
1 引言
电力系统当中,随着电子技术的飞速发展,非线性负载将逐渐增多。除了部分负荷功率比较大的工业用户之外,许多大容量的家用电器,比如,大制冷量的家庭空调、洗衣机、电视机以及个人电脑大多采用二极管进行整流,这些电力负荷中,大量存在开关电源,(开关电源会在电力线路之上产生很大的高次谐波)随之在电力线路之上产生很大的谐波污染。同时大容量家用电器的启动同样也会造成电压的波动。由于他们是单相负荷,因此还会造成输电线路上的不平衡电流。我国的电力线路谐波的治理并不是很完善,而且相对而言,对众多的谐波源没有进行必要的约束,导致了电力线路上谐波污染的不断加剧,电力线路的波形质量每况愈下。
总之,随着电力系统装机容量的不断扩大,已经能够满足日益增长的电力负荷要求,人们就越来越关心在保证供电的情况下,获得的电能是否合格,是否能满足生产或者生活的要求。我国在1990年的时候,就根据国外的标准制定了电能质量国家标准,并且伴随着我国对电力生产和电网的运行实行公司制改造,又制定了《电力法》。可见,电能质量已经引起了国家和众多方面的密切关注,电能质量监督已列入电力系统九大监督项目之一,因而对供用电质量的监测系统的研究将具有重大意义。与国外的情况相比,我国在电能质量的控制管理、监控方面还处于探索阶段。
2 集中抄表系统概述
2.1 典型电力载波抄表系统
电力系统载波抄表系统是当前应用比较广泛的一种电力系统自动化系统,它能有效地利用现有的电力线路进行数据的传输,从而避免了重新架设通信通道的问题,具有其他的通信方式所不能比拟的优越性。典型的电力载波集中抄表系统的结构如图1所示:

在本系统中,用户的电能表通过脉冲线路将表的读数发送到采集终端上,然后通过载波的方式,将采集终端所管辖电能表的信息传送到所属的集中器中。在抄表主站可以通过多种不同的通信介质将集中器里的电能表信息抄回主站,再由主站软件对数据进行数据处理。
2.2 电力载波抄表系统的运行弊端
结合实际设备的现场运行情况和对市场的了解,我们发现电力载波集中抄表系统在现场的实际运行中还存在着一些问题:
● 最为普遍的问题是电力线路上存在着大量的谐波,尤其是在电力负荷比较密集的区域。电力系统波形质量的下降,最终会严重干扰电力载波集中抄表系统的工作。发生数据传输错误甚至是数据根本不能上传,而且不同的现场有不同的实际情况,很难有一个比较理想的解决方法。这也是对本系统进行研究和开发的一个最基本的初衷。
● 在不同的设备厂家中,都不同程度地存在着硬件设备浪费的情况。许多生产厂家为了能够避免电力系统的谐波干扰,采用了比较昂贵的设备,虽然能够基本解决谐波干扰的问题。但是存在严重的硬件浪费的现象。可以通过系统的开发来挖掘系统的现有资源。
针对上述的情况分析,对电力载波集中抄表系统的功能进行必要的扩充。一方面,可以通过对系统的电能质量中的谐波进行分析后,得出对载波信号有干扰的谐波信息,进行针对性的滤波。另一个方面,可以对电力用户的供电质量问题进行分析,满足对电力用户进行电能质量分析的要求。加强对低压用户电能质量的分析和管理,将是供电企业自身发展、提高广大电力用户供电质量并逐步实现与国际接轨的必要条件。