时间：2022-06-02 21:24:43
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电能质量分析，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 24-0000-01
伴随着我国科学技术的不断发展、现代工业化水平的不断提高，我国环境问题也日益严重，在新时代背景下，要求我们在不断提高生产力水平的同时，要更加注重环境的保护，作为我国工业发展的基础能源电能已经是使用最广泛、最具性价比的能源，需求量逐年增加，在一些南方用电高峰期的月份，电能更是奇缺，很多行业，例如计算机行业、微电子电能行业、信息技术产业等新兴产业都对电能有着极高的要求，所以有关部门为了更好的满足高峰期的用电量，就必须采用精确的分析和计量的质量分析技术，这样才能将有限的电能资源分配给最需要电能的地方，而用电量稍微较小的地方可以少分配一些电能，对于企业而言电能的合理分配更是日常生产中的头等大事。
一、电能质量国家标准
在国家电力系统当中，因为电子的性质决定存在着大量的负电荷，很容易造成电流负载，尤其实在用电高峰季节，是本来就不充裕的电能资源被负电荷进一步“污染”造成了电能整体质量的下降。为了规范电能行业，国家特别出台了有关如何管理和改善电能质量的管理办法，规定了国家标准和行业标准：要求供电电压的偏差值，以及供电电压波动的范围值。同时限制供电频率的上下浮动范围。
（一）供电电压的偏差范围。每一种用电设备都有一个运行范围指标以及额定的使用年限，当供电电压的输入端出现了供电电压偏差时，需要计量好运行的具体参数、持续的时间以及设备当时的使用状况。额定电压要参照国家标准《电能质量供电变电电压偏差值参考表》规定的范围内（35kV以上供电电压浮动值为额定电压率的±6%，10kV以下的高压输出电压和低电压电力需求用户的额定电压值为±7）。对于一些地区需要低压照明的用户或者企业单位额定电压限定在+5-+15之间。
（二）供电电压的波动范围和闪变。电压波动范围值和闪变应该分开来讨论，电压波动（Fluctuation）范围值指的是关于电压值浮动的一系列连续的变化。即数学上相邻的两个积分区间内的电压上下浮动值，其中关于波动曲线内的上限和下限值的差构成了电压差，也称为电压。而关于闪变是指电压在波动时候产生的结果，即正弦工作频率的电流波收到非电流波的分阶段限制，使得灯光亮度不稳定，产生的光纤视觉上会有波动，根据在2002年12月我国颁布并实施了《有关电能质量电压波动范围以及闪变的有关规定》规定了电压波动范围和闪变的最大限度参数。禁止输出电压值造成闪变的可观察频率F-50的觉察单位值不允许超过2s。在短时间内的闪变值和长时间的闪变值可参考国家相关标准。
（三）供电三相电压禁止的平衡值。关于三相电压值的不平衡浮动范围值的测量，用下列方式表示：三相电压应该用所谓对称分离的分解负序数值来表示幅度值。而关于U的三相电压变化范围值应该利用数学公式分解以后得到正序的分量排列幅度值。根据国家标准《供电电能质量三相电压的不平衡范围值》（GB/T 15590-19943）中的相关规定，日常民用的电力系统公共连接平台的正常电压范围内允许的不平衡值为2，五秒内不允许超过4，关于公共电网简谐波的交流非负载性，因为其能产生多种频率范围的简谐波而导致电网中某些部分的频率过高，这样的突然增加的电流电压值对于某些对于电压电流感应敏感的设备是一个极大的伤害。
（四）供电频率的偏差范围值。供电频率的偏差范围值对于电网频率的额定频率有严格的限定标准，根据《电能质量电力系统的频率允许的偏差参考表》中规定：电力系统内的偏差频率范围为0-0.2Hz，当系统内容量较大时，偏差频率范围可以延伸到0.5Hz。
二、LABVIEW简介
LABVIEW是美国NI公司研究设计开发出来的一套运行于电力系统的仪器软件。它是底层语言开发的一款图形化编程软件。与传统的设备仪器不同，虚拟仪器（VI）特别容易改变仪器的一些基本功能，却不会苏怀仪器内部的各种部件，还有效的减少设备的损耗，一个虚拟仪器的测试工具的主程序由前面板、基本框图程序以及大量的精密节点构成。很容易的实现机器与人的对接操作，在计算机端显示的操作界面十分友好。VI主要是与DAQ卡结合以后才能实现所有的有关人操作的基本功能，随着工业对于现代信息技术和网络技术的依赖性不断增强，在LABVIEW软件的子模块中还提供了大量的可接入网络节点的接口，可以很方便的建立工作需要的局域网，特别的受工程师和科研工作者的喜爱。
三、基于LABVVIEW的虚拟电能质量分析和测量
根据国家的电能产业的有关规定提出的五项要求，是评价电能质量的基本标准，可分为三方面：电压偏差值、电压波动和电能简谐波。电能的质量分析系统主要依靠这三个标准进行检测。由于电能开发的分析标准为低频段的信号，因此关于传感器收集得到的信号应该采用低通过滤波检测仪检测。通过线性变换曲线值的确定再接入到NI公司所研发的软件5112数据记录卡中，卡上有两种数据通道，一种是模拟信号触发的接口，另一种是可以允许两种数据接入的接口，模拟和数字均可以接入的接口，另外辅以一个辅助的传输数据通道，提高传输效率。将某些电压传感器接入到标准的电压数字接收卡中，即5112卡的channel1通道上。这样一来大大提高了基于LABVIEW的电能的传输质量。
关于电压偏差值的分析应该由计算机操作DAQ卡来收集有关的信号，在计算机中组成完整的数组进行储存，并且计算它的功效和功耗。并且要对连续计量的有效值代入公式做离散法处理，得到有效的输出值。
四、结束语
综上所述，LABVIEW有着非常良好人机UI界面和完善的计算机逻辑算法，能胜任各种情况下的研发和生产需求，并且拥有高效的处理模式，大大的节约了开发者和研发人员的开发周期，节约了企业的生产成本，应用前景广阔，为LABVIEW分析电能质量开辟了一个很好的应用方向空间。
参考文献：
电能质量是指供电电气设备在正常情况下不中断和不干扰用户的情况下能正常工作，一些因素会使电能波形偏离对称正弦，由此便产生了电能质量问题，影响电能质量的主要原因有以下几种：1）频率偏差。它是衡量电能质量的一项重要指标。例如，频率发生变化可以使异步电动机的转速发生变化，导致电动机的功率下降，异步电动机的励磁电流增加，引起无功功率的增大。2）电压偏差。主要是由负荷电流或故障电流在电力系统各个元件上流过时产生的电压损失而引起的。对电动机而言，电压降低会导致转矩下降，电流增加使电动机线圈发热引起电动机的温度上升，严重时甚至烧毁电动机。3）电压波动和闪变。电压的波动和闪变是指在电网中瞬时的变化，是由于负荷急剧变化冲击而引起的，如大型电动机的启动、电弧焊机的使用等。电压的波动和闪变使电网的电压损耗相应地变动，导致电气设备不能正常工作。4）高次谐波产生与危害。油田和石化企业的工业设备功率大、数量多，为了节约电能和满足工艺流程的控制要求，在生产中使用了大量的各种整流设备、变频器、交流电焊机等，这些设备的运行产生了大量的谐波电流，通过电网在电网阻抗上产生谐波电压降，从而导致谐波的产生。谐波过电压对变压器的差动保护、线路距离保护、电能计量精度、通信质量、继电保护和自动装置等都有影响。5）供电系统三相不平衡。供电系统的三相不平衡是由三相负荷不对称造成的，如工业上使用的电弧炉、电焊机，大量的单相负荷等都会导致三相负荷的不对称。电力系统三相不平衡不仅会降低电动机效率，减小有效转矩，而且能缩短电动机寿命，同时还可导致变压器使用率的下降。三相不平衡负荷运行还可烧断线路，或直接烧坏用电设备，对于用户影响很大，严重地影响企业的经济效益。
2提高电能质量方法
2.1电力系统频率调整
电力系统的频率变化主要是有功负荷发生变化而引起的。在油田、石化企业电力系统中导致频率发生改变的主要是电力系统发生了短路，或者是用电负荷突然增加；所以，必须在极短的时间内切除部分负荷有效恢复电力系统的正常工作。目前最有效的方法可采用通过设置低频减负装置瞬间切除非重要负荷，低频减负装置由频率测量、时间测量、执行元件组成。当系统的频率下降到频率测量元件的整定值时，测量元件动作同时启动时间元件。整定到一定的时限后，执行元件动作并切除装置所安装的线路负荷；在整定时限到达之前，待电力系统的频率恢复减负装置将自动返回。
2.2电压偏差调节
在油田、石化企业电力用户的供配电系统中，供电线路长，变压器数量多。电压偏差调节应考虑从降低电力线路的电压损失和调节变压器的分接头两方面入手，合理减少系统阻抗，增大导线截面或电缆的截面积，减少系统的变压级数，尽量保持系统三相平衡，设置无功补偿装置来降低系统阻抗和减少电压损失。
2.3电压的波动和闪变抑制
在设计时对用电负荷进行区分，对变化较大的用电负荷采取合理的接线方式。大型电气设备需单独接地，选择合适的供电电压，增大供电容量减少系统阻抗，并加大系统短路容量；同时，还可采用静止无功功率补偿装置（SVC），目前在大庆油田已使用了两套，对电压的波动闪变起到了良好的作用。
2.4高次谐波抑制
安装无源电力谐波滤波器，它由电容器、电抗器和电阻器组成。一般有单调谐滤波器、双调谐滤波器和高通滤波器。单调谐滤波器用来滤除低频单次谐波，双调谐滤波器可以同时吸收两种谐波。在小的容量装置中可以选择单调谐滤波器，在大的容量装置中可以选择双调谐滤波器。安装有源电力谐波滤波器，它由静态功率变送器构成，其主要功能是高次谐波电流的检测、调节和控制，有良好的补偿效果和通用性。它也是一种向电网注入补偿谐波电流，以抵消负荷所产生的谐波电流的滤波装置。设负荷电流iL为方型波，所含的谐波分量为iH，有源滤波器产生一个与振幅相等、相位相反电流iF，则与iL综合后电流侧的电流iS就变成正弦波。
2.5系统三相不平衡的解决方法
电力系统三相不平衡的主要原因是单相负荷分配不合理，可以采取以下的应对措施：1）采用电抗器和电容器组成的电流平衡装置，在单相负荷较大的一相分别接入纯阻性负荷，感性电纳、容性电纳，使三相负荷达到平衡。2）采用大容量的平衡变压器，它具有降压和换相功能的特殊接线的变压器。3）对于不对称比较严重的负荷，尽量接在短路容量较大的系统并采用独立变压器供电。4）加大负荷接入点的短路容量，如提高系统的电压级别来提高系统承受不平衡负荷的能力。
3结论
关键词：电能质量；分析仪；谐波测量；频谱分析长度；长度检测
中图分类号：TM935 文献标识码：A
1 概述
电力系统在运用新兴技术与产品的同时，也会带来一系列不能预知的影响，特别是电力系统非线性元器件在电力建设中广泛应用，产生了许多不可控的客观因素，严重影响电能质量，比较突出的影响因素是是谐波干扰，电能质量是电力企业的生命线，所以谐波测量的相关研究受到广泛重视。在电能质量谐波测量频谱分析的主要算法是傅利叶变换，但傅利叶变换方案会导致频谱泄露与栅栏效应的问题，常用的防止频谱泄漏的方法是加权窗函数，但其缺点是同时降低频谱精确率；而防止栅栏效应的常用方法是增加分辨率来实现，但随之随之而来的问题是要保证一定的频谱分析长度，对采样长度的要求相应提高了。由于各生产商的技术水平并不一致，如果要增加采样长度、提高分辨率的硬性条件，对于现实生产具有一定的难度，论文结合实际情况，探讨了频谱分析长度的另一途径，并在实践检验中得到积极评价。
2 频谱测量的算法原理
2.1 离散傅立叶变换原理
由于谐波信号的长度不能完全测量，所以一般采用离散傅立叶变换方式，进行部分截取，
可以设定无穷信号为：
Xm=Am×sin（ωm×t）
当时间t在（0，T]范围内时，ωT（t）（截取的窗函数）的值就为1；当时间t>T时，ωT（t）（截取的窗函数）的值就为0，而有限长信号的表达式为：
Xm0=Xm×ωT（t）
经过离散傅立叶变换有限长信号的结果可以表达为：
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-频率分辨率，m-整数，f-频率，可以推导出，当k=m时，Xm（k）=Am×ejθ；
而当k≠m时，则有Xm（k）=0。
不难得出，m取整数与否，直接影响到频谱分析测量的精确度，当m取整数时，有限长信号傅立叶变换得到单一的频谱分布线，提高测量精度；当m不为整数时，傅利叶变换会有频谱泄露的现象发生，谐波信号的频谱分布为：
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不取整数时，变换的频谱是分散的，而不是在一条谱线上的。
2.2 加窗算法原理
有2.1可知，当m不为整数，即信号的f不是F的整数倍时，会产生频谱泄漏现象，并且对测量造成较大的干扰，针对这一问题，提出了加窗算法解决方案，在常见的非整数倍影响因素中，有两大原因：其一，在实际采样时，由于频率的波动，导致信号f分量不以F的整数倍出现；其二，在有限信号长度截断时不是以周期为单位的。在截取的窗函数使用特性中，汉宁窗的是矩形窗2倍，可以有效的防止泄漏，但会造成阻带衰减迅速、频谱分辨率低的特点；而采用矩形窗时，可以将频谱分辨率优化到最佳水平，但问题是会引发泄漏，并且阻带衰减速度较慢。综合分析各窗函数的优缺点，现阶段汉宁窗的运用比较广泛，其综合性能比较优越，但具体使用过程中还要依据频谱分析的实际需要，选择合适的窗函数，一般汉宁窗的离散时域表达式为：
WH（n）=[1-cos（2πn/N-1）]×RN（n）/2
RN（n）-矩形窗函数的离散时域。
用汉宁窗截取无限长信号Xm（t）得到的频域可表示为：
XmH（k）=Xm（k）/2-Xm（k-1）+Xm（k+1）]/4
有上式可以分析出，加权汉宁窗会对频谱分辨率有削弱作用，同时使信号汇集于主瓣宽度， 但能够对阻带衰减带来积极效果，防止频谱的泄露现象。在具体的计算当中，还必须考虑到误差，引入校正系数。由于汉宁窗在厂家受到普遍应用，其检测方法和研究仿真都具有典型性，在采用其他窗函数降低频谱泄漏时，汉宁窗的研究方案同样是适用的。
2.3 分组算法原理
依据我国制定的标准要求，快速傅立叶变换计算得到的各频率分量后，还要经过分组，设定Uk对应的离散傅立叶每隔5Hz的输出分量，则h 次谐波子组的测量输出可以表示为：
Uh=（ΣU（k+i））1/2
k对应顺序为h的谐波。
3 频谱分析长度检测方案
由以上分析可以知道，当m取整数时，即信号的f为F的整数倍时，可以防止频谱泄漏的发生，而电能质量分析仪合格时可以对整数倍的谐波做到精确有效的长度检测，一旦m为非整数时，则超出了电能质量分析仪准确分析的能力，会导致频谱泄漏。一般为了减少泄漏，采用汉宁窗算法，F（频率）=1/T（周期），如果系统频率为50Hz，相应的频谱分析检测长度以10个周期为标准，汉宁窗加权对应的周期波为20，频率则为5Hz。而分组算法会干扰分析结果，所以，需要对是否采用加窗算法和分组算法进行检测，常见的检测方案如下所述：
（1）对电能质量分析仪进行检测，并且以5Hz为指标，观察其频率分辨率是否达到该要求。
（2）在对电能质量分析仪的分辨率进行检测后，其次要证实分组算法是否得到采用。
（3）在被检测的电能质量分析仪达到5Hz的频率要求时，则要对分组有否进行检测，并且两种情况下，还要对是否采用了汉宁窗算法进行检测。
（4）电能质量分析仪的质量精确性要得到确认，其误差可以设为p。
4 频谱分析长度检测项目
4.1 分辨率与分组算法的检测
依据要求，必须对分辨率和分组算法是否采用进行检测，首先设置检测信号，其表达式为：
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]
上式当中，Δf=5Hz，h表示谐波次数，并且取值h依次为2，3，4，……
一般频谱泄漏的情况发生在频谱分辨率超出或低于5Hz，会导致谐波的测量精确性受到削弱。但在对h 次谐波输出值的具体数据分析时，由于信号的频谱泄漏的区域相当大，条件比较复杂，要综合考虑信号的频谱分辨率、频率和幅值因素。可以通过Matlab仿真方式，根据h次谐波的输出，以频率5Hz为基本指标，对频率分辨率的检测进行分析。由上述原理，当h次谐波为Ak时，则可以判断检测过程中没有运用分组算法；当h次谐波为Uh=（A2k-1+A2k+A2k +1）1/2，则可以判断出检测过程中运用了分组算法。
4.2 加窗检测
电能质量分析仪的频谱分析分辨率的检测频率定为5Hz，当设置的信号Δf为F的非整数倍（m取非整数），表示则频谱信号发生了频谱泄露现象，干扰测量。具体分析频谱泄漏的可能性，针对测量结果，加窗加权的处理可以采用汉宁窗、哈明窗、或矩形窗等方式。设定A1/A0=0.02，A2/A0 =0.06，仿真之后，针对未分组与已分组的两种情况，得到的谐波含量与频率的曲线。栅栏效应会很大程度上削弱测量的精度，而汉宁窗算法的运用可以明显降低频谱泄漏的可能性，但加窗必须按照标准进行操作，因为超出标准耳朵加窗方式难以达到减少频谱泄漏的目的。加窗结果的分析依有分组与未分组之分，图2是未分组时的谐波含量与频率关系，图3是已分组时的情况，测量的分析结果如图1、图2所示。
未分组算法的信号检测：
X2（t）=100×21/2sin（100πt）+2×21/2sin（300πt）+6×21/2sin（313πt）
已分组的信号检测x2
X2（t）=100×21/2sin（100πt）+2×21/2sin（300πt）+6×21/2sin（323πt）
结语
在电能质量的干扰因素分析是电力系统的重要课题，涉及到频谱分析的检测主要考虑栅栏效应和频谱泄漏现象，针对分组算法和加窗算法的检测可以很大程度上提高检测的精确度，相关实验研究也利于电力系统的改善。
参考文献
[1]郑恩让，杨润贤，高森，蔡维，等： 电能质量分析仪谐波测量频谱分析长度检测.关于电力系统FFT 谐波检测存在问题的研究[J].继电器，2007，34（18）：52-57.
关键词：电力参数，电力分析仪，电能质量
1、浩然国际花园工程情况
浩然国际花园是上海天浦集团投资，安徽浩然置业有限公司开发的高档花园住宅小区，高品质小区配设有人防、消防、监控的智能化楼宇建筑，为确保小区智能楼宇安全供电，保证小区电能质量，使小区智能楼宇设备安全有效运行，结合工程现状，特作出分析探讨。
电力作为一种广泛使用的能源，对经济运行、提高产品质量和保障居民正常生活有着重要的意义。随着滁州电力市场电网规模扩大，一方面电力电子技术的迅速发展，特别是电炉炼钢、电弧炉、多相可控硅整流广泛应用，使得电网中的电压、电流波形发生畸变，造成电能质量问题的严重恶化；另一方面，由于存在众多基于计算机、微处理器、电力电子装置控制或管理的现代化工业与民用用电设备，这些精细的过程控制更容易受到电力系统扰动的影响。因此，电力信号的实时准确分析并控制就变得十分重要。
2、电力参数测量的发展及研究的意义
电力系统是一个复杂的网络，包括发电设备、输配电线路及保护设备、用电负荷等部分。为了保证系统安全、可靠地运行，需要对电力系统运行的各种参数进行实时、精确的测量，从而对系统内运行的各种电气设备进行监视、控制和保护。
电压闪变是电压波动的一种特殊反映。所谓“闪变（Flicker）”其本意是指由于电光源供电电压小幅度的快速变化导致电光源输出照度（或亮度）的闪烁对人眼所产生的不良刺激的一些现象。研究表明：0.01Hz～30Hz的电压波动对人眼视觉均产生影响，而且波动频率不同，其影响程度也不同。
作为电力管理系统组成部分的电力监控仪表也起着越来越重要的作用，因此，针对不同领域的电力系统，研制一种多功能的电力参数监测装置就具有非常重大的意义，它不但要能对如电压、电流、功率、功率因数、电能和频率等重要的电力参数进行实时、高精度的测量，还应该具有数据统计、事件报警以及谐波分析功能。
3、电力系统监测的主要变量
电能是当今世界上使用最为广泛的能源，也是环保洁净的能源。电能是由电力系统提供的；由于电能有着不易存储的特殊性质，电力系统必须时刻保证功率平衡，即生产的电能与被消耗的电能保持一致。
对于一个理想的三相交流电力系统，应该是以恒定的频率（50Hz），按照具体标准规定的电压等级进行供电；同相的电压、电流保持相位一致，各相电压之间依次保持120°的相位差、幅值大小相同，波形保持为理想的正弦波。
电力参数中主要的变量包括：电压、电流、有功、无功及视在功率、电能等基本变量；合相功率、合相电能、视在功率、功率因数等派生变量；各最大最小值、需量、曲线等统计变量。根据这些变量，用户可以明确当前的电能质量，合理控制负荷，调峰错谷；同时也可以实现对谐波源的定位，确保供电质量。
电压电流谐波，国际上公认的谐波的含义为“谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍”。由于谐波的频率是基波频率的整数倍数，也称其为高次谐波。
在国际电工标准（IEC555.2，1982），以及国际大电网会议的文献（工作组报告36.05）中，对谐波也都有明确的定义：“谐波分量为周期量的傅立叶级数中大于1的h次分量”。对谐波次数h的定义则为：“以谐波频率和基波频率之比表达的整数”。IEEE标准519-1981中则定义为“谐波为一周期波或量的正弦波分量，其频率为基波频率的整倍数”。
对电力系统参数信号而言，其频谱分布可以认为是无限带宽的，但是高频分量极少，信号的大部分能量都集中在低频处。因此一般的电网谐波分析仪只计算到20次谐波，高精度的场合下则可能要求至50次谐波。
谐波测量通常是先利用谐波分析的方法求出信号的各次谐波电压或电流的幅值和相角，然后由相应的公式可以方便的求出总谐波畸变率、谐波含量等值。目前对谐波分量的分析有DFT（包括对应的快速变换FFT），以及各种加窗处理等。用DFT（包括FFT）进行频谱分析时，经常由于非整周期采样产生频谱泄露，使测得的幅值、频率和相角偏离实际值，尤其相位测量误差更大，导致电流、电压的测量精度难以满足实际需求。这需要充分权衡，并合理调整窗函数的系数，获得最佳的性能。
4、电力系统监测装置的发展动态
微电子技术和计算机技术的高速发展是电力仪表迅速进步、日益成熟的主要技术支撑。高准确度、高可靠性的元器件以及大规模、乃至超大规模集成电路等的采用，使电测仪表的使用寿命、准确度、稳定度等技术指标均显著改善。从对国内外产品的分析中可以看到，目前电子式电参数监测系统中对参数的测量一般采用的方案有以下几种：
（1）、双MCU结构。通过ADC芯片采集三相电压和电流信息，送入前端MCU完成数据采集和计算，然后由后端MCU完成按键、显示、控制和通信功能。其中算法的好坏对测量精度占有很重要的因素。
（2）、DSP+MCU结构。和第一种方案基本一致，区别在于将前端的MCU换成DSP。DSP芯片通常拥有优异的计算性能，而且普遍主频比较高，能够胜任复杂的运算。
（3）、单DSP内核的MCU结构。普通的DSP虽然运算性能优秀，但是控制性能不佳，因此依然需要后端MCU。而现在出品的新型芯片，即DSP内核的MCU，在保持DSP的强大运算能力的同时兼具有丰富的外设以及大容量的片内存储器，同时拥有比较好的抗干扰性能，足够胜任多种场合的任务。
（4）、专用测量芯片+MCU结构。这种方案将前端的计算芯片和ADC集成在一起作为一片专用的测量芯片。当需要额外的功能时，比如对某一项参数有特别的要求，或者需要芯片内没有的参数，就必须自行在MCU内进行运算。
关键词：电能质量；在线监测；.Net
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：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
随着科学技术的发展和工业规模的扩大，一方面，人们越来越多地选择性能好、效率高但对电能特性变化敏感的高科技设备，电力用户对电能质量的要求不断提高。另一方面，供电系统中增加了大量的非线性负载，这些负载和其它许多新型的电气设备在其运行时会向电力系统注入各种电磁干扰，严重影响着电力系统的安全和稳定。因此，必须对电能质量的进行监测和分析，只有快速准确地检测出电力系统中的电能质量问题，并对其进行有效的分析，确定问题产生的原因和范围，才能对其进行有效的控制和治理[2]。
根据我国电力部门的迫切需要，我们研发了基于FPGA的电能质量监测仪，并开发了配套的电能质量监测与分析管理软件。该文主要阐述整个电能质量监测系统的结构及分析评估软件的详细设计与实现。
1系统设计
1.1系统整体设计
本项目目的是建立一个电能质量监测与分析系统，使得电能质量监管部门能够实时、连续地得到电网内相应测点完整、可靠的电能质量数据。本电能质量在线分析系统由监测终端（下位机）、数据库和分析管理软件（上位机）三部分组成。
电能质量监测终端接到相应测量点上，利用终端的高速计算能力完成电能质量原始数据的高速采集和实时的数据处理分析，计算得到电能质量各指标值，并保存到存储设备中，供上位机随时查询。
数据库采用SQL Server 2005，它提供数据访问的接口，分析管理软件（上位机）可以通过接口完成电能质量数据的存取。
分析管理软件实现了对测量点电能质量数据的综合分析管理。一方面，通过网络向监测终端发送各种控制消息；另一方面，通过网络将监测终端中保存的电能质量指标参数，存储到数据库中。然后以图形、数据表等多种形式对电能质量指标进行分析评估，并能根据国标和用户的管理需求生成电能质量报表。
此系统的目标就是建立起一套完整的集电能质量高速采集、计算、存储、分析及评估的系统，提供测量点的电能质量的全面信息。该文完成的内容是该项目中电能质量分析管理软件的设计与实现。
1.2各模块设计
1.2.1实时显示模块
在与监测终端相连的情况下，提供各路电压及电流波形的实时显示，与示波器功能相似。同时，还实时显示各路电压及电流的有效值。
1.2.2控制模块
在与监测终端相连的情况下，通过各种命令可以实现对监测终端的控制，包括开始采集数据，停止采集数据，将已保存在监测 终端中的数据同步到数据库中，供需要时分析。另外，由于监测终端不具备断电后保存时间的功能，因此，在发送开始采集数据的命令的同时将系统时间发送至监测终端，完成监测终端的对时。
1.2.3图形评估模块
图形评估主要对测得的相关指标进行图形分析评估，这是系统最重要的功能之一。主要涉及的指标有：电压、电流、频率、功率、三相电压不平衡度、谐波等。用户通过设置查询的时间段及相应的参数指标，系统以图形（包括曲线图、描点图、柱状图、锯齿图等）、列表等形式直观快速地显示查询结果，是用户了解及掌握电能质量相关信息的主要途径之一。
1.2.4报表生成模块
生成报表是本系统的另一个重要功能。软件能够生成所设定好时间范围内各测量指标超标情况的统计信息，包括最大值、最小值、平均值、总测量次数、超标次数、超标次数所占比例等。主要涉及的指标有：电压、频率、三相不平衡度、谐波等，所使用的国家标准由用户输入并保存在系统中。
1.2.5设置模块
主要包括国标设置和测点设置两部分。其中，国标设置主要包括供电电压偏差、电力系统频率允许偏差、三相电压允许不平衡度、公用电网谐波等标准的设置，默认情况按现行国家标准执行。测点设置方面主要是设置测点的额定电压、基准短路容量等基本信息。
1.3实现
随着互联网技术的飞速发展，软件的体系结构主要有以下两种：客户机/服务器（C/S）模式和浏览器/服务器（B/S）模式。C/S模式将应用一分为二，服务器负责数据管理，客户机完成与用户的交互，有较高的安全性，同时具有强大的数据操作和数据处理能力。另一方面，也使得客户端程序设计较为复杂，升级代价较高。B/S模式则是利用不断成熟的浏览器技术，结合浏览器的各种脚本语言，实现了原来需要复杂客户端软件才能实现的强大功能，其最大的优点是运行和维护简单方便，但是在浏览器上对大量数据进行深层次的分析、汇总等处理能力较弱[3]。
考虑到本系统需要对大量的电能质量数据进行分析处理，并且需要有较好的交互性，并综合分析C/S模式和B/S模式的优缺点后，决定采用C/S模式进行设计，通过.Net平台开发实现。在设计过程中采用MVC模式，把整个系统分为三个基本部分：模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）。MVC模式的目的是实现一种动态的程式设计，使后续对程序的修改和扩展简化，并且使程序某一部分的重复利用成为可能。除此之外，此模式通过对复杂度的简化，使程序结构更加直观。软件系统通过对自身基本部份分离的同时也赋予了各个基本部分应有的功能。采用MVC模式一方面使用程序结构直观，便于设计；另一方面，由于C/S模式和B/S模式只在表现形式（视图）方面有较大的区别，因此，采用MVC模式设计后，如果有需要，能够较容易地将C/S模式转换为B/S模式以方便系统的运行和维护。
数据模型（Model）用于封装与应用程序的业务逻辑相关的数据以及对数据的处理方法。“模型”有对数据直接访问的权力，例如对数据库的访问。模型不依赖视图和控制器，也就是说，模型不关心它会被如何显示或是如何作。在实现时，主要通过ADO. NET技术来实现对存储在数据库中的电能质量数据进行高效的访问。
视图（View）是指界面设计人员进行图形界面设计。在本软件中，通过友好的界面实现用户与程序的交互，并将查询分析结果以图表的形式呈现给用户。在图形评估模块中，通过.NET中的GDI+技术绘制相应的图形，并提供图形的缩放、导出、打印等功能，图1为电能质量分析评估界面图。在报表生成模块中，通过.NET的水晶报表控件来生成各指标的统计报表，使用户对电能质量情况有较好的把握。
图1电能质量分析评估界面
控制器（Controller）起到不同层面间的组织作用，用于控制应用程序的流程。它处理事件并作出响应。“事件”包括用户的行为和数据模型上的改变。控制器通过数据模型的相关接口获取数据，并对数据进行整理、分析、计算、统计后提供给视图，展示给用户。
图2是系统开发的三层结构图
2结束语
该文着重描述了电能质量监测系统的整体设计及分析管理软件在.NET平台上的实现，具有电压及电流的实时显示、电能质量各指标的图形分析评估以及报表的生成等多种功能。经过测试，系统运行良好，具有运行稳定、界面友好等特点，对全面了解测点的电能质量有极大的帮助。当然，对于电能质量监测，仍有许多工作要做。随着测量数据的积累，如何保证系统稳定快速地运行及对数据进行更深入地挖掘及智能化地管理应当成为今后研究工作的重点，对提高电网的运行效率也有积极的意义。
参考文献：
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[3]杨敬伟,薛玉倩,刘振鹏.基于C/S与B/S混合模式的软件体系结构[J].河北大学学报:自然科学版,2006(3).
记者：测试测量仪器是一个比拼综合实力的设备，中国本土的高端测试测量仪器行业总体还落后于世界，您认为国内外的技术水平差距有多大？这样的差距是如何造成的？
周立功：从物理层面来看，本土企业在高端测试测量仪器行业几乎集体失去了话语权。比如，同样档次的示波器，进口品牌售价15000元，而国产只能卖2000元。高端仪器是一个需要长期投入的资本密集型领域，很多企业死在冲锋的路上和黎明前的黑暗之时，唯有能够坚持到最后的才能取得成功，因此要求企业家不仅要有远见，而且要有雄厚的资本。
由于国内企业普遍缺乏足够的资金，因此很少投入基础性的技术研发，且缺乏长远的规划和愿景目标，技术的积累几乎来源于产品开发。用户可能最关心仪器精度，开发者却疏于噪声、漂移、信号一致性等细节的重视。
由此可见，从思维层面来看，只要我们改变研发观念和方法，针对不同的仪器两者之间的差距将缩短到3到10年。致远电子投入基础性研发用了10年，但只用了2年就开发出了能够与跨国企业竞争的功率分析仪、功率计、电能质量分析仪、CAN总线分析仪与示波器。
记者：面对激烈的市场竞争，您认为目前国产仪器的主要市场集中在哪些领域？哪些领域会成为新的市场突破口？
周立功：新的突破口主要集中在应用广泛的电参数（包括强电和弱电）测量与分析仪器（又分行业仪器与电子测量仪器），由于竞争越来越激烈，企业也会愈加注重产品质量，因此电子产品制造企业离不开电磁兼容检测仪器。由于国家对智能电网和节能减排的大投入，因此新的突破口将集中在智能电网与能源能效管理测试与在线检测仪器，以及电磁兼容检测仪器与环境监测仪器，未来国产仪器必将进入十倍速的发展时代。
由于半导体技术的高速发展，致远电子开发的功率分析仪、电能质量分析仪、CAN总线分析仪等高端仪器，不仅具有非常优异的性能比，而且因为产品系列更全，因此在细分市场表现了强劲的竞争力则是最好的证明。
在互联网与传统行业相结合的大趋势下，不仅需要用仪器留住用户产生利润，更重要的是如何通过个性化、大众化服务的差异化竞争带动企业发展。比如，通过云端提供节能数据推送、节能服务与节能方案，显然测量数据也是嫁接用户与节能治理之间桥梁。云端所做的就是评估节能与经济效益之间关系，给用户提供更加大众化的数据，通过节能方案将服务做好了同样也可以盈利，甚至通过免费的服务促进仪器的发展。
垂直创新理念
记者：记得您提出过国产仪器研发的“垂直创新”理念，请您详细阐释一下这一理念的内涵。
周立功：由于某些用户不仅需要电能质量分析仪，而且还需要功率分析仪的部分功能，于是我们在电能质量分析仪上集成了功率分析仪的功能；由于某些用户既需要功率分析仪，也可能需要应变压力传感器分析仪，也可能需要变压器或电机参数测试仪，于是我们针对细分市场开发了多种便于集成板卡。
事实上，这样的机会比比皆是，比如只要在电能质量分析仪硬件开发一个新的软件就是电机经济运行综合参数测试仪，只要替换数据记录仪的模拟前端，开发一套新的软件就是新的测试仪器，因此我们将多种仪器功能模块集于一体的方法称之为向下垂直整合。
实际上，某些用户仅购买功率分析仪是无法独立使用的，往往需要向第三方定制相应的测试台架，比如，电机测试。还有一些用户在购买仪器的同时提出要求开发一个系统集成软件，将各种仪器组合成为一个平台。显然，我们采取垂直整合的方法完全避开了国外同行的竞争，我们卖的不再是一台功率分析仪，我们将这种用户需求称之为向上垂直整合。
记者：中国本土的测试测量企业在实施垂直创新的过程中，会遇到哪些困难？致远电子是如何解决这些困难的？
周立功：由于大多数本土企业缺乏平台化的思想，甚至一个人身兼数职，能人至上，因此一旦能人流失势必导致企业陷入绝境，这是问题之一。其次，由于很多企业未从根本上建立人才的选拔、培养和管理的制度，因此挖人永远也无法挖来别人明天创新的技术。
企业发展固然软硬件技术很重要，但管理同样也很重要，因此致远电子并不完全唯技术之上。研发经理务必选拔擅长管理，进而从根本上根除纯技术人才管理意识淡薄的缺点，人才的选拔、培训和管理是总经理的头等大事。因此致远电子创业以来始终坚守不向同行挖人，不看出身不唯学历不迷信分数，90%的开发人员都是从理论与实践两方面都结合得比较好的应届生中选的。为了避免能人的突然离职而影响企业的发展，致远电子结合需求建立了与绩效无关的创新技术平台预研团队，使平台与设计完全分离，从而保证致远电子可以十年不盈利还能专心于研发。
记者：创新的关键是人才，请问致远电子是如何按照垂直创新理念构建自己的研发队伍的？
周立功：在实践中，我们总结了“需求、平台、设计、测试、标准”研发管理十字诀，产品管理团队的主要职责是挖掘用户需求与市场调研，推进产品设计超越用户的预期，挖掘卖点帮助市场推广与销售实现市场最大化，因此必须选拔具有多年研发经验，且具备“听、说、读、写”四项能力的人才组成。
基于此，致远电子将软硬件平台按照模块化的思想进行细分，建立相应的预研团队。比如，在致远电子DSP的应用开发是由硬件平台、软件平台、算法和应用软件4个团队组成的，硬件平台是由专业的数字电路（包括高速数字信号的一致性）、高精度和高速模拟电路设计与调试，电磁兼容设计与整改，硬件测试与工艺设计，以及包括PCB设计、结构设计、外观设计与UI设计在内的工业设计组成。
关于市场竞争
记者：以致远电子十多年从事高端测试仪量的历程为例，您认为国产仪器企业赢得生存空间的基础在哪里？如何扩展更大的市场空间？
周立功：由于半导体技术的高速发展，本土企业在应用新技术层面上没有历史包袱，与国外厂商处于同一起跑线，因此本土企业只要甘于坐冷板凳静下心来做研发，则一定不会输给国外厂商。比如，致远电子售价9999元的200M示波器，其33万次/秒的刷新率，112Mpts的存储深度，4Mpts的 FFT功能，51种参数同时测量，以及模板触发与数字触发，自然就成为了200M示波器新的标杆。
虽然CAN总线技术应用如火如荼，但国外厂商的分析仪器依然停留在应用层软件的分析。而致远电子由于融合了高速数据采集技术，强化了对物理层的分析，进而成为了CAN总线故障排除、干扰定位、可靠性测试，且集动态与静态分析于一体的全球领先性解决方案。
记者：知已知彼，方可百战不殆。如今跨国测试测量仪器企业开始大踏步推出价格更贴进中国市场的新产品，您认为本土企业该如何应对这一竞争手段？
周立功：事实上，我们不仅要制造稳定可靠的仪器，更要让人使用起来更舒服，看起来更漂亮，旨在打造一个良好的人机工程环境，只有通过细节创新，才能全面获得竞争优势。显然，只要我们注重细节善于向跨国企业学习，并弥补跨国企业仪器的不足和死区，在与跨国企业的全面竞争中，世界一定会因为我们而不同。
人们常说“细节决定品质”，但如何让好的理念落到实处呢？比如，各种品牌示波器的开机时间几乎都要30-50多秒，于是通过优化我们将ZDS2022示波器的开机时间缩短到了6秒。还有520ms的自动捕获快如闪电，按键释放的瞬间，波形就已经稳定触发在屏幕中央，而其他品牌的示波器自动捕获时间几乎都在2-3秒。
虽然示波器所用的DSP无法支持强大的OS，但是否可以将显示字体做得象手机那样漂亮呢？事实上，很多几万元示波器那难看的字体如同山寨机叫人揪心。模板触发技术与创新的数字触发系统分别是安捷伦与R&S高端示波器的主要卖点之一，而ZDS2022示波器一应俱全。
记者：国产仪器企业在研发新产品时，同本土的关键零件供应商形成紧密的合作关系，这是否可以有利于增强竞争力？
周立功：由于部分高端芯片的禁运，因此严重地影响了国产高端仪器的发展，这是目前最大的瓶颈。不过，现在形势已经开始好转，国产半导体企业正在崛起。比如，北京时代民芯就已经有完全可以商用的高速A/D转换器了，预计十年之内将彻底打破垄断局面。
记者：请您展望一下，在接下来的五年中，国产仪器将于跨国公司的仪器形成怎样的市场格局？
关键词：电力系统；电压暂降；实测统计法，随机估计法
1 前言
国际电气电子工程师学会(IEEE)定义，电压暂降是指供电系统中工频电压有效值突然下降至额定值的10%~90%，并在持续10ms~1min后恢复正常的电能质量现象。电压暂降大多由系统故障引起，对负荷的影响程度取决于电压暂降幅值、持续时间、相位跳变、频次等。因此，对电压暂降进行评估成为现代电能质量分析中的一项重要内容。
2 电压暂降评估方法
2.1 实测统计法
实测统计法是指选择电力系统中的部分站点进行电能质量实地监测，通过统计分析所采集的数据来确定供电系统的电压暂降情况。美国国家电力实验室在1990年对典型120V交流壁插座系统中随机选取的88个PCC点进行监测，共产生100 000次扰动现象[1]。加拿大电力协会(CEA)及美国电能研究学会(EPRI)分别对加拿大及美国的电能质量问题进行了监测调研[2]。其中CEA的调研涉及到加拿大各行业550个监测点；EPRI随机选取227个监测点进行监测。文献[3]分析电压暂降对工业敏感设备，包括PC、PLC、CNC的影响，指出电压暂降是工业生产中最严重的电能质量扰动现象。
2.2 随机估计法
随着电网的进一步复杂化，实测统计法虽然能够真实地反映监测点的电能质量状况，但由于其监测周期较长，且加上受到监测手段、仪器等条件的限制，其监测和统计结果给研究工作带来很大的不便。随机预估法从概率角度出发，对系统电压暂降扰动频次做出估计。根据实现方式的差异，随机预估法可分为临界距离法和故障点法。
学者Conrad首次提出电压暂降随机评估的方法[4]。文献[5]指出系统短路故障是造成电压暂降最主要的原因。结合已有的短路计算方法、继电保护设备特性及历史可靠性数据，可对电压暂降的一些重要特征量，如：电压暂降幅值、持续时间及发生频次等进行预测和评估。此外，文献[4]还提出不同电压等级间变压器接线方式对电压暂降的影响。Conrad关于电压暂降随机评估的方法为Gold Book的撰写奠定了理论基础[5]。作为传统随机评估的主要方法之一，该方法被称为故障点法。
学者Bollen于1995年首次提出“临界距离”的概念，为以后建立临界距离法来评估电压暂降奠定了基础。文献[6]基于简单分压器原理对辐射配电馈线上电压暂降进行预测。文献定义“临界距离”的概念为：当线路发生故障时，PCC点遭受特定电压暂降特征的线路长度，并从理论上证明了PCC点的电压暂降频次与临界电压Ucrit的函数Ucrit/(1-Ucrit)成正比。
1997年，Bollen正式提出基于临界距离的电压暂降随机评估法――临界距离法[7]。该方法利用系统阻抗、线路阻抗及临界电压得到的临界距离大小，结合临界距离内设备故障率判定PCC点发生电压暂降的频次。文献[8]给出了临界距离的精确数学表示式，并利用该方法评估单相及两相相间等不对称故障引起电压暂降频次。
3 各种评估法的优缺点
文献[9]归纳了目前电压暂降随机评估方法：临界距离法、故障点法及Monte Carlo法。通过介绍各种分析计算方法的基本思想指出了各自存在的优缺点：临界距离法评估精度高，但只适合辐射型网络；故障点法适合任意网络及故障类型，但故障点的选取带有主观性。
4 结论
随着电力系统中新型电力电子设备的广泛使用，电压暂降已成为影响电气设备正常运行和导致敏感负荷经济损失的主要原因。由于电压暂降影响因素的不确定性，使得对供电系统中PCC点进行实际测量的缺点日益显露，此时可采用随机估计法进行评估。然而，实测统计法可为随机评估法提供样本数据。因此，在实际应用中，应将实测统计法和随机估计法有机的结合起来。
参考文献
[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.
【关键词】分段开关；FTU；Flex；ActionScript；管理系统
0 引言
目前随着配电网自动化的广泛开展，越来越多的架空线路分段开关投入运行，很多分段开关具有FTU设备，能够实时测量电流、电压、功率等数据。但是当前多数分段开关FTU只是完成了故障区段隔离的功能，对分段开关FTU数据没有能够充分使用。如果能够将各FTU的信息进行有效的分析处理，依据FTU数据对配电网的运行状况进行评估，就可以极大提高配电网的安全性和经济性。
基于这种现状，本文提出了基于分段开关FTU的配电线路运行管理系统的实现方案。在分析了用户的实际需求的基础上，本文采用三层体系结构对该系统进行构建，设计出满足当前系统需要的内部类库，并根据需要设计了符合当前决策支持系统需求的数据库。系统采用了B/S模式的解决方案，前台利用Flex和ActionScript技术进行设计，后台数据库为SQL Service2005。系统主要功能包括数据维护模块、电能质量分析模块、无功功率分析模块、线路重构分析模块、故障统计分析模块。开发过程中使用Web的分层体系结构，增加了开发工作的方便性、提高了业务的处理效率。现场实际应用验证了系统的正确性和实用性。
1 系统总体设计
1.1 系统整体架构
1.2 系统结构设计
根据上述系统整体框架设计思想，在详细的需求分析基础上所设计的10kV配电线路运行管理系统结构图如图2所示。
1.2.1 数据维护层
数据维护层主要完成分段开关数据的初始处理功能和业务数据管理功能。①数据转发模块主要负责对终端开关设备数据进行采集、校验。其中采集是将不同区段开关数据通过定期自动方式或手动方式传送到服务器端，定期自动方式依据实际配电网和配电自动化技术要求，采用每5分钟上传一次开关数据；校验是在网络拓扑图的基础上考察检验数据。②中心数据库模块，对系统所需部分设备数据、开关数据、线路数据、电能质量数据、线路重构数据和故障数据进行管理。中心数据库使用的Sql Service2005数据库靠自带数据库备份和恢复功能及用户访问权限设定功能，使其具有完善的数据安全保证。③召测接口，负责数据分析模块与数据维护、设备数据接口的数据通讯功能，使数据分析模块更独立于数据维护，易于后期集成开发。
1.2.2 数据分析层
数据分析层（中间层）是整个配电线路运行管理系统的核心，也是上下两层的纽带。它负责建立实际的数据库连接，根据客户的请求，执行相应的存储过程查询数据库进行指标统计和数据分析，并把结果返回给客户端，有着强大的信息处理功能。这一层将业务从客户端程序中分离出来，形成了独立的中间层。包含电能质量分析、无功功率分析、线路重构分析和故障统计四大部分，而每一部分再按照各自功能分成更加细致的层次和模块。①电能质量分析模块提供了全面的电网运行安全性计算功能，比如谐波畸变率、三相电压不平衡度、短时闪变和长时闪变等表征电能质量性能的指标，其中包括电压波动分析、线路谐波分析、线路频率分析和三相电压不平衡度分析四个子模块，各个子模块针对确定指标统计了监测区段线路运行情况、电压波动情况、谐波情况、频率波动情况等。②无功功率分析模块中的无功功率分析，通过对配电网中无功负荷的分布情况，确定了包括进行无功补偿的方式、选择合适无功补偿装置、合理地确定无功补偿点位置、无功补偿容量和组数等相关信息，并生成合理的补偿方案；无功缺额统计是针对场站线路的无功补偿容量、补偿点位置等信息进行统计，对整个网架进行综合评估。③线路重构分析模块中的分支负荷分析功能对现有网架结构进行综合分析，找到薄弱环节，为重构提供依据；重构方案生成功能针对找到的薄弱环节，依据实际负荷情况，提出线路开关调整方案，并进行校核。④故障统计分析模块中，分别统计了线路的短路情况、接地情况，为线路运行情况判断提供依据。
由于配电网中信息量巨大，关系复杂且变更频繁，数据库的设计一直是工作中的一个重点，也是难点。依据实际需要，采用新的“阻抗可变支路”模型，把配电网线路按所连接的开关分段，开关作为线路的一个属性，把杆塔作为“弱实体”来处理，依赖于线路的存在，此种配电网线路ER模型，灵活性好，易于维护。
1.2.3 人机交互层
用户界面层作为客户端，主要完成数据分析结果的查询和统计，并将分析结果进行网页，可实现报表化和图形化的结果输出。这一层还提供了分析参数设置与修改功能，客户可以根据具体情况和实际需要，设置不同的分析指标参数，比如配变负载率过大参数、线路故障标准原则等，这些指标在中间层的分析程序中都做成了通用接口。用户界面层利用Flex技术开发，有很高的运行效率。
正是由于采用基于Flex技术的B/S模式中的Brower完成的是面向大量用户的数据查询和统计分析功能，而不是信息数据的处理，所以做到了客户端的免维护，开发人员只需在服务器上维护其网页脚本等即可。
2 系统实现
根据系统的具体设计需要，当前的主流技术以及开发团队的实际情况，本系统各部分主要应用以下技术进行设计。
2.1 数据维护层实现
为完成数据维护层实时性所要求的工作，必须有高效的数据库操作技术。数据维护层中的功能通过商用数据库SQL的存储过程来实现的，具有软件开发周期短，代码量小的特点。每一个存储过程将按一定的标准查询数据库进行统计，并且把统计指标参数做成通用接口与用户界面层进行交互，这种实现方式既灵活多变又安全可靠。
2.2 数据分析层实现
数据分析是整个系统业务处理的基础和核心，它与数据库和前台界面之间都有着频繁通信和数据交互，其数据的处理速度及精度也就显得格外的重要，因此本系统采用FluorineFx开源库。该库提供了一种在.NET framework下对Flex/Flash的远程过程调用，Flex数据服务和实时数据的使用技术。采用FluorineFx技术使得在系统开发过程中不必考虑Flex前台和.NET服务器之间的通讯细节，大大提高了开发效率。
2.3 界面实现
由于Flex、Actionscript技术在绘制报表和图形方面拥有显著的优势，同时前台界面在与服务器进行网络通信时，有大量统计数据的交换，因此前台界面采用Flex+Actionscript技术实现，通讯则使用Web Service技术。Web Service是一个应用组件，它逻辑性的为其他应用程序提供数据与服务，各应用程序通过网络协议和规定的一些标准数据格式（Http，XML，Soap）来访问Web Service，通过Web Service内部执行得到所需结果，Web Service可以执行从简单的请求到复杂商务处理的任何功能。一旦部署以后，其他Web Service应用程序可以发现并调用它部署的服务。
2.4 数据库建模
合理的数据库设计是系统整体功能得到实现的基础，根据系统整体分析、决策流程，可以将本系统的业务流程描述如下：首先是选择电力线路，然后根据已经选择的线路获取该线路监测设备所对应的决策支持分析信息，最后根据该信息对线路对应场站的运行情况进行评估。所以决定本系统的最重要的数据库表为：设备信息表、设备状态表、电能质量表、开关信息表、线路信息表。现对以上各表进行设计。
设备信息表：设备索引，线路编号，通讯编号，设备名称，设备类型，SIM卡号，安装地址，备注，审核人员，经度，纬度，A侧名称，B侧名称，联系人，联系方式，联系人身份证号码，联系人手机号码，单位地址，联系地址，设备出厂编号，设备登记时间，是否经过审核（0审核，1未审核），手机随机密码验证号码，保护CT，保护PT ，GPS定位时间。设备状态表：通讯编号，最后一次通讯时间，在线状态，开关状态，闭锁状态，A侧电源信息，B侧电源信息。电能质量表：通讯编号，谐波畸变率THD，三相不平衡度，短时闪变（Pst），长时闪变（Plt），正序电压分量，负序电压分量，零序电压分量，零序电流分量，电压偏差，频率偏差，监测时间。线路信息表：线路编号，电力公司名称，站点名称，开关数，线路状态（断开0，未断开1），线路左端编号，线路右端编号，零序电压，零序电流，相角差，是否故障。
3 现场应用情况
基于分段开关FTU的配电线路运行管理系统已应用于甘肃省武威供电公司，在一个110kV变电站的5条10kV线路上，共安装了40个分段开关，每个分段开关都带有FTU。
系统采用本文所述的技术，对各个FTU数据进行统一存储和分析，实时掌握线路的运行状况，显著提高了线路运行的可靠性和经济性。
关键词：电力；营销稽查；反窃电；管理；措施
电力营销的意义在于通过准确无误的抄表核算，帮助客户对用电量进行准确的计量，指导用户安全使用电能，并努力节约用电消耗。目前，供电企业在着手建O电力营销体系，不断拓宽电力营销的覆盖面，业务范围也有了显著的托转，包括电费抄表核算、用电业务变更、电能计量管理、用电环境监测、营销稽查等。其中，营销稽查是目前在反窃电工作中经常采用的方法，在线监控营销各关键指标和风险点，及时纠偏补漏，对窃电风险进行有效的防范。
一、营销检查系统在反窃工作的应用现状
营销检查系统在反窃电工作的使用，一方面，将营销检查从对琐碎异常问题分析中解放出来，而更关注于对风险的防控，提高营销检查质量；另一方面，实现营销风险分析和管控集成化，能够在最短的时间内发现异常数据并做出响应，便于集中制定风险防范措施。近年来，供电企业先后上线了推出了供电费、检查专业使用的 MIS 系统。随后SG186 系统的建设，将原有各项功能逐步集成到 SG186 系统之中，功能性得到显著加强。供电企业于2008 年开始将 SG186系统引入到供电企业营销检查工作中，之前使用的各个系统正式停用。 为尽快治理稽查过程中发现的异常数据，提高电力营销整体水平，国家电网公司稽查监控系统 2012 年正式上线，该系统依靠 SG186 营销业务体系对各类营销数据信息进行集约、展开监控管理及偏差管理，为电力企业提升营销策略提供了良好的技术环境。
二、营销检查系统在反窃工作应用中存在的问题
（一）人为因素造成电量损失的稽查功能的缺陷
目前，电力营销工作的职责范围不断拓宽，而电能表的抄录对与核算仍然是电力营销工作的核心内容。供电企业根据电能表抄录数据向用电单位收取一定的电费，构成供电企业的资金周转来源，是维护公司经济效益中的关键环节。因此，如果在抄表环节中存在纰漏，导致无法准确核对电量消耗，有可能导致供电企业资金周转不灵，影响下一阶段的正常供电。因此，在用电稽查中必须采取切实可行的方法对抄表效果进行检查，及时发现问题并进行整改。然而，从抄表工作现状来看，依靠对抄表员的随机抽查并不能从源头上防止窃电风险，无法准确定位到问题抄表段，导致此项工作的效率降低。因此，部分研究人员提出有必要开发一项稽查监控系统，针对稽查监控系统是否需要开发此类的功能模块，作者进行了广泛的调研。结果发现目前供电企业通常采用远程采集集中抄表和人工抄表两种抄表方式，远采集抄是对已更换智能电表的小区统一采集数据进行抄表，利用现代通讯技术实现集中抄表，但由于设备故障率相对较高导致数据采集的成功率低下，并且在地理位置偏远的地区安装集中采集设备的难度较大，这也限制了远程采集抄表模式的发展。目前，国内供电企业采取的抄表工作形式存在以下的问题：
1、小区抄表难度增大。大部分供电企业采取的抄表方式仍然沿用了传统人工抄表模式，然而新建小区一般都安装了小区楼宇对讲设备，由于抄表员在无法连接对讲设备，将无法对整楼进行抄表。
2、平房抄表存在难度。部分平房都将电表装在家中，这就需要抄表人员正确把握抄表时间，进行抄表时必须保证用户在家。然而，用户不愿意在休息时间内被人打扰，导致了供电企业抄表效门率低下。
3、智能表更换并未降低工作强度。很多小区住宅更换智能电表之后，将通过采集设备进行集中抄表，而不再需要亲自上门抄表，然而实际中由于智能电脑需要经常维护，导致采集失败问题屡有发生。同时，那些未更换智能电表的用户比较分散，抄表员在进行补抄的过程中其实工作强度并未降低，使抄表员容易放弃此类用户的电量抄录。
（二）行业售电量的分析功能的缺陷
在当前稽查监控系统中，没有对售电量变化的分析模块，在工作中如果要分析售电量的变化，需要从SG186系统将用户全部导出并按条件进行筛选，就目前营销工作而言，更多的按用电类别分类统计，当前销售电价按用户性质和负荷特性分类，主要分为居民电价、大工业电价、一般工商业电价和农业生产电价等。
通过行业售电量的分析，可以帮助供电企业更好地了解用电单位在一段时间内的电量使用情况，对其是否存在违规用电、窃电行为进行排查，使得供电企业的售电管理更具有针对性，促进电力企业管理水平的提升。通常，售电量、售电均价、电费回收、线损是电力企业营销成果的四个重要指标，决定着电力企业营销经营成果管控水平的高低，因此在稽查监控系统中应更全面体现这四项指标的数据，一旦发现“利率执行异常”和“分时电价执行异常”两个主题存在异常的现象，必须对此类异常用户进行深入分析。
三、提升营销稽查系统在反窃电工作中效果的策略
（一）完善营销稽查系统，实现系统功能的升级
通过收集营销稽查监控系统的功能应用问题，研讨解决方案，不断完善系统功能，为营销风险分析和管控工作开展打造完备的信息系统平台。根据工作中遇到的问题确定了解决问题的整体思路，一是搜集营销日常工作中遇到的异常问题，分析营销工作中的风险，同时深化营销稽查监控系统和电能采集系统的联系，进一步挖掘营销三大系统的应用潜力。二是深入分析未被校验规则校验出的营销异常问题的产生原因，找出相互制约的关系，将修正后的逻辑校验关系重新植入营销稽查监控系统，从而杜绝人为异常问题和风险的发生。
（二）对重点区域加强营销稽查监察力度
在进行用电监察的过程中，对于一些用电量与电表数额不等的居民区，营销稽查人员应作为重点监察目标。加大营销稽查的时间，不放过任何的细节，对窃电现象进行防范。用电监察是一项十分需要细心的工作，只有在营销稽查过程中强化对重点区域加强监察力度，才能够及时的发现窃电现象，保障居民的安全用电。
（三）开展营销抄表质量分析
传统的电能表使得居民“窃电”时不容易被用电监察人员发现，在时代进步的今天，我们要对电能表进行不断改进，例如在电能表当中加入电子计量技术等，能够实现电表数据的共享，避免了人工抄表的麻烦与不准确，也使用电监察人员能够直接通过数据分析出不同区域的居民用电情况，发现有“窃电”现象的区域也能够及时的派出相关人员进行核查，保障每一位居民的用电安全。对于一些电力设施遭到破坏的现象，要做好电力设施保护措施，避免闲杂人等进入，并定期检查电力设施的损坏情况，及时进行完善，避免因为电力设施老化或是故障造成大范围的停电，给国家造成经济损失。增加营销抄表质量分析模块后，可以通过稽查监控系统对公司抄表段抄表情况进行多角度的分析，并形成分析材料，椭提升公司营销专业抄表质量。新抄表质量抽查是对同样的抄表段利用稽查监控系统深化应用后的新功能提供的问题抄表段明细直接检查，抽检成功率有了明显提高，可以达到 90%左右，在整改后台区线损明显下降，真正做到了对抄表质量的管控。
四、结论
在目前已有功能的基础上，本文提出了营销抄表质量分析以及电力信息采集系统相联系等方案，并验证了其可行性。为更好的发挥营销稽查监控系统的作用，今后的研究工作可以从以下几方面展开：1、稽查监控系统的深化应用应随着当前电力企业的相关工作开展继续深化，当前智能表换装已接近结束，应着力开展对智能表的异常问题的校验规则的研究。2、稽查监控系统应在更智能的分析异常数据进一步深化，从而在线损工作中由当前月线损事后监控改为日线损实时监控。3、通过与电力用户用电信息采集系统建立的联系，下一步可将三套系统可利用的数据结合起来，形成对异常数据的综合分析，即在采集系统与SG186系统的数据进行联合分析制定新的主题。
关键词：虚拟仪器 同步数据采集 电能质量
1 概述
随着电力电子技术的应用与发展，电力系统中的非线性负载越来越多，直流输电、大功率单相整流技术在工业部门和用电设备上被广泛应用，这些非线性负荷会引起电网电流、电压波形发生畸变，造成电网的谐波“污染”；冲击性、波动性负荷，如电弧炉、轧钢机、电力机车等，运行中不仅产生大量的高次谐波，还引起电压波动、闪变以及三相不平衡等一系列的电能质量问题。电能质量研究的主要内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变（谐波）、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。电能质量问题一方面导致供用电设备本身的安全性和使用寿命降低，严重影响电网自身的安全经济运行。而另一方面，各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备不断普及，对电能质量及可靠性的要求越来越高。无论从电网运行的需要考虑，还是从供电用户的需要考虑，加强对电能质量的监测都是非常必要的。
本课题的主要研究目的就是开发出能够适合中小型企业安装使用的在线式供电电能质量监测系统，该系统具有较好的适用性和全面的功能，可在线实时监测供电电源的各项指标，具有精度高、实时性好、可扩充性强、界面友好、维护方便、可在线测量并具网络远传通讯功能的优点。通过该系统，一方面电力供电企业可以实时掌握用户的具体情况，更有效、更有针对性的提供供电服务；另一方面企业用户可以改善用电状况，减少故障风险，从而有助于整个供用电网络的稳定、高效运行。
2 系统结构
电能质量分析及及其监测是一个复杂的系统工程，涉及到电力系统、自动控制、现代通信等多个方面。本课题结合供电系统既有的电能质量测试分析方法、测试装备进行了开发，设计方案以工业控制计算机为核心，利用通讯总线和分布式监测采集单元。配有高性能数据采集卡，实现快速、在线、准确测量各项电力参数；利用LabVIEW软件强大的虚拟仪器设计能力，结合合理的数字信号处理算法，实时分析供电系统电压偏差、频率偏差、谐波、负序、电压波动和闪变等重要指标，并对其供电质量和运行性能予以综合评价和处理意见，同时具有显示、打印、保存等各种功能，整个系统的结构如图1所示。
3 工作原理及实现
3.1 信号测量及调理电路 为了配合现场应用的需要，标准信号为取自电流互感器的5A左右交流电流和取自电压互感器的100V左右交流电压，经接口转换电路模块统一变换成±10V间的电压信号，同时将多路变换完成的信号集中通过接口接入数据采集卡。
为了达到准确的测量，电压互感器和电流互感器要有较大的线性工作区和良好的动态响应，在电压、电流出现较大波动和闪变时能够保持足够的精确度。从电压互感器和电流互感器得到的电压信号和电流信号首先经过隔离保护电路，即通过光电耦合隔离强弱电信号，有效地抑制系统噪声，消除接地回路的干扰。
3.2 数据采集卡 数据采集卡是实现测量的关键设备，能够按照预先设定的采样率将模拟信号转变为数字信号，随后通过数据总线送至计算机。考虑到电能质量测量对于电压、电流信号的同时性要求比较高，因为若同一位置的电压、电流不同步，那么所进行的功率、相位差等测量就没有了物理意义，因此，设计选用阿尔泰公司生产的PCI2008高速多路同步采集卡进行采集。该卡是12位16路同步采样的AD卡，采用PCI2.2总线标准，通过率为25K/通道，单卡总通过率可达400K，为了确保采样精度，每通道均通过PGA103仪表放大器缓冲后接入4通道同步采用保持AD芯片AD7874，PGA103为程控增益放大器，这样就可以根据每一路输入信号电压的大小来通过软件编程设定每一路采样通道的增益，使得12位AD转换器的分辨率能够尽可能的大，增加测量的精度。在电能质量国家标准中规定谐波测量仪器的频率测量范围是0～2500Hz，根据采样定理，采集卡的采样率不应小于信号频率的两倍，即此时要求采样率要达到5KHz 以上，PCI2008卡足以满足电能质量在线监测的要求。
3.3 工业控制计算机 工业控制计算机的结构与一般PC机类似，但加强了对抗电磁辐射干扰（EMC）、抗机械振动方面的设计，能够在比较恶劣的工作环境下连续长时间工作。相比DSP、单片机等构成的系统，工控机具有计算能力强、存储容量大，便于实现数据管理和网络通信等优点。考虑到数据采集设备通常运行在工业现场，常常有较强的振动、电源干扰和电磁干扰，设计中采用了高性能工业计算机作为数据采集系统软件运行的计算机平台。
3.4 虚拟仪器设计 系统软件利用LabVIEW虚拟仪器技术开发。在软件开发过程中采用了模块化和多线程的开发设计方法。系统软件功能模块结构如图2所示，按照主要功能划分为若干相对独立的模块，主要包括数据采集与存储、数据库及通信、谐波分析、负序分析、电压闪变、功率分析、波形记录、查询报表、综合评价等功能模块。
数据采集与存储模块的主要任务是将原始电压电流信号采集并变换成数字信号，然后显示出波形和频谱，存储并输出数据文件，在每路通道设计有校正放大环节，通过软件调节通道线性标定值来实现，使之在输入信号相同的情况下，各通道最终的测量数据也相同。AD 转换后的结果送往FIFO存储器，这是一种“先进先出”式的存储器，可以保证进行连续数据采集时不会丢失数据。采用FIFO的结构可以不必在每次AD转换结束后马上将数据取走，而是将数据缓存在FIFO存储器内，等若干次采样结束后再将所有转换后的数据一次性读走，大大提高软件执行的速度，也极大地方便了程序的编写。
数据库及通信模块负责存储、使用、管理数据和进行通讯数据交换。谐波分析、负序分析、电压闪变、功率分析等模块依据电能质量参数测量的相关公式和原理，利用数字信号处理算法，完成整个电能质量的监测。波形记录、查询报表模块用于对测量和分析数据结果的直观显示和汇总报表功能。而电能质量综合评价模块可以根据监测的数据进行综合评定，给出当前具体的电能质量水平。
4 结论
本文针对目前用户和电力供电部门普遍关心的电能质量问题进行研究，系统在设计时采用了高可靠性的硬件电路和模块化设计，操作方便，开发周期短，具有优异的工作性能。现场测试和用户使用情况表明，该系统运行稳定，功能完备，设计已经达到了较高水平，具有良好的实用价值和广阔的市场前景。
参考文献：
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[2]王宾，潘贞存，宋洁.基于低压用户侧的电能质量监测研究[J].电力系统及其自动化学报.2004(01)
[3]张涛，程志友，梁栋，王年.电能质量模糊综合评估方法研究[J].中国仪器仪表.2009(01)
[4]陈国磊，舒双宝，季振山.电能质量监测高速数据采集系统的设计和实现[J].电力系统保护与控制.2009(03)
前言
目前，电网电能质量监测主要是利用便携式电能质量分析仪不定期对变电站或直接污染源进行测试，测试时间短，发现问题的几率小，部分安装了电能质量监测设备的变电站，由于没有建立电能质量在线监测系统，不能实现数据远传和数据保存，导致其功效低，以上监测方式其局限性主要表现在以下几个方面：1、实时性不强：由于监测手段落后，监测点分散，不能及时获得各监测数据；2、工作量大：需要花费大量的人力物力去收集的数据进行大量的统计分析；3、效率低：由于缺乏系统的电能质量数据，从发现电能质量的问题到解决问题，往往需要进行反复测试，需要很长的时间，无法形成一个高效率的电能质量监督管理体系。
为此开展全网电能质量在线监测系统的应用及研究、实现电能质量数据的远程监测及管理是取得一手数据，为电能质量综合治理提供可靠保障的基础。
信息技术在电能质量监测与分析中的应用
电能质量监测网一般由三部分组成：电能质量监测装置、通信网络、电能质量监测中心。根据电能质量监测点布点范围，电能质量监测与分析系统的建设目标是建立一个覆盖全地区的二级电能质量监测分析网络。第一级是监测终端（包括电网所有变电站以及大用户等），依靠就地安装的在线式电能质量监测仪对监测点电能质量的连续不间断测量；第二级是电能质量监测中心即公司级主站（电能质量监控中心），由通信服务器、数据库服务器、数据存储设备（磁盘阵列）、WEB服务器、管理员工作站和可直接登录主站的客户端组成，负责对全地区电网电能质量的综合统计、分析、查询。电能质量数据来源于第一级，通过数据通讯层自动完成采集数据的上传。
在网络通道方面，第一级与第二级之间主要采用电力光纤通信专网连接。整个系统是一个树型结构，其网络分布如图1。
·监测系统简述
电网电能质量监测系统实现了电能质量指标的全面监测和统一管理，具有良好的可靠性、实用性、可扩展性和兼容性，其规模可根据需要任意扩展。
监测系统由监测中心主站和变电站子系统两大部分组成，监测主站与当地监测单元相连，实现分散监测，分级集中管理功能，其结构见图1。
·监测中心主站结构
监测中心负责对监测单元的监测数据进行集中处理，并对监测单元进行远程维护和操作；可以通过接口应用与其它厂家的电能质量监测系统实现对接。主要由以下设备组成。
数据服务器：整个系统中存储监测点监测数据和配置信息的数据中心，为主站系统中其它部分功能的实现提供数据交互支持，是电能质量监测系统的核心，要求特别高时可配置成主备用系统。监测主机的配置原则：考虑监测中心的海量数据以及告诉处理，配置双2？60G冗余硬盘和双通道2？12M内存，保证了数据的可靠性、高效性，配置高性能服务器，而非简单的商用机，保证监测系统的长期运行。
通信服务器：为系统中主站和监测装置进行数据交互提供通信支持，处理所有监测装置上送的数据后存入数据服务器，同时处理并下发主站下行设置信息给监测装置。
维护工作站：实现系统主站维护管理的平台，运行管理分析软件。维护工作站的数目可以扩充，且物理位置随意。
Web服务器：为用户提供数据查询、分析等web服务的平台，为不同身份的用户设置不同的访问权限和提供不同的数据浏览支持。
接口应用：与其它厂商的监测系统进行对接，实现信息即资源共享。
·变电站子系统结构
每个变电站子系统主要包括一定数量及型号的监测装置和一台通讯协议转换器。转换器型号根据变电站实际的通讯线路来决定。监测装置之间通过485总线或以太网连接，监测装置到通讯转换器的最大通讯距离为1200米。每个变电站子系统只需要占用一条通讯线路或资源（如IP地址）。
·电能质量在线监测装置
根据国标要求，监测装置可对稳态电能质量（包括电网电压偏差、频率偏差、谐波、三项不平衡度、电压波动和闪变）、暂态电能质量（包括电压骤升骤降、电压短时中断）等各项参数实时在线监测。
在线监测装置作为电能质量监测系统数据的提供源，采样精度、采样速度要求十分重要。具有512点/周波的采样速度，暂态捕捉可达到最小20us的子周波瞬变；同时采用双CPU和DPS高效处理器，保证测量精度。
监测装置应具有多通讯口，且能并行工作，一是保证当前系统的可靠性，二也能为其它系统的数据交互提供可能。应采用工业级的Modem以及工业级的以太网口，尽量少的采用外置Modem以及用RS-485/RS-232转成的虚拟以太口，这样可以大大降低由于通讯链路环节的增多及数据通讯的瓶颈所带来的性能上的损失。
监测装置内置FLASH，可本地保存监测数据，稳态数据能够保存2～6个月的记录，暂态数据能够保存总时长20～120分钟的录波数据，并预留容量升级接口。
·电能质量监测与分析系统软件
主要功能：包括读取电能质量监测装置的电能质量数据，并可对监测装置进行远程维护和操作；将获取的电能质量数据存放到数据库中统一管理，查询、分析和评估数据库中的电能质量数据；能够与其它厂商的电能质量监测系统实现对接。
软件组成：包含数据库服务软件、通讯服务软件、WEB服务软件、管理分析软件、接口软件5个部分。5个部分独立运行，既可运行于同一电脑上也可分别运行于不同电脑，彼此之间以网络方式通讯。
分析软件对除闪变外的所有稳态指标进行实时监控，实时模式每3秒钟刷新一次；可实时显示各次谐波的波形、频谱图、谐波功率频谱图，并可任意放大缩小图形；可同时对多个变电站及多条线路进行监控，并即时对超限数据给出报警提示。
WEB服务器主要向用户提供数据查询、分析等服务，可使用户方便的对供电线路的谐波、三相不平衡、电压偏差、波动闪变、频率、功率、暂态事件等监控数据进行查询、分析和统计；查询及分析结果可保存为Word、Excel等格式文件。可根据客户的实际需要订制报表。报表包括以下功能：报表分析、图形分析、记录查询、暂态事件分析
结束语
通过电能质量监测系统的运行，对监测对象进行全局分析，及时分析和反映电网的电能质量水平，找出电网中影响电能质量的原因，对电能质量可能造成的危害及其影响范围和程度，提出相应策略，采取相应的措施，对电网的安全、稳定、经济运行具有重要意义。
（1）提供评估电力系统性能所需的信息，并可与其它电力系统相比较。
（2）对干扰源客户进行监控，维护电力系统设备的正常运行。
（3）帮助电能质量敏感性客户建立和维护100%可靠性供电。
关键词：水电施工；岩体质量；分类；方法
中图分类号：TV642 文献标识码：A
1.概述
水电施工中，工程项目的稳定性直接受到基础质量好坏的影响，而岩体质量是决定工程项目基础质量的关键。因此准确评价判断岩体质量，并对其进行分类可以准确地反映出岩体的性能、影响度，而利用类型级别法可以直观的体现岩体对工程项目稳定性的影响，工程设计人员也可以通过被量化的数据了解岩体质量，以此设计出符合实际需求的工程施工方案。因此水电施工中，岩体质量分级作为岩体工程地质评价工作的重点内容，对工程的整体施工影响深远。通过质量分级，可以对复杂的地质现象进行简化，并将其以物理模型的形式体现出来，从而便于后期依照工程特性对岩体进行力学模型的转换。
评价岩体质量就是ρ姨褰行分类，是依照岩体质量的优劣对岩体划分等级。目前已有的岩体分类方法多达数十种，有一般分类法、专门分类法，有定量分类法也有定性分类法，有单一分类法，也有综合分类法。但是就目前使用较为广泛的分析方法主要有定性分类、定量分类以及综合分类。而随着计算机技术应用普及程度的提高，新兴了一种智能化分类方法，对岩体质量进行评价定位，本文着重介绍了几种岩体质量智能化分类方法，并简要叙述了其优势、缺点。
2.智能化分类方法
随着国际市场开放性越来越强，世界各地的科技文化交融性不断增强，这种融合进一步推进了科学技术水平的提升。除此之外，各个领域学科之间在某一工程项目中的交叉也进一步促进了学科之间的融合，加之计算机技术的飞速发展，数学理论的进步，基于灰色系统理论以及模糊数学等一系列数学分类方法相继发展起来，并构成了不断完善的岩体质量智能化分类体系。
2.1 可拓物元分析
利用形式化工具对矛盾方法以及规律进行定性定量研究的方式即可拓学，该方式在岩体质量分析分类中可以通过建立质量评定模型对样品的综合质量水平通过多指标参数进行反映。从本质上分析，该方式是利用可拓集合理论，实现事物描述的定性与定量转换，将定性描述转换为定量描述。
2.2 分形描述
若岩体岩性相对较好，那么岩体力学性质会受到岩体结构的直接影响，除此之外岩石材料对岩体力学也具有一定影响，但影响略小于岩体结构的影响。所以，研究分析岩体中的裂隙、节理等不连续面，对于水电基础施工意义重大。岩体结构面网络的分维值比较全面地反映了岩体的工程地质性质，也可反映岩体质量的差异特征。可以通过结构面网络的分维、结构面迹长和隙宽的分维来表征岩体的质量优劣，从而对岩体进行分类。
2.3 岩体质量的模糊分类
对岩体工程以及岩体质量进行评定本身就具有一定的模糊性，而岩体质量受到外界和内部的各类因素影响也相对复杂，影响因素之间也相互影响，因此在岩体质量分析中若采用定性法则不确定性和随意性相对较大。由于岩体质量的表征数据会随着条件的改变而改变，这种变化具有连续性，因此确定性分析给出的绝对评定往往会将质量、性质相近的岩体划分到不同级别中。模糊聚类法则不同，其评定岩体质量时以某种程度上岩体属于哪一类，对岩体进行动态分类，因而更符合真实情况。
2.4 灰色聚类分析
无论哪一种影响因素，都无法准确地评价出岩体质量，虽然这些因素对岩体分类有所影响，但由于受到影响因素较多，因而岩体特性会表现出各类不确定性。这种多样化信息表现便属于灰色系统。依照灰色因素可以对岩体质量进行分类，通过分析不同灰色因素及其之间关联性，可以准确分析岩体质量特性，对其进行准确分类。但应当注意，分析岩体质量时应当找到灰色系统量度，并对岩体灰色系统进行关联性分析，从而依照量度的不同对岩体进行分类。
2.5 神经网络分类方法
对岩体质量分类造成影响的因素相对较多，有些因素为定量因素有些则为定性因素。由于影响因素种类繁杂，且不确定因素相对较多，因而很难采取统一的解析式将相关影响因素同分类结果之间的关系表现出来，因而这是一种典型的非线性关系。而神经网络具有的映射功能便具有高度非线性，利用该种分类方法可以有效归纳影响岩体稳定因素，并将其记忆下来，克服了单一判断指标的缺陷，令经验决策更加的科学合理，由定性决策转为定量决策。现场实际应用中，只需要选取适当的样本、参数，就可以得到相对较为准确的结果。并且一旦建立好模型后，可以在相关领域中快速便捷的应用，因而这种人工神经网络系统在岩体分类中应用价值更大。
2.6 专家系统研究
专家系统在目前的工程地质勘察工作中发挥了巨大的作用，该系统集合了大量的专业知识以及专家的经验，并以此为基础利用计算机技术进行整合，将专家们在实践中发现问题――判断问题――解决问题的事实、规则总结下来。通过问答程序，让用户利用程序进行提问，由系统模拟人类专家解决问题，最后给出相应的解决方案。
这种方式在应用上更加的智能，并且随着国际上对水电工程中岩体质量评价研究体系的完善，大量的经验、成果被积累下来。因此若对岩体质量分析方法、知识理论进行总结，分为一般性知识和专家特殊知识、专家经验，并归总成为知识库，利用计算机技术建立起专家系统，借助这一平台成为对岩体质量分类研究中的通用模式。
结语
岩体分级研究作为新时期水电施工岩体研究的重要手段，融合了模糊数学理论和树立统计理论，而并非单一的现象分析。虽然现有的方式都具有各自的优势，但是仍旧存在一定弊端。岩体分级应当满足简单便捷的岩体分析要求，因此岩体分级研究还应当继续予以完善。
参考文献
