智能电网与电能质量检测
摘要:电网是关系到国民经济命脉的基础产业和公用事业。现代电网的发展已经迎来机遇与挑战并存的关键期。智能电网作为21世纪全球能源的新战略，在我国的各种单位和企业也开始崭露头角，由于具备着自愈、清洁、经济等优点，智能电网成为了今后电网发展的一个重要趋势。但是智能电网中存在着大量的电力电子设备和非线性负荷，会造成严重的电能质量问题，本文主要讨论了智能电网的具体内容以及如何对智能电网进行电能质量检测。
关键词:智能电网；电能质量；检测；
一、引言
随着我国经济的发展，智能电网这个概念也逐渐被引入中国电力市场，成为一个一轮的热点。智能电网的发展在全世界还处于起步阶段，在一些发达国家也被高度关注。“十二五”期间，国家电网将投资5000亿元，建成连接大型能源基地与主要负荷中心的“三横三纵”的特高压骨干网架和13回长距离支流输电工程，初步建成核心的世界一流的坚强智能电网。在智能电网的概念深入电力系统各个部门的同时，我们也应该考虑到智能电网的引入对于电能质量的影响，要重新设置对于智能电网的电能质量检测系统，以保证电能质量的稳定。
二、智能电网在中国的发展
2.1智能电网的定义
智能电网的发展在全世界还处于起步阶段，没有一个共同的精确定义，美国能源部对于智能电网的解释是:一个完全自动化的电力传输网络，能够监视和控制每个用户和电网节点，保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。
图1 智能电网
其技术大致可分为四个领域：高级量测体系、高级配电运行、高级输电运行和高级资产管理。高级量测体系主要作用是授权给用户，使系统同负荷建立起联系，使用户能够支持电网的运行；高级配电运行核心是在线实时决策指挥，目标是灾变防治，实现大面积连锁故障的预防；高级输电运行主要作用是强调阻塞管理和降低大规模停运的风险；高级资产管理是在系统中安装大量可以提供系统参数和设备（资产）“健康”状况的高级传感器，并把所收集到的实时信息与资源管理、模拟与仿真等过程集成，改进电网的运行和效率。
2.2智能电网的主要特征
(一)自愈。能够自动检测、分析故障，实现故障隔离和系统自我恢复。
(二)坚强。能够有效抵御自然灾害或人为的外力破坏，保证电网安全可靠运行。
(三)互动。用户将和电网进行自适应交互，成为电力系统的完整组成部分之一。
(四)优质。提供2l世纪所需要的优质电能，用户的电能质量将得到有效保证。
(五)经济。实现资源合理配置，提高能源利用效率，减少电能损耗，降低投资成本和运行维护成本
(六)兼容。可以容纳集中式发电、分布式发电等多种不同类型的电源，满足用户多样化的电力需求
(七)协调。实现电力系统标准化、规范化、精细化管理，进一步促进电力市场化。
2.3智能电网的先进性
与现有电网相比，智能电网体现出电力流、信息流和业务流高度融合的显著特点，其先进性和优势主要表现在：
具有坚强的电网基础体系和技术支撑体系，能够抵御各类外部干扰和攻击，能够适应大规模清洁能源和可再生能源的接入，
电网的坚强性得到巩固和提升；
信息技术、传感器技术、自动控制技术与电网基础设施有机融合，可获取电网的全景信息，及时发现、预见可能发生的故障。故障发生时，电网可以快速隔离故障，实现自我恢复，从而避免大面积停电的发生；柔性交/直流输电、网厂协调、智能调度、电力储能、配电自动化等技术的广泛应用，使电网运行控制更加灵活、经济，并能适应大量分布式电源、微电网及电动汽车充放电设施的接入；通信、信息和现代管理技术的综合运用，将大大提高电力设备使用效率，降低电能损耗，使电网运行更加经济和高效。
由于智能电网具有传统电网无可比拟的优势，我国将推行智能电网也作为十二五的一项重要内容。国家电网制定的《坚强智能电网技术标准体系规划》，明确了坚强智能电网技术标准路线图，是世界上首个用于引导智能电网技术发展的纲领性标准。国网公司的规划是，到2015年基本建成具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网，形成以华北、华中、华东为受端，以西北、东北电网为送端的三大同步电网，使电网的资源配置能力、经济运行效率、安全水平、科技水平和智能化水平得到全面提升。
2.4我国的统一坚强智能电网战略
统一坚强电网战略以构建以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的统一坚强智能电网为目标，制订的两条主线分别是技术上体现信息化、自动化、互动化、构建以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的统一坚强智能电网；管理上体现集团化、集约化、精益化、标准化。下图对此战略有一个具体的表现。
三、智能电网中存在的问题
近年来，随着特高压大电网的建设，直流输电的出现，以及风电、光伏发电等新型能源和高速铁路的发展，大量电力电子设备的使用造成谐波、电压波动、电压骤升骤降的危害更大。同时由于智能电网的发展，新能源的投入使用，使得电力系统的特性及结构变的更为复杂。
智能电网对电能质量的影响体现在三个方面:
可再生新型能源具有功率波动性、间歇性和不确定性特点，单相发电机组带来电源不平衡问题，智能配电系统分布式发电运行参数影响到背景谐波和系统谐波阻抗等；
智能电网用户侧需求表现出多样化特征，电力消费形式出现多样化，小众化，非线性用电设备用电特性空前复杂；
智能电气装备对电能质量扰动愈加敏感，对供应的电能质量要求也愈加多样和复杂。
由于以上原因，智能电网中的电能质量环境有较为明显的特征。
1.高频段间谐波群特征
智能电网智能电器多经过可关断电力电子器件采用先进的调制技术进行能量转换，由于不同对象场合开关速率的差异及其调控方法的不同，以及负荷功率的波动，供电网公共连接点频谱的特征范围、集中点难有规律可循，表现出与传统电网完全不用的波形特征。
2.电压波动闪变指标面临重大挑战
由于节能灯、荧光灯照度波动对电压波动不如白炽灯敏感。未来智能电网中白炽灯、CRT显示器将会普遍淘汰，取而代之的是节能灯、LED 灯、LCD 及LED 显示器等，因此，建立在白炽灯照度变化基础上、关系到人类视觉抗扰度水平的传统的电压波动闪变指标体系面临新的挑战，或者需要
对其重新进行量值定义、或者需要定义新类别的特征参数均需要认真思考。
3. 面向对象的暂态电能质量指标的拓展
电子信息产品、电力电子产品的广泛应用是智能电网智能电器的基本特征。复杂的暂态电能质量事件发展过程对不同场合、不同对象的智能电器有着很大差异性的影响。因此目前仅以有效值描述的暂态电能质量指标已经难以适应智能电网的需求，需要采用面向对象的思路，分析研究小众化的暂态电能质量的其它特征指标，并进行准确检测评估。
4.瞬态电能质量问题的广泛关注
智能电网中大量电力电子器件的频繁操作、切换将会带来空前复杂的瞬态电能质量问题，如何定义瞬态电能质量指标并进行检测是智能电网面临的新的挑战。
四、应用于智能电网的电能质量检测系统
4.1对电能质量检测系统的要求
电力系统运行的检测项目主要有电压、频率、三相对称情况、负序电流、零序电流、谐波、电压波动、暂降、暂升、短时中断。良好的智能电网框架下的电能质量监测方案是保证监测终端计量功能的前提框架，只有对电能质量数据进行精确检测，才能正确地综合分析电能质量的好坏，才能保证进一步地调整电能质量。
4.2电能质量检测算法
目前在智能电网电能质量检测系统中所应用的算法主要有以下几种:
(1)傅里叶变换：用于分析谐波等稳态电能质量。该算法在稳定性方面较好，也有很好的动态特性，目前已经获得大范围使用。其缺点是，当系统基频发生偏差时，此法难以解决因非同步采样引起的频率特性和栅栏效应造成的测量上的差异。
(2)小波变换：局部的时频域特性表现良好。在过去传统的电能质量监测中，该算法常用于分析波动信号。小波变换更多是对电压的分析，即对暂态电压性质和电压不稳定性的分析。因受频窗中心频率方面的影响，其时窗宽度的动态特性并不十分适合，且实践分析中的实用性不强。
(3)S变换：基于傅里叶变换的算法。相对于小波变换，s变换分析结果鲜明、直观，如果是高频，频率分辨率也要高于小波变换，可以说是新的时频分析算法。缺点是，它是基于频率偏差引起的非同步采样，检测精度误差很大。由于智能电网框架下的电能质量监测分析数据繁多，其结果就表现出很大的时频矩阵信息量，不利于计算，也就不利于实时分析。
(4)Hilbert2Huang变换：基于经验模态分解(EMD)，将扰动信号进行处理，进行不通过固定频带分量的分解。该算法对信号的不正常点甚为敏感，动态分析亦是其性能强大的良好体现，但因EMD表现出不明显的稳态，频带混合叠加情况的发生十分普遍。同时，加之1MF自身并不明确的物理意义，使得其在可靠性方面仍有必要做进一步的提升。
(5)Adaline算法：一般情况下用来分析稳态。谐波的分析是其优势的体现。将线性神经元应用于自适应滤波器，来对现实网络繁杂的训练过程做进一步的简化。其特点主要表现为：较快的收敛速度、较小的运算量及良好的抗干扰能力。而其缺点则主要是对暂态电能质量状况情况分析的不适用。
目前最为理想的智能电网框架下的电能质量监测算法，是基于时频复滤波的电能质量检测算法。该算法弥补了小波变换中函数的不足，使小波变换时频窗宽度不受中心频率的条件约束。通过灵活调整尺度参数，该算法能获取较好的测量精度和动态特性，将是未来使用的算法方向。
4.3 DSP和ARM 质量检测系统
目前国内大部分地区采用的电能质量检测系统由于其测量指标单一，不能够连续检测，检测量劳动强度大等原因，不能够很好地适应电能质量管理的需要。
而应用DSP 和ARM 技术研制的多通道电能质量检测系统，作为网络型电能质量检测系统的一部分，以分布式电能质量检测终端为研究对象，立足于目前国内外电能质量检测系统的现状，研制出一套功能完备的电能质量实时检测终端系统。在硬件方面，
通过应用现代化的AD(高精度数字采样芯片)、集成数字信号处理器，并辅以计算数据整合样表或样图和各通道波形的显示器显示，采用大容器储存设备来就一定时间内的最终整合结论和采样波形进行记录与储存。之后，通过网络结构来进行上传操作，便可就监测终端运行参数、采样、分析数据作出比较清晰的对比。通常情况下，线路电能质量动态测定安装于电网的相关节点上，以此实施在线的长期监测工作。ARM 主要负责对故障的智能分析，如若发生故障，则会将这段时间内的原始数据和对比参数在故障储存器中进行储存，时间通常控制在前后的3 8范围内。之后，将结果传送至信号预警器，并由其来向相关部门作出相应的故障报告。同时，基于远程网络来完成上位机的传输，以中央处理器显示器为终端显示，从而使得值班监测人员能够对故障作出较为直观的诊断和分析，利于下一步作出明确判断。
五、总结语
智能电网有其自身的先进性，结合现在我国电力系统的现状及能源状况，推行智能电网势在必行。在挑战与机遇并存的环境中，我们必须抓住机遇，依据国家所制定的统一坚强智能电网战略合理快速地发展智能电网，繁荣电力市场，实现可持续发展。与此同时，也要看到智能电网建设投入运行所造成的不利影响，电能质量是电力商品的根本属性，通过分析影响电能质量的原因，探索减小不利影响的方法，建设合理的电能质量检测系统，是建设智能电网过程中的重要任务。本文重点讨论智能电网的先进性和对电能质量产生影响的主要起因，对于建设合理的电能质量检测系统及各种算法，由于本人知识程度有限，只在本文中只进行了粗略讲解。
电能质量概论
结课论文
智能电网与电能质量检测
班级:姓名:宁学号:
*******学院****届学生毕业论文 质量分析报告 一、论文情况的整体评述 （一）论文成绩分布 学院****届共计*个专业，*个教学班，毕业论文成绩分布情况如下表:
可以看出：在所有的论文中仅优秀、良好二者就占到总论文数的一半以上，表明对于大部分学生而言基本具有初步进行研究的能力，在所有的论文中及格所占的比例为*%左右，表明学生掌握一些了科研规律。 但还可以看出，优秀论文所占的比例偏少，这与学生的态度、我们严格要求和把关论文质量有关。今后在培养学生科研能力方面还需要作进一步的努力。 （二）论文的选题范围 绝大多数论文选题符合专业训练要求，具有一定的科学性和创新性,具有一定实际的理论和应用价值。毕业论文选题的确定，基础研究类选题占的比重较大，应用研究类篇数和与教师的科研相结合占选题材总数的相对较少。部分学生能理论联系实际，结合专业实践进行研究，反映出学生有一定的实际能力。 （三）论文的格式 我们通过阅读学生的论文不难看出，大部分学生基本掌握论文的撰写格式，但还有一部分学生对论文的格式，学习的还不到位，像前言，结束语的写作方面需要改进的地方还很多 （四）论文的研究方法 从研究方法上，论文研究多是运用文献综述法，少量论文综合运用了问卷调查法和常规数理统计法和实验研究法等方法。表明学生运用多途
径收集材料的能力及科学合理的运用各种研究方法的能力还需要进一步的提高。 （五）在论文分析方面 论文的分析基本上能做到结合本课题相关专业理论、基础理论对 所研究的问题与材料进行论述与分析，并经过一定的抽象概括形成自己的观点、结论。论文论证较全面，符合逻辑规律，论证的范围与研究范围也相一致，而且有少数优秀论文有一定的深度，论点突出，有一定的创新。但对少部分学生而言明显存在逻辑分层不清的弊病，逻辑分层不清是很难将所要研究的问题阐述清楚的，这一点需要在今后的学习中进一步的改进。 （六）论文答辩 学生能严肃认真地对待答辩活动，做到仪表大方整洁，精神饱满大多数同学能把论文梗概及主要思路、研究方法、结果和分析等报告清楚，论文报告时间掌握较好。回答问题简洁明了，不回避问题，条理清楚，反映学生准备较充分，对研究的问题和领域有一定的了解，但同时也暴露出学生知识面相对较狭窄，知识联系把握得不够以及问题研究不够深入等不足。 二、建议 （一）制定各项奖罚制度
药学本科生毕业论文的质量分析与思考 药学本科生毕业论文是药学本科教学计划中的重要环节，是培养和提高学生分析问题和解决问题的能力，实现教学、科研和生产实践相结合的重要途径。毕业论文质量，在一定程度上反映着学生的知识结构和能力、教师的水平和态度以及学院教学管理水平等等。通过对近年来药学本科生毕业论文进行调研，本文分析了出现问题的原因，并提出相应的措施，为提高药学本科生毕业论文的质量提供借鉴。 标签：药学本科生；毕业论文质量；分析与思考毕业论文是本科教育的重要实践性环节。在此过程中，发现多种原因影响了本科生毕业论文的质量，现作以下具体分析。 1存在的问题 1.1 重视程度不够，内在动力缺乏不少学生对毕业论文的认识程度不够。①认为毕业论文对自己学业不会起到什么实质性的作用，不想也不愿去做，采取消极应付的态度。②认为毕业论文主要是老师做，和自己关系不是很大。③认为毕业论文的成绩对找工作和考研没有直接影响，不想投入过多的时间和精力。④在经历十几年应试教育后，很多学生耳濡目染了一些不良习惯，如抄袭等，在毕业论文这样一个相对宽松的环境中派上了用场。认为答辩前只需搜索、复制、粘贴就可大功告成。 1.2基础不扎实，准备不充分 1.3制度不落实，监管不到位 1.4毕业设计与求职、考研相冲突，投入精力不足 1.5教师把关不严，失察失误 2措施 2.1正确认识完成毕业论文工作的必要性和重要性，充分调动师生的积极性 2.1.1完成毕业论文，既要发挥学生的主体作用，又要发挥教师的指导作用。 2.1.2指导学生完成毕业论文，是教学相长的一种重要手段，这对教师自己的科研工作也会带来帮助。 2.1.3毕业论文也能检验一个学校的教学质量体系、科研质量体系的真实性和信誉度,是留给学校的一份宝贵财富。通过毕业论文向学校交上一份教学成果的答卷，为教学改革、教学发展提供宝贵的信息和资源，是不可多得的财富。学
2015届某某专业本科生毕业论文 质量分析报告 按照某某高校2010版《某某专业人才培养方案》的计划安排，经过近一年的稳步推进，2015届某某专业本科生毕业论文现已顺利完成答辩。对本届毕业生的论文情况作总结如下： 一、基本情况 2015届某某专业毕业论文工作自2014年5月开始准备，到2015年4月答辩工作完毕，历时一年，基本情况如下： 1、2015届某某专业毕业生共计346人，指导教师共40人(其中？教师29人、？教师11人)，其职称比例为：高级职称：？人，占40%；讲师：？人，占60%。 2、2015届某某专业本科毕业论文选题来源包括指导教师的科研项目、地方经济发展凸显问题，以及其他自选课题。 3、2015届某某专业本科生毕业论文成绩及结构分布如下： 优秀：2人，占2.47% 良好：52人，占64.20%中等：22人，占27.16% 及格：5人，占6.17% 不及格：2人，占% 二、过程管理 2015届某某专业毕业论文工作自2014年5月开始，历经汇总教师提供选题目录、学生选题选教师、指导教师召开毕业论文写作会、指导教师指导、学生开题、正文撰写、毕业论文答辩、成绩评定、材料汇总等过程环节，最终完成了全部工作。
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