概述

近年來，隨著電力工業的飛速發展及電力系統容量不斷擴大，電能的使用面臨著一種新的問題:一方面是電能需求量在不斷增加;另一方面是社會對電能質量的要求也越來越高,要求在電能使用中實現質和量的統一。隨著中國電力市場的逐步建立，電能逐步實現按質論價，電力用戶也要求高質量的電能來保證其設備、儀器和系統的正常運行。

系統架構 

系統由監測終端、通信系統、監測主站和客戶端構成，采集和展示所有監測點的數據，能夠監測的全部電能質量指標，提供了對全網電能質量數據的瀏覽，統計、分析和整合，為電力系統運行、監督、管理部門及其他相關單位提供用戶訪問功能。 

監測主站由通信前置機，數據庫服務器，應用服務器、（本地、異地）管理工作站、Web服務器等構成。  

監測中心設置一個數據庫服務器，與每類監測終端的通信各設置一個通信前置機，設置應用服務器和管理工作站各一個，設置一個網絡發布服務器，設置磁盤陣列和網絡交換機，安裝專用電能質量分析軟件，完成主站的運行管理功能。

系統設計

總體設計

以電網運行方式而言，目前的電能質量問題可分為暫態電能質量問題和穩態電能質量問題2大類。暫態電能質量問題通常以頻譜和持續時間為特征，分為脈沖暫態和振蕩暫態2 大類，其主要性能指標是電壓波動和閃變、電壓跌落及瞬間電壓中斷，其中，電壓跌落的影響最為普遍。穩態電能質量以波形畸變為主要特征，持續時間較長，其主要性能指標是諧波電壓、諧波電流、三相電壓不平衡、電壓偏差等。穩態電能質量參數是進行電能質量監測的主要對象。

電能質量監測系統由監控主站、GPRS 通信網絡和監測終端3 部分構成。

系統工作原理

監測終端通過自身裝配的GPRS 無線模塊(GPRS DTU)接入GPRS 網絡，再通過GPRS 無線網絡連接到Internet 公用數據網，繼而連接到監控主站，將數據送監測主站作進一步分析和處理。

根據電網電能質量監督管理的實際需要，確定監測單元數量和安裝地點。

監測終端的GPRS 模塊( GPRS DTU) 內嵌TCP /IP 協議，每個模塊有可隨時設置和修改的唯一的ID 號，并保存主站的IP 地址。GPRS DTU上電后進行初始化，設置相應的通信參數，終端按設置的參數主動向主站發出連接請求，GPRS 網絡的SGSN 處理該請求，為其分配一個動態IP 地址;終端與主站建立連接后，主站報告自身的終端地址，主站收到后將其加到動態地址數據庫中，然后根據管理員的設定，完成任務及警告的主動上傳。如果終端不能建立與主站的有效TCP 連接，會將實時數據壓縮存儲，待建立連接后再發送到主站。

監測主站是一個計算機系統，可實現對監測終端的監控和信息管理，并通過后臺軟件，實現對采集的各種電能質量信息的統計、分析和處理，實現長期數據的存儲與管理。其有固定的IP 地址，并對終端開放相應的偵聽端口;接收GPRS DTU的連接請求，向終端下發參數和命令。由于系統數據流經公網，為保證系統的安全性，數據傳輸至GPRS DTU 前可通過數據加密，而遠程監測主站的數據庫服務器收到數據后，由專用處理軟件對數據進行解密和校驗。

系統實現

監測終端的硬件結構

監測終端主要測量系統電壓波動、短時閃變和長時閃變;測量50 次以內諧波電壓和諧波電流的含有率、電壓和電流總諧波畸變率;測量三相電壓、電流基波的幅值和相位，以及正序、負序、零序分量的幅值、相位和不平衡度;測量系統電壓偏差和頻率偏差。它具有友好的人機交互功能，用戶可方便地得到相關的信息;具有遠程傳輸功能，服務于更高層的信息管理和分析系統。

結語

電能質量監測系統，對電能質量進行長期、連續的監測，全面掌握電能質量狀況，從而為改善電能質量提供依據是十分必要的。GPRS數據傳輸具 有便捷性、穩定性、傳輸速率快等特點，將GPRS傳輸應用于電能質量監測系統對于實現遠程監測有較高的性價比和適用性。