一種重要用戶供電可靠性的評估系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于電壓質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)的重要用戶供電可靠性的評估系統(tǒng)和方 法，屬電力供電可靠性技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近些年來，隨著自動化生產(chǎn)線、精密工藝、網(wǎng)絡(luò)信息工程、節(jié)能環(huán)保技術(shù)的發(fā)展， 基于計(jì)算機(jī)、微處理器的數(shù)字型和電力電子型負(fù)荷在系統(tǒng)中所占比重不斷增加。相對于只 有停電才受影響的傳統(tǒng)負(fù)荷，這些現(xiàn)代電力用戶對電壓質(zhì)量要求很高，電壓質(zhì)量不合格事 件會給某些敏感性用戶帶來巨大的損失。
[0003] 傳統(tǒng)供電可靠性只以超過Imin或5min停電為依據(jù)，我國現(xiàn)行《供電系統(tǒng)用戶供 電可靠性評價規(guī)程暫行》下簡稱《規(guī)程》明確規(guī)定自動重合閘重合成功，或備用電源自動投 入成功，不視為對用戶停電。但是單一以停電來衡量的供電可靠性指標(biāo)，并沒有體現(xiàn)電壓 質(zhì)量不合格對用戶及社會造成的危害，沒有反映現(xiàn)代電力系統(tǒng)條件下電力敏感負(fù)荷受其 影響的嚴(yán)重性。
[0004] 建設(shè)智能電網(wǎng)，要求供電公司對不同用戶進(jìn)行差異化管理，對于重要用戶安裝電 壓質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備，建立電壓質(zhì)量對可靠性指標(biāo)影響的評估模型，修正可靠性指標(biāo)，這是一種 差異化管理的體現(xiàn)。
[0005] 目前國內(nèi)外有些專家學(xué)者已經(jīng)注意到電壓質(zhì)量不合格事件對供電可靠性有一定 影響，并做了一定的研究，這些研究存在以下問題：
[0006] (1)目前研究主要針對電壓暫降對用戶供電可靠性的的影響，對于電壓質(zhì)量的其 他因素基本沒有考慮，因此不能全面的表現(xiàn)電壓質(zhì)量不合格事件對用戶供電可靠性的影 響。
[0007] (2)在考慮電壓暫降事件對用戶供電可靠性的影響時，只是對暫降事件進(jìn)行簡單 的統(tǒng)計(jì)，沒有與傳統(tǒng)可靠性評價指標(biāo)對應(yīng)起來，而且忽略了電壓暫升事件的影響。
[0008] (3)目前的標(biāo)準(zhǔn)和研究都只是對電壓質(zhì)量不合格事件進(jìn)行了簡單的規(guī)定和統(tǒng)計(jì)， 不合格事件與傳統(tǒng)用戶供電可靠性指標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系卻很少有人研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是，為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于電壓質(zhì) 量監(jiān)測的重要用戶供電可靠性的評估系統(tǒng)和方法，將電壓質(zhì)量不合格事件通過電壓質(zhì)量偏 差能量值，折算為電氣設(shè)備的故障事件，然后計(jì)算用戶供電可靠性指標(biāo)修正值，進(jìn)而對傳統(tǒng) 可靠性計(jì)算指標(biāo)進(jìn)行修正。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種重要用戶供電可靠性影響的評估系統(tǒng)，包括：
[0011] 電壓質(zhì)量監(jiān)測裝置，用于監(jiān)測用戶電壓暫升/暫降、電壓諧波畸變、三相電壓不平 衡事件；
[0012] 無線基站，用于將測得的數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)姆绞?，傳送到無線基站，然后上傳到 以太網(wǎng)，通過以太網(wǎng)絡(luò)最終發(fā)送至供電公司用戶可靠性評估的工作站；
[0013] 工作站，用于接受無線基站上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并根據(jù)上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行用戶可靠 性評估，進(jìn)而修正用戶可靠性指標(biāo)。
[0014] 所述電壓質(zhì)量監(jiān)測裝置安裝在重要用戶內(nèi)部；所述無線基站安裝在用戶端；工作 站設(shè)置在供電公司；電壓質(zhì)量監(jiān)測裝置通過有線串口連接無線串口服務(wù)器，無線串口服務(wù) 器通過無線傳輸連接無線基站；無線基站通過以太網(wǎng)絡(luò)與供電公司用戶可靠性評估工作站 連接。
[0015] 本發(fā)明一種基于電壓質(zhì)量實(shí)時監(jiān)測的重要用戶供電可靠性的評估方法，所述方法 以國家標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，監(jiān)測用戶電壓質(zhì)量，定義電壓質(zhì)量偏差能量指標(biāo)，用來衡量用戶電壓 質(zhì)量偏尚電壓質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的幅度和持續(xù)時間，然后建立電壓質(zhì)量偏差能量與用戶故障次數(shù)、 平均故障持續(xù)時間對應(yīng)的折算關(guān)系，進(jìn)而修正用戶供電可靠性的指標(biāo)，該方法包括以下步 驟：
[0016] (1)監(jiān)測用戶的電壓質(zhì)量：電壓暫升/暫降、電壓諧波、三相電壓不平衡；
[0017] ⑵篩選質(zhì)量合格的電壓；
[0018] ⑶定義電壓質(zhì)量偏差能量值；
[0019] (4)構(gòu)建電壓質(zhì)量偏差能量值與故障次數(shù)之間的折算關(guān)系；
[0020] (5)計(jì)算出電力用戶故障率、平均故障持續(xù)時間的修正值。
[0021] 所述篩選質(zhì)量合格的電壓，包括：
[0022] (1)電壓暫升/暫降
[0023] 電壓不合格范圍：
[0024] 式中a、b為系數(shù)，電壓變化標(biāo)么值
i Un為額定電壓，U t為測量電壓； 若Ut<UN，則為暫降電壓，AU = AUsag;gUt>UNJlJ為暫升電壓，AU = AUsto;
[0025] (2)電壓諧波
[0026] 定義電壓諧波畸變事件為：電壓畸變率監(jiān)測值的95 %概率大值，在IOkV側(cè)大于 4%，在380V側(cè)大于5% ;
[0027] (3)三相電壓不平衡
[0028] 定義三相電壓不平衡事件如下：三相電壓不平衡監(jiān)測值的95%概率大值（以下簡 稱監(jiān)測值），大于2 %的采樣次數(shù)大于次，或者連續(xù)次測量中，有次監(jiān)測值 Ι? 4 〇 Zoo 大于2%，「~|表示向上取整。
[0029] 所述定義電壓質(zhì)量偏差能量值，電壓質(zhì)量偏差能量值的計(jì)算，首先要判斷電壓監(jiān) 測值是否發(fā)生電壓質(zhì)量偏差事件，當(dāng)偏差發(fā)生時，才計(jì)算次能量指標(biāo)；所述電壓質(zhì)量偏差能 量值包括：
[0030] (1)電壓幅值偏差能量值Wu= AU2XT,
[0031] 式中Δ U為電壓變化的標(biāo)幺值；T為電壓變化持續(xù)時間；
[0032] (2)電壓諧波畸變能量值
[0033] ①中壓IOkV側(cè)：
[0034] Wa = (α-〇· 04) 2X (Να_Ν*5% )，
[0035] ②低壓380V側(cè)：
[0036] Wa = (a-〇· 05) 2X (Na_N*5% )
[0037] 上式中a為發(fā)生電壓諧波畸變影響事件時，電壓諧波畸變率值；N為監(jiān)測周期內(nèi) 電壓諧波監(jiān)測次數(shù)，N a為電壓諧波畸變率大于上限值的次數(shù)。
[0038] (3)三相電壓不平衡能量值
[0039] We = ( ε-〇· 02) 2X (Νε-Ν*5% )
[0040] 式中ε為發(fā)生三相電壓不平衡事件時，三相電壓不平衡度值；N為監(jiān)測周期內(nèi)電 壓諧波監(jiān)測測量次數(shù)，N Ε為三相電壓不平衡度大于上限值的次數(shù)。
[0041] 所述構(gòu)建電壓質(zhì)量偏差能量值與故障次數(shù)之間的折算關(guān)系為，
[0042] 式中，A, c, d均為系數(shù)，W為電壓變化能量，K為故障次數(shù)。
[0043] 所述構(gòu)建電壓質(zhì)量偏差能量值與故障次數(shù)之間的折算關(guān)系為，
[0044] 式中，A, c, d均為系數(shù)，W為電壓變化能量，K為故障次數(shù)。
[0045] 所述電力用戶故障率、平均故障持續(xù)時間的修正值為：
[0046] 設(shè)備故障率
；平均故障持續(xù)時間
[0047] 其中，t為統(tǒng)計(jì)時間，SK1為統(tǒng)計(jì)時間內(nèi)的故障次數(shù)，t i每次電壓質(zhì)量偏差事件的 持續(xù)時間。
[0048] 本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)對電壓質(zhì)量的規(guī)定（電壓暫升/暫降、 電壓諧波、三相電壓不平衡），建立電壓質(zhì)量評價模型，比較全面的考慮了電壓質(zhì)量的各個 因素對用戶供電可靠性的影響。針對傳統(tǒng)的用戶供電可靠性計(jì)算沒有考慮電壓質(zhì)量的影 響，在本發(fā)明中，考慮電壓質(zhì)量（電壓暫升/暫降、電壓諧波、三相電壓不平衡）的影響，定 義電壓質(zhì)量偏差能量值，并將電壓質(zhì)量偏差能量值折算成用戶故障次數(shù)和故障持續(xù)時間， 進(jìn)而修正用戶的供電可靠性指標(biāo)，使得用戶（特別是重要用戶）的供電可靠性計(jì)算指標(biāo)更 加準(zhǔn)確，更具有參考性。
[0049] 本發(fā)明適用于基于電壓質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)的重要用戶供電可靠性的評估。
【附圖說明】
[0050] 圖1為發(fā)生電壓暫降事件的臨界條件；縱軸表示電壓暫降幅值，橫軸表示暫降持 續(xù)時間，陰影部分為合格電壓，非陰影部分為不合格電壓；
[0051] 圖2為本發(fā)明一種重要用戶供電可靠性影響的評估系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052] 圖中，1是電壓質(zhì)量監(jiān)測裝置；2是無線基站；3是可靠性評估工作站；4是以太網(wǎng) 絡(luò)；5是無線串口服務(wù)器；
[0053] 圖3為本發(fā)明重要用戶供電可靠性的評估方法流程框圖；
[0054] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例2酒店供用電主接線圖及電壓測量點(diǎn)位置圖；
[0055] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例2母線I電壓諧波畸率測量值；
[0056] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例2母線I三相電壓不平衡度測量值。
【具體實(shí)施方式】
[0057] 實(shí)施例1 :
[0058] 本實(shí)施例一種基于電壓質(zhì)量實(shí)時監(jiān)測的重要用戶供電可靠性評估系統(tǒng)和方法，該 系統(tǒng)和方法包括以下步驟：
[0059] (1)在用戶內(nèi)部安裝監(jiān)測用戶電壓質(zhì)量的裝置，統(tǒng)計(jì)電壓質(zhì)量偏差事件以及對應(yīng) 的持續(xù)時間。電能質(zhì)量測量裝置具體情況如下：
[0060] 電能質(zhì)量測量裝置采用施耐德IN07650電能質(zhì)量測量裝置，電壓采樣頻率為 IOOHz，測量諧波畸變率和電壓三相不平衡度均采用500個點(diǎn)記