具有可擴展電能質量測量系統的智能電網解決方案：電能質量分析儀LINAX PQ5000系列

隨著電網的不斷變化，潮流信息變得越來越重要。對于電網運營商來說，與電能質量數據的結合也越來越多。作為電網運營商，越來越多地抱怨電網7級的相關信息要么根本不可用，要么不夠詳細。如果沒有合適的智能電網解決方案，這將相當于“閉眼飛行”，智能計量系統(smart meters)也起作用。這是因為，傳統系統僅在有限的范圍內適用(例如，由于數據保護規則、電網管理的測量性能不足等原因)。

當前面臨的最大挑戰是，以前集中的電能世界正在發展成為一個高度動態且非常復雜的分散系統。在這種情況下，必須能夠有針對性地處理數據，系統地處理新的但又相關的信息。

EWZ正在通往智能電網的路上

“Elektrizit?tswerk der Stadt Zürich”(蘇黎世市電力公司)自1892年成立以來一直負責蘇黎世的電力供應。 作為一個公法機構，EWZ在組織上隸屬于國家產業運營部，是一個服務部門。 與此同時，EWZ也在國際上建立了良好的網絡。

請閱讀以下媒體發布的EWZ如何著手推出全面、數字化的智能電網解決方案。集合了智能電網解決方案公司(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系列的最新可擴展測量技術提供支持。

附注:智能電網意味著什么

智能電網是一種電氣系統，通過測量并與數字信息和通信技術相結合，智能地確保不同來源的電能與不同需求特征的消費者進行交換。這種制度應考慮到所有市場參與者和社會的需求。因此，系統的使用和運行可以得到優化，效率更高，成本和環境影響可以最小化，供應的質量和安全可以得到足夠高的保證。

測量設備的經典分類矩陣及其應用

在線電能質量分析儀LINAX PQ5000系列

智能電網對測量技術的影響

從根本上說，仍然需要通用的電壓、電流和頻率的測量數據及由其衍生的量。然而，智能電網應用可能面臨的挑戰是：計量數據將被合并，并與新客戶需求相關(例如，可擴展性、實時性、與現有控制系統的連接、與新平臺解決方案的集成、連接性、獨特的技術咨詢需求、網絡安全、成本等)。因此，電氣儀表基于傳統IEC的分組可能會發生更多變化和重疊。此外，繼續冗余使用模擬指針表(機電)來實現基本功能當然是有意義的。這些設備能夠承受數據通信的任何故障和/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:結合電能質量的模塊化智能電網解決方案

從根本上說，測量任務最初造就了“電纜的透明度”。對于電網運營商來說，這意味著可以在網絡級別(6)7控制負荷流，并且可以有效地使用網絡質量限制。因此，為了避免與之相關的巨大成本，不需要昂貴的網絡擴展。對于電網運營商來說，這也促進了一般資源節約問題(例如，免除額外數量的銅)。

在線電能質量分析儀LINAX PQ5000系列

基礎：智能電網解決方案的計量羅盤具有電流鏈路的可擴展測量系統

我們建議在子分布中對多達32個通道進行認證級電能質量檢查和電能分析。信號處理在電能質量分析儀LINAX PQ5000系列測量裝置上實現。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，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網。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量的測量系統具有極高的成本效益。因此，可伸縮測量儀器實際上結合了符合IEC60688的傳感器、符合IEC61557-12的電量計量和監測以及符合IEC62586-1的電能質量儀器。

應用領域

變電站供電監控

工業配電系統的監測

通過識別負載行為實現能源優化

通用智能電網應用

附錄：為什么同軸電纜特別合適

同軸電纜是具有同心結構的兩極電纜。它們由一個內部導體(也稱為芯)組成，由一個中空的圓柱形外部導體以恒定的距離包圍。外導體保護內導體免受干擾輻射。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，同軸電纜非常適合于可擴展的電流鏈路技術。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。同軸技術還可以將最大總長度為20m的環形線路設置為“準總線”，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，現有的IT基礎設施沒有額外負擔，因為硬布線對無線電信號不敏感。通過環總線甚至進入環總線的攻擊也被消除。

使用LINAX PQ5000的可擴展測量系統的優勢

符合IEC61000-4-30 Ed. 3 A級標準并通過PQI計量認證

一個可擴展的系統，用于認證級電能質量領域，以及多達10條饋線的負載和效率管理

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)

多個饋線同時進行的一次測量活動，而不是每個饋線都測量一遍的傳統測量活動

通過Web瀏覽器可直接生成符合性電能質量報告和事件顯示(例如，符合EN50160標準報告)

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/相角的時間同步負載管理

每個電流鏈路通道的電流測量值高達1'000A，過電流高達20'000A

電網資費表P&Q(采購和交付)

升級到智能電網中的控制任務(例如PQ電網利用率)

通過用戶友好的多設備工具進行系統管理，便于調試和高效維護

大型配電系統(饋線)僅使用一個經計量認證的測量系統進行連續監測

單電壓測量因此對空間要求低

基于可擴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，無需斷電即可安裝測量系統(注意：遵守職業健康安全)

由于久經考驗的同軸原理，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

利用強大的測量技術快速推出

在線電能質量和趨勢測量 ：在線電能質量分析儀LINAX PQ5000系列

便攜式電能質量與趨勢測量：便攜式電能質量測試儀 LINAX PQ系列

便攜式電能質量測試儀 LINAX PQ系列

以及不可無視的測量設備層面的數據和操作安全性

總結

電網的復雜性持續增強。對于電網運營商來說，要做到在電網中創建良好的透明度并以一種有益的方式進行處理可能很重要。為此，應該考慮將高質量的測量系統與現代軟件解決方案結合起來。

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

審核編輯：湯梓紅