiàn)場應用情況
基于分段開關FTU的配電線路運行管理系統(tǒng)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(tǒng)采用本文所述的技術，對各個FTU數(shù)據(jù)進行統(tǒng)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(jīng)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(jié)約用電消耗。目前，供電企業(yè)在著手建O電力營銷體系，不斷拓寬電力營銷的覆蓋面，業(yè)務范圍也有了顯著的托轉(zhuǎn)，包括電費抄表核算、用電業(yè)務變更、電能計量管理、用電環(huán)境監(jiān)測、營銷稽查等。其中，營銷稽查是目前在反竊電工作中經(jīng)常采用的方法，在線監(jiān)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(tǒng)在反竊工作的應用現(xiàn)狀
營銷檢查系統(tǒng)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(zhì)量；另一方面，實現(xiàn)營銷風險分析和管控集成化，能夠在最短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)并做出響應，便于集中制定風險防范措施。近年來，供電企業(yè)先后上線了推出了供電費、檢查專業(yè)使用的 MIS 系統(tǒng)。隨后SG186 系統(tǒng)的建設，將原有各項功能逐步集成到 SG186 系統(tǒng)之中，功能性得到顯著加強。供電企業(yè)于2008 年開始將 SG186系統(tǒng)引入到供電企業(yè)營銷檢查工作中，之前使用的各個系統(tǒng)正式停用。 為盡快治理稽查過程中發(fā)現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)，提高電力營銷整體水平，國家電網(wǎng)公司稽查監(jiān)控系統(tǒng) 2012 年正式上線，該系統(tǒng)依靠 SG186 營銷業(yè)務體系對各類營銷數(shù)據(jù)信息進行集約、展開監(jiān)控管理及偏差管理，為電力企業(yè)提升營銷策略提供了良好的技術環(huán)境。
二、營銷檢查系統(tǒng)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(nèi)容。供電企業(yè)根據(jù)電能表抄錄數(shù)據(jù)向用電單位收取一定的電費，構成供電企業(yè)的資金周轉(zhuǎn)來源，是維護公司經(jīng)濟效益中的關鍵環(huán)節(jié)。因此，如果在抄表環(huán)節(jié)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(yè)資金周轉(zhuǎn)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(fā)現(xiàn)問題并進行整改。然而，從抄表工作現(xiàn)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(fā)一項稽查監(jiān)控系統(tǒng)，針對稽查監(jiān)控系統(tǒng)是否需要開發(fā)此類的功能模塊，作者進行了廣泛的調(diào)研。結果發(fā)現(xiàn)目前供電企業(yè)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(qū)統(tǒng)一采集數(shù)據(jù)進行抄表，利用現(xiàn)代通訊技術實現(xiàn)集中抄表，但由于設備故障率相對較高導致數(shù)據(jù)采集的成功率低下，并且在地理位置偏遠的地區(qū)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(fā)展。目前，國內(nèi)供電企業(yè)采取的抄表工作形式存在以下的問題：
1、小區(qū)抄表難度增大。大部分供電企業(yè)采取的抄表方式仍然沿用了傳統(tǒng)人工抄表模式，然而新建小區(qū)一般都安裝了小區(qū)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(nèi)被人打擾，導致了供電企業(yè)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(qū)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(jīng)常維護，導致采集失敗問題屢有發(fā)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(yè)售電量的分析功能的缺陷
在當前稽查監(jiān)控系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)計，當前銷售電價按用戶性質(zhì)和負荷特性分類，主要分為居民電價、大工業(yè)電價、一般工商業(yè)電價和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)電價等。
通過行業(yè)售電量的分析，可以幫助供電企業(yè)更好地了解用電單位在一段時間內(nèi)的電量使用情況，對其是否存在違規(guī)用電、竊電行為進行排查，使得供電企業(yè)的售電管理更具有針對性，促進電力企業(yè)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(yè)營銷成果的四個重要指標，決定著電力企業(yè)營銷經(jīng)營成果管控水平的高低，因此在稽查監(jiān)控系統(tǒng)中應更全面體現(xiàn)這四項指標的數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)“利率執(zhí)行異常”和“分時電價執(zhí)行異常”兩個主題存在異常的現(xiàn)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(tǒng)在反竊電工作中效果的策略
（一）完善營銷稽查系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)功能的升級
通過收集營銷稽查監(jiān)控系統(tǒng)的功能應用問題，研討解決方案，不斷完善系統(tǒng)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(tǒng)平臺。根據(jù)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(jiān)控系統(tǒng)和電能采集系統(tǒng)的聯(lián)系，進一步挖掘營銷三大系統(tǒng)的應用潛力。二是深入分析未被校驗規(guī)則校驗出的營銷異常問題的產(chǎn)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(jiān)控系統(tǒng)，從而杜絕人為異常問題和風險的發(fā)生。
（二）對重點區(qū)域加強營銷稽查監(jiān)察力度
在進行用電監(jiān)察的過程中，對于一些用電量與電表數(shù)額不等的居民區(qū)，營銷稽查人員應作為重點監(jiān)察目標。加大營銷稽查的時間，不放過任何的細節(jié)，對竊電現(xiàn)象進行防范。用電監(jiān)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(qū)域加強監(jiān)察力度，才能夠及時的發(fā)現(xiàn)竊電現(xiàn)象，保障居民的安全用電。
（三）開展營銷抄表質(zhì)量分析
傳統(tǒng)的電能表使得居民“竊電”時不容易被用電監(jiān)察人員發(fā)現(xiàn)，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?qū)崿F(xiàn)電表數(shù)據(jù)的共享，避免了人工抄表的麻煩與不準確，也使用電監(jiān)察人員能夠直接通過數(shù)據(jù)分析出不同區(qū)域的居民用電情況，發(fā)現(xiàn)有“竊電”現(xiàn)象的區(qū)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(xiàn)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(jīng)濟損失。增加營銷抄表質(zhì)量分析模塊后，可以通過稽查監(jiān)控系統(tǒng)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(yè)抄表質(zhì)量。新抄表質(zhì)量抽查是對同樣的抄表段利用稽查監(jiān)控系統(tǒng)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(qū)線損明顯下降，真正做到了對抄表質(zhì)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(zhì)量分析以及電力信息采集系統(tǒng)相聯(lián)系等方案，并驗證了其可行性。為更好的發(fā)揮營銷稽查監(jiān)控系統(tǒng)的作用，今后的研究工作可以從以下幾方面展開：1、稽查監(jiān)控系統(tǒng)的深化應用應隨著當前電力企業(yè)的相關工作開展繼續(xù)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(guī)則的研究。2、稽查監(jiān)控系統(tǒng)應在更智能的分析異常數(shù)據(jù)進一步深化，從而在線損工作中由當前月線損事后監(jiān)控改為日線損實時監(jiān)控。3、通過與電力用戶用電信息采集系統(tǒng)建立的聯(lián)系，下一步可將三套系統(tǒng)可利用的數(shù)據(jù)結合起來，形成對異常數(shù)據(jù)的綜合分析，即在采集系統(tǒng)與SG186系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行聯(lián)合分析制定新的主題。
關鍵詞：虛擬儀器 同步數(shù)據(jù)采集 電能質(zhì)量
1 概述
隨著電力電子技術的應用與發(fā)展，電力系統(tǒng)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(yè)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(wǎng)電流、電壓波形發(fā)生畸變，造成電網(wǎng)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(chǎn)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(zhì)量問題。電能質(zhì)量研究的主要內(nèi)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(tài)過電壓、波形畸變（諧波）、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續(xù)性等。電能質(zhì)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(wǎng)自身的安全經(jīng)濟運行。而另一方面，各種復雜的、精密的、對電能質(zhì)量敏感的用電設備不斷普及，對電能質(zhì)量及可靠性的要求越來越高。無論從電網(wǎng)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(zhì)量的監(jiān)測都是非常必要的。
本課題的主要研究目的就是開發(fā)出能夠適合中小型企業(yè)安裝使用的在線式供電電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有較好的適用性和全面的功能，可在線實時監(jiān)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(wǎng)絡遠傳通訊功能的優(yōu)點。通過該系統(tǒng)，一方面電力供電企業(yè)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(yè)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(wǎng)絡的穩(wěn)定、高效運行。
2 系統(tǒng)結構
電能質(zhì)量分析及及其監(jiān)測是一個復雜的系統(tǒng)工程，涉及到電力系統(tǒng)、自動控制、現(xiàn)代通信等多個方面。本課題結合供電系統(tǒng)既有的電能質(zhì)量測試分析方法、測試裝備進行了開發(fā)，設計方案以工業(yè)控制計算機為核心，利用通訊總線和分布式監(jiān)測采集單元。配有高性能數(shù)據(jù)采集卡，實現(xiàn)快速、在線、準確測量各項電力參數(shù)；利用LabVIEW軟件強大的虛擬儀器設計能力，結合合理的數(shù)字信號處理算法，實時分析供電系統(tǒng)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(zhì)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(tǒng)的結構如圖1所示。
3 工作原理及實現(xiàn)
3.1 信號測量及調(diào)理電路 為了配合現(xiàn)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(jīng)接口轉(zhuǎn)換電路模塊統(tǒng)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(shù)據(jù)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(qū)和良好的動態(tài)響應，在電壓、電流出現(xiàn)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(jīng)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(tǒng)噪聲，消除接地回路的干擾。
3.2 數(shù)據(jù)采集卡 數(shù)據(jù)采集卡是實現(xiàn)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(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，隨后通過數(shù)據(jù)總線送至計算機。考慮到電能質(zhì)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(chǎn)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(jù)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(zhuǎn)換器的分辨率能夠盡可能的大，增加測量的精度。在電能質(zhì)量國家標準中規(guī)定諧波測量儀器的頻率測量范圍是0～2500Hz，根據(jù)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(zhì)量在線監(jiān)測的要求。
3.3 工業(yè)控制計算機 工業(yè)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(huán)境下連續(xù)長時間工作。相比DSP、單片機等構成的系統(tǒng)，工控機具有計算能力強、存儲容量大，便于實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡通信等優(yōu)點。考慮到數(shù)據(jù)采集設備通常運行在工業(yè)現(xiàn)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(yè)計算機作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件運行的計算機平臺。
3.4 虛擬儀器設計 系統(tǒng)軟件利用LabVIEW虛擬儀器技術開發(fā)。在軟件開發(fā)過程中采用了模塊化和多線程的開發(fā)設計方法。系統(tǒng)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(shù)據(jù)采集與存儲、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)字信號，然后顯示出波形和頻譜，存儲并輸出數(shù)據(jù)文件，在每路通道設計有校正放大環(huán)節(jié)，通過軟件調(diào)節(jié)通道線性標定值來實現(xiàn)，使之在輸入信號相同的情況下，各通道最終的測量數(shù)據(jù)也相同。AD 轉(zhuǎn)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(xù)數(shù)據(jù)采集時不會丟失數(shù)據(jù)。采用FIFO的結構可以不必在每次AD轉(zhuǎn)換結束后馬上將數(shù)據(jù)取走，而是將數(shù)據(jù)緩存在FIFO存儲器內(nèi)，等若干次采樣結束后再將所有轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)一次性讀走，大大提高軟件執(zhí)行的速度，也極大地方便了程序的編寫。
數(shù)據(jù)庫及通信模塊負責存儲、使用、管理數(shù)據(jù)和進行通訊數(shù)據(jù)交換。諧波分析、負序分析、電壓閃變、功率分析等模塊依據(jù)電能質(zhì)量參數(shù)測量的相關公式和原理，利用數(shù)字信號處理算法，完成整個電能質(zhì)量的監(jiān)測。波形記錄、查詢報表模塊用于對測量和分析數(shù)據(jù)結果的直觀顯示和匯總報表功能。而電能質(zhì)量綜合評價模塊可以根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行綜合評定，給出當前具體的電能質(zhì)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(zhì)量問題進行研究，系統(tǒng)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(fā)周期短，具有優(yōu)異的工作性能。現(xiàn)場測試和用戶使用情況表明，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，功能完備，設計已經(jīng)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：
[1]楊淑英.電能質(zhì)量監(jiān)測裝置研究[J].電力系統(tǒng)及其自動化學報.2004(02)
[2]王賓，潘貞存，宋潔.基于低壓用戶側(cè)的電能質(zhì)量監(jiān)測研究[J].電力系統(tǒng)及其自動化學報.2004(01)
[3]張濤，程志友，梁棟，王年.電能質(zhì)量模糊綜合評估方法研究[J].中國儀器儀表.2009(01)
[4]陳國磊，舒雙寶，季振山.電能質(zhì)量監(jiān)測高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)保護與控制.2009(03)
前言
目前，電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測主要是利用便攜式電能質(zhì)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(fā)現(xiàn)問題的幾率小，部分安裝了電能質(zhì)量監(jiān)測設備的變電站，由于沒有建立電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)，不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳和數(shù)據(jù)保存，導致其功效低，以上監(jiān)測方式其局限性主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1、實時性不強：由于監(jiān)測手段落后，監(jiān)測點分散，不能及時獲得各監(jiān)測數(shù)據(jù)；2、工作量大：需要花費大量的人力物力去收集的數(shù)據(jù)進行大量的統(tǒng)計分析；3、效率低：由于缺乏系統(tǒng)的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，從發(fā)現(xiàn)電能質(zhì)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(zhì)量監(jiān)督管理體系。
為此開展全網(wǎng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用及研究、實現(xiàn)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)測及管理是取得一手數(shù)據(jù)，為電能質(zhì)量綜合治理提供可靠保障的基礎。
信息技術在電能質(zhì)量監(jiān)測與分析中的應用
電能質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)一般由三部分組成：電能質(zhì)量監(jiān)測裝置、通信網(wǎng)絡、電能質(zhì)量監(jiān)測中心。根據(jù)電能質(zhì)量監(jiān)測點布點范圍，電能質(zhì)量監(jiān)測與分析系統(tǒng)的建設目標是建立一個覆蓋全地區(qū)的二級電能質(zhì)量監(jiān)測分析網(wǎng)絡。第一級是監(jiān)測終端（包括電網(wǎng)所有變電站以及大用戶等），依靠就地安裝的在線式電能質(zhì)量監(jiān)測儀對監(jiān)測點電能質(zhì)量的連續(xù)不間斷測量；第二級是電能質(zhì)量監(jiān)測中心即公司級主站（電能質(zhì)量監(jiān)控中心），由通信服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、數(shù)據(jù)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(qū)電網(wǎng)電能質(zhì)量的綜合統(tǒng)計、分析、查詢。電能質(zhì)量數(shù)據(jù)來源于第一級，通過數(shù)據(jù)通訊層自動完成采集數(shù)據(jù)的上傳。
在網(wǎng)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(wǎng)連接。整個系統(tǒng)是一個樹型結構，其網(wǎng)絡分布如圖1。
·監(jiān)測系統(tǒng)簡述
電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了電能質(zhì)量指標的全面監(jiān)測和統(tǒng)一管理，具有良好的可靠性、實用性、可擴展性和兼容性，其規(guī)模可根據(jù)需要任意擴展。
監(jiān)測系統(tǒng)由監(jiān)測中心主站和變電站子系統(tǒng)兩大部分組成，監(jiān)測主站與當?shù)乇O(jiān)測單元相連，實現(xiàn)分散監(jiān)測，分級集中管理功能，其結構見圖1。
·監(jiān)測中心主站結構
監(jiān)測中心負責對監(jiān)測單元的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行集中處理，并對監(jiān)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(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)對接。主要由以下設備組成。
數(shù)據(jù)服務器：整個系統(tǒng)中存儲監(jiān)測點監(jiān)測數(shù)據(jù)和配置信息的數(shù)據(jù)中心，為主站系統(tǒng)中其它部分功能的實現(xiàn)提供數(shù)據(jù)交互支持，是電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的核心，要求特別高時可配置成主備用系統(tǒng)。監(jiān)測主機的配置原則：考慮監(jiān)測中心的海量數(shù)據(jù)以及告訴處理，配置雙2？60G冗余硬盤和雙通道2？12M內(nèi)存，保證了數(shù)據(jù)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(jiān)測系統(tǒng)的長期運行。
通信服務器：為系統(tǒng)中主站和監(jiān)測裝置進行數(shù)據(jù)交互提供通信支持，處理所有監(jiān)測裝置上送的數(shù)據(jù)后存入數(shù)據(jù)服務器，同時處理并下發(fā)主站下行設置信息給監(jiān)測裝置。
維護工作站：實現(xiàn)系統(tǒng)主站維護管理的平臺，運行管理分析軟件。維護工作站的數(shù)目可以擴充，且物理位置隨意。
Web服務器：為用戶提供數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)瀏覽支持。
接口應用：與其它廠商的監(jiān)測系統(tǒng)進行對接，實現(xiàn)信息即資源共享。
·變電站子系統(tǒng)結構
每個變電站子系統(tǒng)主要包括一定數(shù)量及型號的監(jiān)測裝置和一臺通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器型號根據(jù)變電站實際的通訊線路來決定。監(jiān)測裝置之間通過485總線或以太網(wǎng)連接，監(jiān)測裝置到通訊轉(zhuǎn)換器的最大通訊距離為1200米。每個變電站子系統(tǒng)只需要占用一條通訊線路或資源（如IP地址）。
·電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置
根據(jù)國標要求，監(jiān)測裝置可對穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量（包括電網(wǎng)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(tài)電能質(zhì)量（包括電壓驟升驟降、電壓短時中斷）等各項參數(shù)實時在線監(jiān)測。
在線監(jiān)測裝置作為電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)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(tài)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(jiān)測裝置應具有多通訊口，且能并行工作，一是保證當前系統(tǒng)的可靠性，二也能為其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互提供可能。應采用工業(yè)級的Modem以及工業(yè)級的以太網(wǎng)口，盡量少的采用外置Modem以及用RS-485/RS-232轉(zhuǎn)成的虛擬以太口，這樣可以大大降低由于通訊鏈路環(huán)節(jié)的增多及數(shù)據(jù)通訊的瓶頸所帶來的性能上的損失。
監(jiān)測裝置內(nèi)置FLASH，可本地保存監(jiān)測數(shù)據(jù)，穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)能夠保存2～6個月的記錄，暫態(tài)數(shù)據(jù)能夠保存總時長20～120分鐘的錄波數(shù)據(jù)，并預留容量升級接口。
·電能質(zhì)量監(jiān)測與分析系統(tǒng)軟件
主要功能：包括讀取電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，并可對監(jiān)測裝置進行遠程維護和操作；將獲取的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)庫中統(tǒng)一管理，查詢、分析和評估數(shù)據(jù)庫中的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)；能夠與其它廠商的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)對接。
軟件組成：包含數(shù)據(jù)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(wǎng)絡方式通訊。
分析軟件對除閃變外的所有穩(wěn)態(tài)指標進行實時監(jiān)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(jiān)控，并即時對超限數(shù)據(jù)給出報警提示。
WEB服務器主要向用戶提供數(shù)據(jù)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(tài)事件等監(jiān)控數(shù)據(jù)進行查詢、分析和統(tǒng)計；查詢及分析結果可保存為Word、Excel等格式文件。可根據(jù)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(tài)事件分析
結束語
通過電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的運行，對監(jiān)測對象進行全局分析，及時分析和反映電網(wǎng)的電能質(zhì)量水平，找出電網(wǎng)中影響電能質(zhì)量的原因，對電能質(zhì)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(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行具有重要意義。
（1）提供評估電力系統(tǒng)性能所需的信息，并可與其它電力系統(tǒng)相比較。
（2）對干擾源客戶進行監(jiān)控，維護電力系統(tǒng)設備的正常運行。
（3）幫助電能質(zhì)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(zhì)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(wěn)定性直接受到基礎質(zhì)量好壞的影響，而巖體質(zhì)量是決定工程項目基礎質(zhì)量的關鍵。因此準確評價判斷巖體質(zhì)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(xiàn)巖體對工程項目穩(wěn)定性的影響，工程設計人員也可以通過被量化的數(shù)據(jù)了解巖體質(zhì)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(zhì)量分級作為巖體工程地質(zhì)評價工作的重點內(nèi)容，對工程的整體施工影響深遠。通過質(zhì)量分級，可以對復雜的地質(zhì)現(xiàn)象進行簡化，并將其以物理模型的形式體現(xiàn)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(zhuǎn)換。
評價巖體質(zhì)量就是ρ姨褰行分類，是依照巖體質(zhì)量的優(yōu)劣對巖體劃分等級。目前已有的巖體分類方法多達數(shù)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(zhì)量進行評價定位，本文著重介紹了幾種巖體質(zhì)量智能化分類方法，并簡要敘述了其優(yōu)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?qū)W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(fā)展，數(shù)學理論的進步，基于灰色系統(tǒng)理論以及模糊數(shù)學等一系列數(shù)學分類方法相繼發(fā)展起來，并構成了不斷完善的巖體質(zhì)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(guī)律進行定性定量研究的方式即可拓學，該方式在巖體質(zhì)量分析分類中可以通過建立質(zhì)量評定模型對樣品的綜合質(zhì)量水平通過多指標參數(shù)進行反映。從本質(zhì)上分析，該方式是利用可拓集合理論，實現(xiàn)事物描述的定性與定量轉(zhuǎn)換，將定性描述轉(zhuǎn)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(zhì)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(jié)理等不連續(xù)面，對于水電基礎施工意義重大。巖體結構面網(wǎng)絡的分維值比較全面地反映了巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)，也可反映巖體質(zhì)量的差異特征。可以通過結構面網(wǎng)絡的分維、結構面跡長和隙寬的分維來表征巖體的質(zhì)量優(yōu)劣，從而對巖體進行分類。
2.3 巖體質(zhì)量的模糊分類
對巖體工程以及巖體質(zhì)量進行評定本身就具有一定的模糊性，而巖體質(zhì)量受到外界和內(nèi)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(zhì)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(zhì)量的表征數(shù)據(jù)會隨著條件的改變而改變，這種變化具有連續(xù)性，因此確定性分析給出的絕對評定往往會將質(zhì)量、性質(zhì)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(zhì)量時以某種程度上巖體屬于哪一類，對巖體進行動態(tài)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(zhì)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(xiàn)出各類不確定性。這種多樣化信息表現(xiàn)便屬于灰色系統(tǒng)。依照灰色因素可以對巖體質(zhì)量進行分類，通過分析不同灰色因素及其之間關聯(lián)性，可以準確分析巖體質(zhì)量特性，對其進行準確分類。但應當注意，分析巖體質(zhì)量時應當找到灰色系統(tǒng)量度，并對巖體灰色系統(tǒng)進行關聯(lián)性分析，從而依照量度的不同對巖體進行分類。
2.5 神經(jīng)網(wǎng)絡分類方法
對巖體質(zhì)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(tǒng)一的解析式將相關影響因素同分類結果之間的關系表現(xiàn)出來，因而這是一種典型的非線性關系。而神經(jīng)網(wǎng)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(wěn)定因素，并將其記憶下來，克服了單一判斷指標的缺陷，令經(jīng)驗決策更加的科學合理，由定性決策轉(zhuǎn)為定量決策。現(xiàn)場實際應用中，只需要選取適當?shù)臉颖尽?shù)，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(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)在巖體分類中應用價值更大。
2.6 專家系統(tǒng)研究
專家系統(tǒng)在目前的工程地質(zhì)勘察工作中發(fā)揮了巨大的作用，該系統(tǒng)集合了大量的專業(yè)知識以及專家的經(jīng)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(fā)現(xiàn)問題――判斷問題――解決問題的事實、規(guī)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(tǒng)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(zhì)量評價研究體系的完善，大量的經(jīng)驗、成果被積累下來。因此若對巖體質(zhì)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(jīng)驗，并歸總成為知識庫，利用計算機技術建立起專家系統(tǒng)，借助這一平臺成為對巖體質(zhì)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(shù)學理論和樹立統(tǒng)計理論，而并非單一的現(xiàn)象分析。雖然現(xiàn)有的方式都具有各自的優(yōu)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(xù)予以完善。
參考文獻
