一、上海電網電能質量監測係統和相關工作簡介      

       上海電網電能質量監測係統從2006年7月開始建設，2008年3月開始正式投入運行，在公司領導和運檢部的大力支持下，經過三期的規劃建設，目前上海電網電能質量監測係統監測網共有電能質量監測點387個，覆蓋了上海電網380V至500kV各個電壓等級，是國內最大的城市電能質量監測網。監測係統作為日常的在線監測手段，為上海地區電能質量工作提供了充分的數據支撐。依托電能質量監測係統，上海電網電能質量監測中心獲得了原華東電監局的認可，成立了“上海供電質量監測中心”。

       上海作為世界性城市，經濟發展一直處於國內領先地位，各類新興戰略產業和高端用電需求的發展使得上海電網所麵臨的電能質量問題往往也較為超前，用戶不僅僅滿足於“有電用”，而更關注於“用好電”的要求。

       近幾年，關於電能質量方麵的問題日益顯現，麵臨的民生方麵投訴壓力也逐漸增加，依托上海電網電能質量監測係統，國網上海市電力公司開展了針對亞信峰會主會場照明閃變、斜土地區諧波超標投訴、文化廣場用電異常事件、輔道站電容器噪音超標等一係列緊急響應和故障原因排查工作，為主管部門第一時間提出預警並提供多項相關分析和有針對性的治理方案，也為網架改造決策提供了理論和實踐依據。

       2015年至今，上海電網電能質量監測係統又邁入了新的發展階段。為了更好地監管電能質量，國家電網公司開始統推電能質量監測係統建設，上海公司運檢部積極承擔國網重點工作，將電能質量監測主站作為首批試點單位接入國網諧波監測平台。隨著國網大力推動監測網擴建和主站建設工作，監測係統的發展迎來了新的契機。

二、上海電網電能質量監測係統功能劃分和結構組成

       上海電網電能質量監測係統主要由監測終端、監測主站和國網公司電能質量監測技術實驗室三部分組成。

       依托電能質量監測係統，國網上海市電力公司開展了兩方麵的技術監督工作：

       ①是定期發布電能質量監測周報、月報和年報，統計上海地區電能質量穩態、暫態指標的情況和監測終端運行情況，反映電能質量水平；

       ②是當有電網故障發生且造成了大範圍電能質量問題時，於24小時內發布重大電壓暫降事件報告，評估本次事件的影響區域範圍和影響時間。

        2.1、上海電網電能質量監測終端現狀

       當前的監測終端布點依據《上海電網電能質量監測點設置原則》執行，主要針對上海主網、軌道交通和部分風光電廠實施在線監測，監測點分布在上海電網的各個地區，其中以市區範圍內最為密集。由於監測點選取較為合理，並重視監測終端運維工作，目前的監測網能夠基本滿足上海電網電能質量的監測需求。

上海電網電能質量監測點地理分布圖

    但是，當前的電能質量監測終端仍然存在以下問題：

       （1）監測裝置老化，故障頻發，監測終端在線率較低。

        由於監測係統規劃建設較早，目前監測係統中部分監測終端已運行近10年。由於當前對於監測終端的運行時間、停用條件缺乏成熟的管理機製，目前這一批監測終端仍在運行中，且無相應的更換撤除計劃。而由於設備老化，監測終端運行的故障率大大提高，一方麵給監測網的運維管理帶來了很大的困難，另一方麵，由於終端故障而缺失的監測數據，也對電能質量的監測分析工作造成了影響。

       （2）監測係統覆蓋麵不全，監測係統存在“盲區”。

        在上海電網電能質量監測係統監測網早期的規劃建設中，主要是針對上海電網主網實施在線監測。而隨著社會經濟的發展，電能質量問題的複雜性和全局性愈發突出，當前監測網對於省級計量關口、直流落點換流站等電能質量關鍵節點的監測十分薄弱。此外，由於用戶側是電能質量監測的重要內容之一，新能源用戶的汙染情況、敏感用戶的用電情況也受到越來越多的關注，因此有必要根據敏感用戶和汙染源用戶的監測需求對監測網進行針對性的改造擴建。

         2.2、上海電網電能質量監測主站現狀

        當前的監測係統主站采用“前置機-PQView主站-應用主站”三層架構。其中，前置機主要用於收集終端的監測數據，形成統一的PQDIF文件，寫入主站數據庫；主站數據庫采用進口的PQView數據庫，具有穩定高效的優點；應用主站是上海電網電能質量監測中心基於電能質量工作需求開發的主站係統，用於實現事件告警、報表生成、Web發布等個性化應用功能。

  總體而言，目前監測主站主要有以下三方麵的工作：

   （1）監測分析上海電網電能質量數據，定期發布電能質量監測報告。

     監測主站的主要工作之一為定期發布上海電網電能質量周/月/年報告，展示統計時間段內上海電網電能質量監測指標的統計分析結果。監測報告的內容主要分為三個部分：

     上海電網電能質量穩態指標情況，主要包括諧波、電壓偏差等指標；

     上海電網電能高質量暫態指標情況，主要包括電壓暫降和暫升，通過SARFIX指數表示；

     電能質量監測終端的運行情況。統計已接入監測係統的各電能質量監測終端的運行情況，便於監測終端的運維管理。

   （2）監測暫態電能質量事件，發布重大事件報告。

       鑒於重大電壓暫降事件對於電網的影響和危害程度較大，上海電網電能質量監測中心建立了針對重大電壓暫降事件的應急響應機製。電網發生電壓暫降後，監測係統會發出告警信號，當有超過5個變電站監測點監測到本次暫降事件時，則將本次時間定義為重大電壓暫降事件，監測中心會在24小時內出具重大電壓暫降事件報告。事件報告的主要內容包括三個部分：

       ①描述事件現象，展現事件波形，通過事件波形分析校核是；

       ②評估事件影響範圍和影響程度；

       ③通過仿真計算，展現該次事件對監測網未覆蓋區域的影響程度。

     （3）通過監測數據發現電能質量問題，為現場監測提供方向。

        由於當前監測網的監測點數有限，難以實現對於上海電網的全麵監測，對於部分電能質量問題難以獲取全麵的監測數據以支撐分析評估工作。因此目前的監測分析工作通常是以在線監測與現場檢測相結合的模式展開。針對在線監測時發生的電能質量問題，通過現場檢測的手段獲取更具體的數據，經過全麵的分析後發現問題的原因，從而解決問題。2013年開展的斜土地區電能質量專項測試便是該工作模式的典型案例。

        但是電能質量監測主站仍然暴露出架構落後和通信實時性不高等不足：

        監測主站采用監測終端-前置機服務器-主站數據庫三層結構，終端采集數據需要在前置機中經過層層解析才能進入係統數據庫，數據的安全性和穩定性對前置機性能依賴程度很高，一旦前置機出現故障將對監測網造成不可挽回的損失；

        監測網數據通過四區公共業務通道進行傳輸，經常會因為通道阻塞或者人為的原因導致數據丟失，也是電能質量監測主站的一個薄弱環節，研究改進監測主站軟硬件結構是本項目順利開展的前提和基礎。

     2.3、上海電網電能質量監測技術實驗室介紹

       電能質量監測技術實驗室於2009年獲得國家電網公司實驗室命名，服務於上海電網電能質量監測係統數據分析和技術支撐，主要由三大功能係統組成：上海電能質量監測管理係統、電能質量監測終端實驗室檢測係統和電能質量仿真建模及計算評估係統。

       上海電能質量監測管理係統能對穩態和暫態電能質量指標進行監測和分析，包括頻率偏差、電壓偏差、諧波、三相不平衡度、電壓波動和閃變、電壓暫升、電壓暫降和電壓中斷。電能質量監測終端實驗室檢測係統能夠完成電能質量監測終端電壓、電流精度檢測；電能質量監測終端電能指標精度檢測；電能質量監測終端諧波（間諧波）指標精度檢測；電能質量監測終端電壓閃變指標精度檢測；電能質量監測終端電壓暫降指標精度檢測等。電能質量仿真建模及計算評估係統能夠實現電網和電力負荷的仿真建模；基波潮流、諧波電壓電流、三相不平衡度、馬達起動引起電網電壓暫降等主要電能質量指標的計算。

        實驗室根據“三集五大”建設要求，從試驗能力提升、科研工作、技術交流、人才隊伍培養、製度規範性建設等方麵，分析麵臨的形勢，提出了主要工作目標和重點工作任務。以能力建設為基礎，以科技項目研究為依托，以管理提升為保障，提出實驗室的主要發展方向：

        以上海電網電能質量監測管理係統為研究平台，從穩態到動態電能質量問題進行研究。

        將研究平台與生產實際相結合，解決上海乃至華東地區存在的電能質量問題。

        加強對特高壓、新能源和配網的電能質量影響的研究，服務國網公司發展規劃。

三、上海電網電能質量監測係統中長期規劃和展望

        針對目前監測係統的不足之處，結合國網諧波平台建設要求，對上海電網電能質量監測係統作出如下規劃：

        3.1、近期目標

        （1）根據國網統推計劃進行電能質量監測點擴容。目前上海電網電能質量監測網已有387個監測點，但遠未滿足全麵監測和分析的需求，需要進一步完善監測網。

        根據國家電網公司電能質量監測係統統推建設計劃，針對原監測網的監測盲區，選取了包括省級計量關口、直流落點換流站、軌道交通、風光電廠、汙染源用戶和敏感用戶等各類電能質量關鍵節點在內的217個監測點，將於2017年全部完成覆蓋，建設完成後上海電網電能質量監測係統的監測點將達到604個，監測係統的監測能力將顯著提升。

        （2）電能質量監測係統跨平台融合和協同。國網公司目前存在多種生產管理係統，包括資產管理係統PMS2.0、智能運檢管控平台、生產調度管理係統OMS、生產搶修係統TCM等，電能質量監測係統相對比較封閉，還未實現與上述係統的融合和協同。

        電能質量監測數據是對電網運行狀態的信息展示，上述不同生產管理係統中包含電網設備參數、網架結構、潮流信息、地理信息等多種結構化和非結構化的數據，這些數據間隱含有大量相關關係尚未被發掘,通過開發係統之間的數據接口，在廣域專網上打通跨專業、跨單位、跨區域的現實壁壘，解析數據間的關聯關係,可以對電力設備的健康狀態、運行效率等做出預測,更能夠發現基於因果關係很難發現的潛在規律。

        3.2、遠期目標

      探索電能質量監測全覆蓋和運維管理水平提升，達到監管治一體化“零死角”。電能質量監測係統的建設是一個長期的過程，而不是一蹴而就的，應該依據電網的發展需要、負荷類型的變化實際、電能質量狀況的變化趨勢，實現動態式跟蹤建設，持續不斷修訂監測規劃和原則，通過年度綜合評價決定下一年的建設計劃，最終實現源網荷全覆蓋和多種生產管理係統的融會貫通。在堵漏和防止汙染源的基礎上，根據電能質量在線監測係統的分析結果和數據，研究提升供電質量策略和方法，為用戶量身定製電能質量治理方案，雙管齊下，提升服務用戶水平。

來源:北極星電力網