1.1 Các khái niệm cơ bản về chất lượng điện năng
1.1.3 Giám sát chất lượng điện năng
Giám sát chất lượng điện năng cần thiết để thiết lập đặc tính của các nhiễu loạn chất lượng điện năng ở các vị trí khác nhau trong hệ thống điện như Hình 1.7 . Sự cần thiết của việc nghiên cứu mức độ méo dạng tại các vị trí khác nhau là hết sức quan trọng để từ đó sử dụng kỹ thuật ngăn chặn phù hợp và đưa ra các tiêu chuẩn về chất lượng điện áp. Giám sát có thể được sử dụng để dự đoán hiệu quả làm việc của các tải hoặc các kỹ thuật ngăn chặn nhiễu loạn chất lượng điện năng [6]. Tuy nhiên một lý do quan trọng nhất của việc giám sát chất lượng điện năng là để ngăn chặn các thiệt hại kinh tế được gây ra bởi các nhiễu loạn chất lượng điện năng trong các tải quan trọng. Tần suất của các nhiễu loạn chất lượng điện năng và thời gian tồn tại chúng có thể ảnh hưởng đến các chi phí liên quan đến chất lượng điện áp. Một hệ thống điện tin cậy và chất lượng hơn cần phải được đầu tư với chi phí lớn để xây dựng và vận hành chúng.
Giám sát chất lượng điện năng là một q trình thu thập, phân tích và diễn tả dữ liệu thực thành các thơng tin hữu ích. Q trình thu thập dữ liệu thường được thực hiện bởi việc đo lường liên tục điện áp. Thơng thường q trình phân tích và đánh giá được thực hiện bằng tay theo cách truyền thống, nhưng với các ưu điểm gần đây trong các lĩnh vực xử lý tín hiệu và trí tuệ nhân tạo đã mở
Thiết bị đo lường Tiền xử lý Trung bình Lưu dữ liệu Triggering Tính tốn chỉ số Lưu dữ liệu Thống kê sau xử lý và cơng bố Các sự kiện Các dao động 1 2 3
Hình 1.7: Sơ đồ đo lường và giám sát chất lượng điện năng
(1) điện áp; (2) điện áp được lấy mẫu và số hóa; (3) Xử lý xa hơn.
ra nhiều cơ hội để có thể thiết kế và ứng dụng các hệ thống tự động phân tích và đánh giá dữ liệu thực với sự can thiệp của con người [7]. Mục tiêu chính của việc thu thập dữ liệu là để xác định và điều khiển các nhiễu loạn. Điều này có thể được thực hiện bởi việc phát hiện, phân tích và đặc trưng các nhiễu loạn chất lượng điện năng khác nhau.
Quá trình phát hiện là bước đầu tiên trong việc xử lý các vấn đề chất lượng điện áp. Nó là một q trình online mà có thể xác định thời điểm bắt đầu và kết thúc của một nhiễu loạn. Vì vậy bất kỳ sự dao động điện áp, dòng điện hoặc tần số vượt quá ngưỡng định trước phải được xác nhận và ghi lại. Trong tiêu chuẩn được sử dụng cho việc phân loại các nhiễu loạn chất lượng điện năng, các thành phần tần số và các biên độ điện áp hoặc dòng điện được sử dụng để phát hiện các nhiễu loạn chất lượng điện năng. Các kỹ thuật được sử dụng trong quá trình phát hiện phụ thuộc theo thời gian. Các kỹ thuật phụ thuộc theo thời gian cần dữ liệu mẫu mà có thể được so sánh với ngưỡng và tốc độ lấy mẫu có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của việc phát hiện.
Phương pháp đơn giản nhất là nhận dạng bất kỳ sự dao động của các giá trị hiệu dụng của điện áp hoặc dòng điện so với điện áp định mức. Các thời điểm
bắt đầu và kết thúc của một nhiễu loạn được phát hiện bằng cách so sánh sự thay đổi biên độ với ngưỡng định trước. Phương pháp này được sử dụng cho việc phát hiện lõm áp, tăng áp và mất áp. Một phương pháp khác là sử dụng các bộ lọc thông cao hoặc bộ lọc dải thông bằng cách phát hiện các sự dao động hoặc thay đổi đột ngột. Một nhiễu loạn trong hệ thống điện thường diễn ra với bước thay đổi nhanh và cũng diễn ra với sự dao động tần số cao. Do đó bộ lọc thơng cao có thể được sử dụng để phát hiện sự dao động và bước thay đổi đó. Nhiều nghiên cứu gần đây đã được thực hiện chủ yếu là bằng cách sử dụng biến đổi wavelet [5]. Các bộ lọc trong phép biến đổi wavelet được xem là rất hiệu quả trong việc phát hiện các điểm bất thường trong tín hiệu ban đầu. Do vậy các bộ lọc wavelet có thể phát hiện thời điểm bắt đầu và kết thúc của một nhiễu loạn mà thường có liên quan đến sự thay đổi đột ngột đáng kể hoặc có tính bất thường trong sóng tín hiệu [5].