随着电网中非线性负荷及冲击性负荷的增加,电能质量问题日益突出,其产生的各种危害也已引起社会越来越多的重视。要保障电网和用电设备的安全和经济运行,就必须及时地对电网中的谐波源及其污染程度进行定量分析,以便采取适当的措施加以限制和管理。

传统的电能质量测试手段存在着局限性。海亿达能源科技研发EPDS™智能配电系统即电能质量监测改善系统,建立了遍及全网的电能质量在线监测网,以及一套统一开放的监控和管理平台,动态监测电网电能质量水平,进而针对严重影响电网电能质量的干扰性负荷进行改造,有效地提高了电能质量管理水平。也是利用现代测量控制技术和数据处理与通讯技术，在经济合理的成本下实现对用户端包括电源进线到终端用电设备在内的全部配电用电系统设施的管理控制，大幅提高配电用电系统与设施的运行与管理效率，降低运营成本。系统将基本数据测量、遥控操作、告警、设施状况分析、设备诊断、电能质量分析等主要功能集成实现统一管理；采用现场总线连接装设在配电开关柜、电机、变压器、直流屏等设备上的远程测量监控管理单元，组成测控网络，接入系统管理主站；通过以太网与其他应用系统如BMS、ERP等联结。ePDS系统还可提供：负荷控制管理与负荷减载、故障定位诊断、负荷趋势、电能成本分摊分析等增强功能。

电能质量从用户角度上讲，是指一切会引起用电设备异常运行、故障或停电的供电电压、电流及频率的异常扰动。近年来，配电网中整流器、变频调速装置、电弧炉、电气化铁路以及各种电力电子设备不断增加，这些负荷的非线性、冲击性和不平衡的用电特性，对电能质量造成严重污染。另一方面，现代工业、商业及居民用户的用电设备对电能质量更加敏感，对供电质量提出了更高的要求。

下面以典型电能质量监测改善系统-EPDS™【海亿达HIETECH】为例进行具体解说：

电能质量监测改善系统监测硬件

1）智能参数测量仪表与条件传感器；

2）能源监测仪表；

3）能源监测与管理控制仪表；

4）高级能源监测与分析管理装置；

5）非电能仪表

电能质量监测改善系统通讯装置与软件

1）总线通讯装置；

2）能源监测系统软件；

3）@全时动态能源管理系统；

4）过程能耗分析软件；

5）能耗模型库。

电能质量监测改善系统电能质量改善装置与系统

1）APF;

2) SVG;

3) SVC;

4) DVR.

EPDS™【电能质量监测改善系统】实现对各种电能质量信息的全面在线监测、统计、分析、评估、返演功能，简单介绍如下：

1、电能质量指标监测功能 国标规定的电压偏差、频率偏差、谐波、电压不平衡、电压波动和闪变五项电能质量指标数据。 IEEE规定的电压暂降、电压中断、短时过电压、瞬变电压等电能质量指标数据。

2、全电量监测功能 提供对系统电压、电流、频率、功率、功率因素、电量等数据的监测，并提供全电量越限报警和故障滤波功能；全电量数据同时保存到本地文件或数据库中，可随时调出进行趋势分析。

3、电压扰动监测与分析功能 在线记录每次电压扰动期间各相电压、电流的数据信息，并提供电压扰动期间各相电流、各相电压的波形分析，以及电压变化的趋势曲线分析。同时，还提供多种工业分析方法，比如ITIC曲线分析、SEMI曲线分析以及SARFI分析等。

4、电压瞬变监测与分析功能 记录瞬变发生时的电压等信息及其持续时间，并提供瞬变电压波形分析。

5、谐波监测与分析功能 系统能监测各通道多达50次谐波和50次间谐波含量、幅值、角度、功率等数据，并进行本地和数据库存储，随时进行调出以表格或曲线方式进行分析。

6、综合分析功能 系统提供局、站、装置、监测点等多达4级的电能质量信息综合分析功能，可自主选择各级节点的数据进行综合，并形成曲线或报表进行输出。

7、WEB分析功能 系统提供给用户全WEB分析功能，包括实时电能质量信息发布、历史电能质量信息查询、统计、报表、分析等，对电能质量信息及其分析结果进行多种方式导出，比如word、excel、pdf等格式。

8、基于地理信息支持的WEB应用功能 在地图上发布电能质量信息，并实时提醒发生的电能质量事件。通过区域选择方式，直观地对区域进行电能质量信息进行分析、统计、报表等。

9、基于地图回放电能质量事件功能 根据选择的时间范围内，在地图上回放所发生的事件，方便用户事后的故障分析，查找电能质量事件真正的原因。

10、PQDIF格式支持功能 系统支持离线和在线方式将系统电能质量数据以PQDIF格式导出，同时也可将第三方PQDIF格式的数据导入系统数据库。

11、支持插件式通讯规约 系统提供多达近10种通讯规约，并提供基于标准的通讯规约接口，方便第三方的电能质量装置接入。

12、支持模版数据配置功能 系统提供通道数据的模版配置及粘贴功能，极大减少用户配置的工作量。

13、其它功能 系统提供登录功能，防止非法用户进入；监视主要运行进程，并重启退出进程；在线记录运行日志，方便解决现场问题；等等。 应用模块能应用模块能应用模块能应用模块能 QPQM-2006系统包括信息发布、信息分析与统计、事故返演、综合分析等功能。

电能质量监测电能质量监测系统整体架构方案研究

基于某种特定终端的架构方案研究在此类研究中，特定监测终端的实现往往是讨论的重点，而监测系统的架构往往以适应这类终端为前提。电能质量监测终端由于其在采样率、数据统计、传输格式等方面的特殊要求，一般无法利用现有终端实现。近期研究中，一类是针对嵌入式装置构建监测系统，另一类是基于虚拟仪器技术，利用工控机和上位机构建系统。

目前，国内已普遍建成区域电能质量监测系统以全面掌握区域各处的电能质量情况。  此类系统中，监测点数量多，建设周期长，所使用的监测终端也往往不仅局限于某种特定类型。因此，需要研究通用的监测系统架构方案。

电能质量监测通用架构方案

1)  基于 CORBA的架构方案。相关研究利用公共对象请求代理体系结构(Common Object Request Broker Architecture，CORBA)技术实现异构环境下中心控制站与各监测仪之间的远程访问和控制。CORBA技术一般用于在不同应用程序之间提供灵活的通信机制，将其用于监测数据传输时，终端实现难度、系统可维护性以及能否跨越防火墙传输等问题均需要进一步研究。

2)  基于 MAS的架构方案。多智能体系统(Multi-Agent System，MAS)是多个Agent组成的集合，  其中每个 Agent是一个物理的或抽象的实体。基于MAS的架构较符合电力系统分布式结构的特点，但仍有许多实际工程问题需要解决，例如：如何在不同类型监测终端中实现复杂的Agent程序、各Agent基于何标准通信协调等。

3)  基于调度系统模式的架构方案。此类架构方案一般由现场采集终端，通信网络、分层分级的远程监控中心以及客户端组成。考虑到我国电网的实际情况，此架构方案在构建区域监测系统时被普遍采用。目前，国内各省普遍采用三层式的监测系统架构。

考虑到管理方式、建设成本以及通信网络架构等实际情况，某些区域监测系统也有采用二层式结构方案，其与三层式结构的主要区别是不设置监测子站。意大利电能质量监测系统采用二层式架构；浙赣电气化铁路江西段的开放式监测系统暂时采用二层分布式结构，但预留了向三层结构过渡的数据交换接口；上海电能质量监测系统采用二层式架构，并在主站采用多个通信前置机分担通信压力。

从发展趋势上看，三层式结构可支持接入更多的监测点，具有较高的可扩展性，能满足监测数据海量化的需求。

4)  开放式监测系统架构方案。相关研究将开放式体系思想应用于监测系统中，通过系统的功能接口抽象和通信的标准化构建开放的统一平台，满足不同类型监测终端和系统的集成和交互的需要。

开放式架构兼容开放的优势可使监测系统平稳地向前发展，具有较长的生命周期。但目前研究大多仅是理论探讨，对具体实现的研究不多。

电能质量监测监测中心软件架构方案研究

在目前普遍采用的两层式或三层式架构中，监测中心系统是整个监测系统的核心，其需要实现与监测终端连接、监测数据解析与处理、海量监测数据管理、高层分析应用以及信息可视化发布等功能。目前，监控中心软件系统体系结构一般采用C/S模式或B/S模式，前者如土耳其国家电能质量监测系统等，后者如巴西国家电能质量监测系统等。开放的网络化结构是未来的发展趋势，B/S模式可以减轻系统维护与升级的成本，可作为监测系统中普通用户的主要使用形式。同时，监测系统中有些功能模块涉及到数据库的频繁操作，监督管理工作又需要高安全性和高可靠性，基于C/S模式较合适。因此，可以采用“数据管理C/S模式、信息发布B/S模式”的方案。

电能质量监测数据管理策略研究

由于最初监测点较少，数据量不大，因此，监测系统数据较多采用固定结构的数据表存储，局限性较大，存储容量有限。土耳其国家电能质量监测系统采用基于元数据模型的可扩展电能质量数据库架构，设计了详细的数据库结构概念模型，统计了各数据表的数据量，首次对电能质量领域的数据库设计进行了深入研究。

电能质量监测信息发布形式研究

早期监测系统通常只用数据结合简单图形或报表显示分析结果，表现能力较差。现有监测系统普遍将电能质量信息与电网或输电线路的地理分布信息相结合，以直观反映各地指标情况，并结合大屏幕进行展示。

该系统由以下几部分组成

1、电能质量监测装置

2、数据采集和分析软件

3、电能质量改善设备（有源滤波器和无功补偿设备 ）