具有可擴(kuò)展電能質(zhì)量測量系統(tǒng)的智能電網(wǎng)解決方案：電能質(zhì)量分析儀LINAX PQ5000系列

隨著電網(wǎng)的不斷變化，潮流信息變得越來越重要。對于電網(wǎng)運(yùn)營商來說，與電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的結(jié)合也越來越多。作為電網(wǎng)運(yùn)營商，越來越多地抱怨電網(wǎng)7級的相關(guān)信息要么根本不可用，要么不夠詳細(xì)。如果沒有合適的智能電網(wǎng)解決方案，這將相當(dāng)于“閉眼飛行”，智能計量系統(tǒng)(smart meters)也起作用。這是因為，傳統(tǒng)系統(tǒng)僅在有限的范圍內(nèi)適用(例如，由于數(shù)據(jù)保護(hù)規(guī)則、電網(wǎng)管理的測量性能不足等原因)。

當(dāng)前面臨的最大挑戰(zhàn)是，以前集中的電能世界正在發(fā)展成為一個高度動態(tài)且非常復(fù)雜的分散系統(tǒng)。在這種情況下，必須能夠有針對性地處理數(shù)據(jù)，系統(tǒng)地處理新的但又相關(guān)的信息。

EWZ正在通往智能電網(wǎng)的路上

“Elektrizit?tswerk der Stadt Zürich”(蘇黎世市電力公司)自1892年成立以來一直負(fù)責(zé)蘇黎世的電力供應(yīng)。 作為一個公法機(jī)構(gòu)，EWZ在組織上隸屬于國家產(chǎn)業(yè)運(yùn)營部，是一個服務(wù)部門。 與此同時，EWZ也在國際上建立了良好的網(wǎng)絡(luò)。

請閱讀以下媒體發(fā)布的EWZ如何著手推出全面、數(shù)字化的智能電網(wǎng)解決方案。集合了智能電網(wǎng)解決方案公司(smart grid solutions AG)及其完整的解決方案、Venios的Venios能源平臺和Camille Bauer Metrawatt AG的LINAX?PQ5000CL系列的最新可擴(kuò)展測量技術(shù)提供支持。

附注:智能電網(wǎng)意味著什么

智能電網(wǎng)是一種電氣系統(tǒng)，通過測量并與數(shù)字信息和通信技術(shù)相結(jié)合，智能地確保不同來源的電能與不同需求特征的消費者進(jìn)行交換。這種制度應(yīng)考慮到所有市場參與者和社會的需求。因此，系統(tǒng)的使用和運(yùn)行可以得到優(yōu)化，效率更高，成本和環(huán)境影響可以最小化，供應(yīng)的質(zhì)量和安全可以得到足夠高的保證。

測量設(shè)備的經(jīng)典分類矩陣及其應(yīng)用

在線電能質(zhì)量分析儀LINAX PQ5000系列

智能電網(wǎng)對測量技術(shù)的影響

從根本上說，仍然需要通用的電壓、電流和頻率的測量數(shù)據(jù)及由其衍生的量。然而，智能電網(wǎng)應(yīng)用可能面臨的挑戰(zhàn)是：計量數(shù)據(jù)將被合并，并與新客戶需求相關(guān)(例如，可擴(kuò)展性、實時性、與現(xiàn)有控制系統(tǒng)的連接、與新平臺解決方案的集成、連接性、獨特的技術(shù)咨詢需求、網(wǎng)絡(luò)安全、成本等)。因此，電氣儀表基于傳統(tǒng)IEC的分組可能會發(fā)生更多變化和重疊。此外，繼續(xù)冗余使用模擬指針表(機(jī)電)來實現(xiàn)基本功能當(dāng)然是有意義的。這些設(shè)備能夠承受數(shù)據(jù)通信的任何故障和/或攻擊。從上面顯示的矩陣中也可以很清楚地看出這一點。

客戶價值:結(jié)合電能質(zhì)量的模塊化智能電網(wǎng)解決方案

從根本上說，測量任務(wù)最初造就了“電纜的透明度”。對于電網(wǎng)運(yùn)營商來說，這意味著可以在網(wǎng)絡(luò)級別(6)7控制負(fù)荷流，并且可以有效地使用網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量限制。因此，為了避免與之相關(guān)的巨大成本，不需要昂貴的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。對于電網(wǎng)運(yùn)營商來說，這也促進(jìn)了一般資源節(jié)約問題(例如，免除額外數(shù)量的銅)。

在線電能質(zhì)量分析儀LINAX PQ5000系列

基礎(chǔ)：智能電網(wǎng)解決方案的計量羅盤具有電流鏈路的可擴(kuò)展測量系統(tǒng)

我們建議在子分布中對多達(dá)32個通道進(jìn)行認(rèn)證級電能質(zhì)量檢查和電能分析。信號處理在電能質(zhì)量分析儀LINAX PQ5000系列測量裝置上實現(xiàn)。在那里，處理所謂的電流鏈路模塊(current link modules)的各個電流測量值。通過鏈路技術(shù)，單個電流鏈路及其傳感器(羅氏線圈)通過同軸線上的信號回路以可伸縮的方式聯(lián)網(wǎng)。這將安裝工作量降至低，并確保正確的電纜布線。此外，這種用于測定電能質(zhì)量的測量系統(tǒng)具有極高的成本效益。因此，可伸縮測量儀器實際上結(jié)合了符合IEC60688的傳感器、符合IEC61557-12的電量計量和監(jiān)測以及符合IEC62586-1的電能質(zhì)量儀器。

應(yīng)用領(lǐng)域

變電站供電監(jiān)控

工業(yè)配電系統(tǒng)的監(jiān)測

通過識別負(fù)載行為實現(xiàn)能源優(yōu)化

通用智能電網(wǎng)應(yīng)用

附錄：為什么同軸電纜特別合適

同軸電纜是具有同心結(jié)構(gòu)的兩極電纜。它們由一個內(nèi)部導(dǎo)體(也稱為芯)組成，由一個中空的圓柱形外部導(dǎo)體以恒定的距離包圍。外導(dǎo)體保護(hù)內(nèi)導(dǎo)體免受干擾輻射。同軸電纜適用于傳輸頻率范圍從幾kHz到幾GHz的高頻寬帶信號。

由于其物理特性和簡單的性質(zhì)，同軸電纜非常適合于可擴(kuò)展的電流鏈路技術(shù)。高頻信號傳輸干凈，性能高。此外，來自外部的干擾以及對外部的干擾都得到了很好的屏蔽。同軸技術(shù)還可以將最大總長度為20m的環(huán)形線路設(shè)置為“準(zhǔn)總線”，從而大大減少布線工作量。

因此，電流鏈路模塊的輔助電源以及信號在一根電纜中傳輸。這樣就無需將許多令人困惑的單獨電纜送入配電柜。此外，現(xiàn)有的IT基礎(chǔ)設(shè)施沒有額外負(fù)擔(dān)，因為硬布線對無線電信號不敏感。通過環(huán)總線甚至進(jìn)入環(huán)總線的攻擊也被消除。

使用LINAX PQ5000的可擴(kuò)展測量系統(tǒng)的優(yōu)勢

符合IEC61000-4-30 Ed. 3 A級標(biāo)準(zhǔn)并通過PQI計量認(rèn)證

一個可擴(kuò)展的系統(tǒng)，用于認(rèn)證級電能質(zhì)量領(lǐng)域，以及多達(dá)10條饋線的負(fù)載和效率管理

一個可選的基于高精度電流互感器的電流測量(例如，直接在變壓器后面)

每個饋線通過電流鏈路有3或4個通道(最多32個電流)

多個饋線同時進(jìn)行的一次測量活動，而不是每個饋線都測量一遍的傳統(tǒng)測量活動

通過Web瀏覽器可直接生成符合性電能質(zhì)量報告和事件顯示(例如，符合EN50160標(biāo)準(zhǔn)報告)

電壓事件與單個通道電流的同步故障記錄(IEC61000-4-30第3版)

U/I/P/Q/相角的時間同步負(fù)載管理

每個電流鏈路通道的電流測量值高達(dá)1'000A，過電流高達(dá)20'000A

電網(wǎng)資費表P&Q(采購和交付)

升級到智能電網(wǎng)中的控制任務(wù)(例如PQ電網(wǎng)利用率)

通過用戶友好的多設(shè)備工具進(jìn)行系統(tǒng)管理，便于調(diào)試和高效維護(hù)

大型配電系統(tǒng)(饋線)僅使用一個經(jīng)計量認(rèn)證的測量系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測

單電壓測量因此對空間要求低

基于可擴(kuò)展電流互感器的低布線工作量

由于采用非接觸式羅氏線圈測量技術(shù)，無需斷電即可安裝測量系統(tǒng)(注意：遵守職業(yè)健康安全)

由于久經(jīng)考驗的同軸原理，非常堅固

電流值與電壓時間同步(IEC61000-4-30)

短路情況下的可選故障記錄

各種通信接口可選(Modbus TCP/IP, Modbus RTU, REST API, IEC61850, Cloud with MQTT, Webbrowse)

多種操作語音可選

利用強(qiáng)大的測量技術(shù)快速推出

在線電能質(zhì)量和趨勢測量 ：在線電能質(zhì)量分析儀LINAX PQ5000系列

便攜式電能質(zhì)量與趨勢測量：便攜式電能質(zhì)量測試儀 LINAX PQ系列

便攜式電能質(zhì)量測試儀 LINAX PQ系列

以及不可無視的測量設(shè)備層面的數(shù)據(jù)和操作安全性

總結(jié)

電網(wǎng)的復(fù)雜性持續(xù)增強(qiáng)。對于電網(wǎng)運(yùn)營商來說，要做到在電網(wǎng)中創(chuàng)建良好的透明度并以一種有益的方式進(jìn)行處理可能很重要。為此，應(yīng)該考慮將高質(zhì)量的測量系統(tǒng)與現(xiàn)代軟件解決方案結(jié)合起來。

此外，同樣不應(yīng)該忽視時間同步的重要性。特別是在可擴(kuò)展性方面，PQIs(電能質(zhì)量信息管理系統(tǒng))通常不能及時同步的對電流和電壓事件進(jìn)行確定和顯示。這會阻止實時數(shù)據(jù)的確定。

審核編輯：湯梓紅