电能质量分析仪在智能电网中的应用

具有可扩展电能质量测量系统的智能电网解决方案：电能质量分析仪LINAX PQ5000系列

随着电网的不断变化，潮流信息变得越来越重要。对于电网运营商来说，与电能质量数据的结合也越来越多。作为电网运营商，越来越多地抱怨电网7级的相关信息要么根本不可用，要么不够详细。如果没有合适的智能电网解决方案，这将相当于“闭眼飞行”，智能计量系统(smart meters)也起作用。这是因为，传统系统仅在有限的范围内适用(例如，由于数据保护规则、电网管理的测量性能不足等原因)。

当前面临的最大挑战是，以前集中的电能世界正在发展成为一个高度动态且非常复杂的分散系统。在这种情况下，必须能够有针对性地处理数据，系统地处理新的但又相关的信息。

EWZ正在通往智能电网的路上

“Elektrizitätswerk der Stadt Zürich”(苏黎世市电力公司)自1892年成立以来一直负责苏黎世的电力供应。 作为一个公法机构，EWZ在组织上隶属于国家产业运营部，是一个服务部门。 与此同时，EWZ也在国际上建立了良好的网络。

请阅读以下媒体发布的EWZ如何着手推出全面、数字化的智能电网解决方案。集合了智能电网解决方案公司(smart grid solutions AG)及其完整的解决方案、Venios的Venios能源平台和Camille Bauer Metrawatt AG的LINAX®PQ5000CL系列的最新可扩展测量技术提供支持。

附注:智能电网意味着什么

智能电网是一种电气系统，通过测量并与数字信息和通信技术相结合，智能地确保不同来源的电能与不同需求特征的消费者进行交换。这种制度应考虑到所有市场参与者和社会的需求。因此，系统的使用和运行可以得到优化，效率更高，成本和环境影响可以最小化，供应的质量和安全可以得到足够高的保证。

测量设备的经典分类矩阵及其应用

在线电能质量分析仪LINAX PQ5000系列

智能电网对测量技术的影响

从根本上说，仍然需要通用的电压、电流和频率的测量数据及由其衍生的量。然而，智能电网应用可能面临的挑战是：计量数据将被合并，并与新客户需求相关(例如，可扩展性、实时性、与现有控制系统的连接、与新平台解决方案的集成、连接性、独特的技术咨询需求、网络安全、成本等)。因此，电气仪表基于传统IEC的分组可能会发生更多变化和重叠。此外，继续冗余使用模拟指针表(机电)来实现基本功能当然是有意义的。这些设备能够承受数据通信的任何故障和/或攻击。从上面显示的矩阵中也可以很清楚地看出这一点。

客户价值:结合电能质量的模块化智能电网解决方案

从根本上说，测量任务最初造就了“电缆的透明度”。对于电网运营商来说，这意味着可以在网络级别(6)7控制负荷流，并且可以有效地使用网络质量限制。因此，为了避免与之相关的巨大成本，不需要昂贵的网络扩展。对于电网运营商来说，这也促进了一般资源节约问题(例如，免除额外数量的铜)。

在线电能质量分析仪LINAX PQ5000系列

基础：智能电网解决方案的计量罗盘具有电流链路的可扩展测量系统

我们建议在子分布中对多达32个通道进行认证级电能质量检查和电能分析。信号处理在电能质量分析仪LINAX PQ5000系列测量装置上实现。在那里，处理所谓的电流链路模块(current link modules)的各个电流测量值。通过链路技术，单个电流链路及其传感器(罗氏线圈)通过同轴线上的信号回路以可伸缩的方式联网。这将安装工作量降至低，并确保正确的电缆布线。此外，这种用于测定电能质量的测量系统具有极高的成本效益。因此，可伸缩测量仪器实际上结合了符合IEC60688的传感器、符合IEC61557-12的电量计量和监测以及符合IEC62586-1的电能质量仪器。

应用领域

变电站供电监控

工业配电系统的监测

通过识别负载行为实现能源优化

通用智能电网应用

附录：为什么同轴电缆特别合适

同轴电缆是具有同心结构的两极电缆。它们由一个内部导体(也称为芯)组成，由一个中空的圆柱形外部导体以恒定的距离包围。外导体保护内导体免受干扰辐射。同轴电缆适用于传输频率范围从几kHz到几GHz的高频宽带信号。

由于其物理特性和简单的性质，同轴电缆非常适合于可扩展的电流链路技术。高频信号传输干净，性能高。此外，来自外部的干扰以及对外部的干扰都得到了很好的屏蔽。同轴技术还可以将最大总长度为20m的环形线路设置为“准总线”，从而大大减少布线工作量。

因此，电流链路模块的辅助电源以及信号在一根电缆中传输。这样就无需将许多令人困惑的单独电缆送入配电柜。此外，现有的IT基础设施没有额外负担，因为硬布线对无线电信号不敏感。通过环总线甚至进入环总线的攻击也被消除。

使用LINAX PQ5000的可扩展测量系统的优势

符合IEC61000-4-30 Ed. 3 A级标准并通过PQI计量认证

一个可扩展的系统，用于认证级电能质量领域，以及多达10条馈线的负载和效率管理

一个可选的基于高精度电流互感器的电流测量(例如，直接在变压器后面)

每个馈线通过电流链路有3或4个通道(最多32个电流)

多个馈线同时进行的一次测量活动，而不是每个馈线都测量一遍的传统测量活动

通过Web浏览器可直接生成符合性电能质量报告和事件显示(例如，符合EN50160标准报告)

电压事件与单个通道电流的同步故障记录(IEC61000-4-30第3版)

U/I/P/Q/相角的时间同步负载管理

每个电流链路通道的电流测量值高达1'000A，过电流高达20'000A

电网资费表P&Q(采购和交付)

升级到智能电网中的控制任务(例如PQ电网利用率)

通过用户友好的多设备工具进行系统管理，便于调试和高效维护

大型配电系统(馈线)仅使用一个经计量认证的测量系统进行连续监测

单电压测量因此对空间要求低

基于可扩展电流互感器的低布线工作量

由于采用非接触式罗氏线圈测量技术，无需断电即可安装测量系统(注意：遵守职业健康安全)

由于久经考验的同轴原理，非常坚固

电流值与电压时间同步(IEC61000-4-30)

短路情况下的可选故障记录

各种通信接口可选(Modbus TCP/IP, Modbus RTU, REST API, IEC61850, Cloud with MQTT, Webbrowse)

多种操作语音可选

利用强大的测量技术快速推出

在线电能质量和趋势测量 ：在线电能质量分析仪LINAX PQ5000系列

便携式电能质量与趋势测量：便携式电能质量测试仪 LINAX PQ系列

便携式电能质量测试仪 LINAX PQ系列

以及不可无视的测量设备层面的数据和操作安全性

总结

电网的复杂性持续增强。对于电网运营商来说，要做到在电网中创建良好的透明度并以一种有益的方式进行处理可能很重要。为此，应该考虑将高质量的测量系统与现代软件解决方案结合起来。

此外，同样不应该忽视时间同步的重要性。特别是在可扩展性方面，PQIs(电能质量信息管理系统)通常不能及时同步的对电流和电压事件进行确定和显示。这会阻止实时数据的确定。

审核编辑：汤梓红