江苏电网电压暂降在线监测系统
1、背景及必要性
随着经济快速发展，电网中的敏感负荷越来越多。对于电力部门，电压暂降指标是体现电网优质供电的直接反映，也是电网安全质量水平提升的重要基础；对于用户，电压暂降易造成用户精密负载设备异常、导致电力用户设备停机、公用场所用电中断等事故，直接造成经济损失，电压暂降指标是保障用户安全生产，提高用户经济效益的重要指标。
江苏电网开展电压暂降在线监测系统建设工作，建成了6000多个电压暂降监测点，为电网供电质量环境的评估和相关决策提供依据，为电压暂降治理方案设计工作提供支撑。
2、布点思路
（1）技术领先，全面覆盖
在江苏电网现有电能质量监测网基础上，借鉴国外先进的配电网和用户侧电压暂降监测理念，采用电压暂降记录仪和电能质量在线监测终端两种装置相结合的方式构建覆盖全网的电压暂降监测系统，电压等级涵盖10V至500kV。
（2）节约成本，精益布点
为降低投资费用，将220kV和500kV的监测点均设置在500kV变电站，35kV和110kV监测点设置在220kV变电站，采用四通道电能质量监测终端，降低采购成本。对于数量巨大的10kV监测点，采用成本低的电压暂降记录仪。
3、监测系统架构
电压暂降监测系统依托统一框架PMS系统，实现用户、组织、权限和角色的配置，主站平台实现对各类采集数据的加工、统计、分析和展示功能。
数据架构包含数据采集和数据综合运用两大部分。数据采集部分主要从电能质量监测装置和电压暂降记录仪采集暂降事件数据；数据综合运用部分完成数据的收集、整理、统计、分析、挖掘和展示等操作。
考虑到长期海量数据监测分析的需要，对系统数据库按20000个监测点、5年数据积累容量的需求进行设计。
在电压暂降监测系统数据传输中，以数据包为基本单元，建立了不同类型数据包的分类传输方法。统计数据包是周期性上送给主站的；事件数据包是立刻上送的，只要有发生暂降事件就上送给主站；终端参数信息的读取和修改则是主站请求，监测终端发送参数信息和修改响应信息给主站；文件服务则是由主站召测电压暂降监测终端的文件列表，监测终端发送文件列表，主站根据文件列表索要文件，监测终端发送相应的文件。
电压暂降监测系统数据传输架构
4、暂降数据分析
（a）典型的暂降波形
电网电压暂降的来源主要有短路故障、大型电机启动、雷击等，引起暂降的不同来源，其电气特征上也存在区别，根据海量监测数据特征的分析，不同类型暂降源具有不同的电压暂降波形特征。
短路故障引发的电压暂降具有典型的特征：
①电压暂降的幅值较低，一般低于0.7p.u.；持续时间与保护动作时间有关。
②不同的短路故障会引发不同的电压暂降现象：三相短路故障引发的电压暂降三相电压幅值相等；其他类型短路引发的电压暂降三相幅值不同；发生不对称短路时有可能在引起某相电压暂降的同时，另一相出现电压的暂升。
③电压暂降发生和恢复的波形陡；故障期间可能发生多级暂降；在暂降开始和结束瞬间，幅值均发生突变，在暂降过程中，电压幅值基本不发生变化。
④电压暂降中有可能产生相位跳变。
三相故障示意图
不对称故障示意图
重合闸引起的多级暂降示意图
感应电机启动引起的电压暂降典型特征为：
①三相电压同时发生暂降，三相暂降幅值相同；
②暂降幅值一般不会低于0.85p.u.；
③电压暂降是逐渐恢复的，恢复过程中没有突变；
④暂降过程中有功功率会有一定的变化。
典型电机负荷启动波形示意图
雷击引起暂降的典型特征是：雷击故障后，雷电波在系统中传播，母线电压信号中带有高频分量，而普通短路故障的电压信号中通常不含有高频分量，母线电压不会上升波动，而是直接下降发生电压暂降。
雷击暂降波形图
5、下一步研究方向
（a）建立暂降数据的大数据分析平台
电压暂降监测系统具有采集点多、采集频率高等特点，长期监测将形成电网暂态数据池。融合用电信息采集信息、电网SCADA、开关变位、电压监测、气象信息等系统，设计并实现电能质量大数据分析模型，为暂降防治、电网改造升级、敏感用户接入设计提供支撑。
（b）结合配电自动化工程开展暂降监测
配电自动化的发展，大大提升了配电网故障隔离的效率，减少了暂降事件的持续时间，降低了其影响程度，需要结合配电自动化工程开展电压暂降事件的监测与分析。
（c）大力发展用户侧无线监测
作为对电力用户影响最大的电能质量指标，用户侧的电压暂降的监测范围更广、数据价值更大。随着4G网络、免费WIFI网络的普及，基于云存储的暂降监测数据库建设成为可能。
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原标题：江苏电网电压暂降在线监测系统
