К вопросу мониторинга качества электрической энергии

Abstract

Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения экономической эффективности и режимной безопасности функционирования электрических сетей путем улучшения качества электрической энергии. Одним из направлений решения данного вопроса является развитие существующих и разработка новых методов и средств проведения мониторинга показателей качества электрической энергии, что позволяет повысить эффективность использования энергоресурсов. Цель исследования: разработка методов повышения эффективности проведения мониторинга показателей качества электрической энергии в электроэнергетических системах путём увеличения скорости и точности его проведения, а также усовершенствования анализа полученной информации. Методы исследований: использование системного анализа, методов математического анализа, вейвлет-преобразования, преобразования Фурье, преобразования Гилберта, распределения Вигнера, преобразования Уолша для проведения анализа кривых напряжения с использованием программных пакетов MatLab, Simulink, компьютерного моделирования, проведение пороговой фильтрации кривых напряжения в случае наличия в кривых напряжения шумов и избыточных информационных сигналов, экспериментальные исследования. Результаты. Разработан метод проведения мониторинга показателей качества электрической энергии путем контроля вейвлет- коэффициентов разложения кривой напряжения. Данный метод основан на том, что любые нарушения системы, в том числе и нарушение показателей качества электрической энергии, приводят к изменениям детализирующих вейвлет-коэффициентов разложения кривой напряжения на разных уровнях декомпозиции. Использование данного метода позволяет проводить мониторинг одновременно нескольких показателей качества электрической энергии в режиме реального времени, а также проводить своевременные мероприятия по обеспечению качества электроэнергии - в отличие от существующих на сегодня систем мониторинга, которые проводят контроль показателей качества электрической энергии путем обработки и анализа ранее зафиксированной информации.

The relevance of the discussed issue is caused by the need to increase economic efficiency and regime security function in electric networks by improving the quality of electrical energy. One of the ways to solve this issue is the development of existing and new methods and tools for monitoring the quality of electric energy, which improves the efficiency of energy use. The main aim of the study is to develop the methods to increase the effectiveness of monitoring the quality of electric energy in power systems by increasing the speed and accuracy of its implementation, as well as improvements in the analysis of the information received. The methods used in the study: systems analysis, methods of mathematical analysis, wavelet transform, Fourier transform, Hilbert transform, Wigner distribution, Walsh transform to analyze the voltage curves using the software package MatLab, Simulink, computer simulation, holding threshold filtering voltage curves in cases where the noise voltage curves and redundant information signals. The results. The authors have developed the method for monitoring the quality of electric energy by controlling the wavelet coefficients of voltage curve expansion. This method is based on the fact that any disturbance system, including violation of quality of electrical power, leads to changes in detailing wavelet expansion coefficients of the voltage curve at different decomposition levels. Using this method allows you to monitor simultaneously several indicators of quality of electric energy in real time, as well as to conduct timely the measures to ensure the quality of electric power - in contrast to the existing monitoring systems that perform analysis of quality of electric energy by processing and analyzing previously recorded information.