电能质量问题来源及其影响综述
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电能质量问题来源及其影响综述
作者：肖美玲陈根根
来源：《企业技术开发·中旬刊》2013年第06期
摘要：随着经济和技术的不断发展，电力系统中接入越来越多的电力电子设备和其他非
线性负荷，这些设备和负荷的接入给系统的电能质量带来了严重的干扰，为了确保电网和用电设备的安全、稳定、经济运行，对电能质量进行研究和分析愈显重要。文章重点论述了电能质量的主要问题来源及其影响。
关键词：电能质量；污染来源；影响
中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）17-0113-02
随着我国电力工业的飞速发展，新能源发电广泛接入电网以及发电机本身制作工艺的原因，电网电源出现了非线性干扰。此外，大量的非线性负荷和不对称负荷接入电网，也导致了电能质量不断恶化。电能质量的恶化及其所带来的问题已经引起电力运行部门和对电能质量敏感用户的关注，因而对电能质量的研究尤为重要。
1 电能质量的定义及其主要评价指标
1.1 电能质量定义
由于看待问题的角度和对电能质量的具体要求不同，电力企业和电力用户对电能质量的定义往往会产生很大的区别。为了方便监管和控制，电力企业更倾向于认为：电能质量问题是各种电力系统干扰问题的总称，其实质是电压和频率质量问题。电力用户是以生产为目标的，他们认为合格的电能质量是指电源特性能够完全满足生产的需要。
1.2 电能质量主要评价指标
1.2.1 电压偏差
电压偏差是指供电系统在正常运行条件下，某一节点的实际电压与系统标称电压之间的差值，一般也表示为节点的运行电压与系统标称电压之差对系统标称电压的百分数，数学表达式为：电压偏差=（实际电压-系统标称电压）/系统标称电压×100%，电力系统的正常运行要求电压偏差在允许的范围内。
1.2.2 频率偏差
电能质量管理制度
电能质量管理制度 1 范围 本制度规定了***电能质量管理的职责、管理内容和办法、报告与记录。 本制度适用于***电能质量管理。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而构成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 《电能质量电力系统频率允许偏差》（GB/T15945-1995） 《电能质量供电电压允许偏差》（GB1 2325-90） 《电能质量电压允许波动和闪变》（GB2 2326-90） 《电能质量三相电压允许不平衡度》（GB/T15543-1995） 《南方电网电厂辅助考核技术支持系统考核细则算法规范（试行）》，2009年11月 3 职责 3.1 厂生产副厂长或总工程师是电能质量技术监督工作的第一负责人，负责领导电能质量技术监督管理工作。 3.2 生产技术部为归口管理的职能部门，负责电能质量技术监督归口管理，制定实施细则，督促、检查电能质量技术监督工作。负责组织召开电能质量技术监督会议，总结交流技术监督工作，推广新技术，布置年度工作任务，定期发布电能质量情况。 3.3 设备部负责全厂调压设备的投运率、完好率，确保远动仪表遥传数据指示准确，对电压的监控设备不断进行完善、发现故障尽快消除，检查部对运行中的主要计定期进行抽查，保持在合格范围内。 3.4 发电部负责电能质量技术监督的管理工作，对全厂电能的质量负责。负责全厂电能质量监督过程中调压情况的统计、考核和管理工作。及时分析调压情况，做出报表。 4 管理内容与要求 4.1 电能监督范围 4.1.1 根据《南方电网电厂辅助考核技术支持系统考核细则算法规范（试行）》，调整#1-#3发电机无功负荷，使本厂220KV电压达到省调要求。 4.1.2 根据调度要求合理调整#1—#3发电机有功出力，保证系统频率在50HZ士0.5HZ范围，调压合格率在99.5%以上。 4.1.3 对220KV系统加强检查，合理调整运行方式，确保电压在合格范围内运行。 及时消除影响发电机系统正常运行的各类缺陷，保证各机组正常运行。强化我厂发、供电设备的可靠性管理，加强电气工作人员的安全教育和技术培训。 4.1.4 调压合格率以省调远动记录为依据，以小时为单位，日累计、月累加，调压合格率=当月本厂合格点数/当月全部点数×100%。 4.2 电能质量运行监督 4.2.1 发电部值班员负责调整#1--#3发电机无功负荷，使电压保持在合格范围内运行。 4.2.2 当发电机满足下列条件之一时，认为调压合格。 4.2.2.1 实际运行电压满足调度给定的电压调整曲线。 4.2.2.2 A VC功能投入省调。 4.2.2.3 实际运行电压虽然高于或低于调压给定值，但发电机运行出力或转子、定子电流满足规定。
基于变换的电能质量分析方法
基于变换的电能质量分析方法 摘要：对电能质量问题和基于变换的电能质量分析方法进行了综述。文中给出了各种电能质量扰动现象的分类与特征，对傅里叶变换、短时傅里叶变换、小波变换和二次变换这4种变换分析方法的基本原理及其在电能质量领域的应用作了详细论述，阐明了各种方法的特点及其适用条件。最后提出了电能质量研究的方向。 关键词：电能质量；傅里叶变换；短时傅里叶变换；小波变换；二次变换 1引言 自从20世纪80年代末以来，电能质量已成为电力部门及其用户日益关注的问题［1］。主要原因有如下4个：①负荷设备对电能质量的变化更加敏感。许多新型负荷装置都含有基于微处理器的控件和电力电子器件，这些控件和器件对于多种扰动都很敏感。②为提高整个电力系统的效益而不断地应用一些装置，例如高效可调速电动机和用于功率因数补偿的并联电容器组等。这就使电力系统的谐波水平有所增长。③终端用户越来越了解断电、电压骤降（volt－age sag）以及开关暂态（switching transient）等电能质量问题，他们将督促电力部门提高供电质量。④许多元器件都互连于一个网络之中。集成作用意味着任何一个元件的故障都会导致更为严重的后果。 电能质量问题的出现不应该完全归咎于某个部门或某系统。从本质上讲，它是科学技术和经济发展的必然结果，其最终解决需要电力部门、设备制造厂商和电力用户三方积极密切的合作。 2电能质量 从不同的角度来考虑，电能质量可能会有截然不同的定义。文［1］中将电能质量问题定义为“导致用户设备故障或误动作的，以电压、电流或频率的偏差为表现形式的一切电力问题”。电能质量这一术语用来描述许多不同类型的电力系统扰动。表1给出了各种电能质量扰动的典型频谱成分、持续时间及电压幅值。利用这些信息就能够区分测量结果并描述电磁扰动。在电能质量分析中主要研究的4种扰动是电压骤降（voltage sag）、瞬态过电压（transient over－voltage）、谐波畸变（harmonic distortion）和闪变（flicker）。其中前2种属于短期暂态现象，而后2种属于持久性事件［2］。 随着电能质量问题的日益严重及广大用户对电能质量要求的不断提高，建立电能质量监测与分析系统，对其进行正确的检测、评估和分类就显得十分必要。为了获得有关电能质量的信息，往往需要对三相电流、三相电压、中线电流和中线对地电压等信号进行测量与储存，以构成电能质量分析的数据源［3］。由于这些数据必须以足够高的采样速率进行采样并储存，而且又必须长期在线进行，所以每年存储的数据量相当大。为了充分合理地利用这些数据，可以采用某种基于变换的方法将时域信息映射到频域或将时、频域信息结合起来进行电能质量分析。近年来，在电能质量分析领域中广泛应用的基于变换的方法主要有傅里叶变换法、短时傅里叶变换法、小波变换法和二次变换法。本文将对这4种变换方法进行详细阐述。
电能质量概述
遵义长征电器开关设备有限责任公司致力于电能质量综合管理和电力系统供用电安全领域相关技术的研究和应用，为客户提供电能质量监视、功率因数校正、电力谐波治理、电气火灾监控等系统解决方案，利用现代通讯和物联网技术，对服务客户电力系统的所有电气设备提供在线检测并对可能存在的故障提供预警信息，确保电力系统用电安全。 检测供电质量、掌握电能消耗状况，并依据此制订节能降耗方案提供解决方案 ?电气参数测量及电能质量监视系统； ?电能量管理系统及电力自动化监控系统； ?电能质量（电力谐波与无功）检测服务； ?照明节能降耗产品。 提供功率因数校正及电力谐波治理方案 ?综合电能质量调控系统 ?有源及电力滤波与补偿系统 ?智能电力电容器及模块化无功补偿系统 ?谐波保护设备 电气火灾预防性解决方案 ?预防性电气火灾监控系统 我们的技术服务和您的收益 ?专业的技术服务专家具有多年经验，并透彻掌握电能应用、维护和管理知识。 ?无功功率补偿及功率因数调节方案提高您的电能应用效率，降低惩罚性电费损失。 ?电力谐波治理保障您用电设备的安全和设备使用效率。 ?电气火灾监视系统协助您查找电气火灾隐患，预防电气火灾发生，保障设备和生命安全。 电能质量治理对于企业的意义 许多企业对无功补偿、谐波治理的节能意义认识不足，不知道为什么要装，仅仅是因为供电部门力调罚款，才不得不装。客观地讲，无功补偿及谐波治理确实对供电部门有诸多好处，但对企业自身也有许多益处： ?电力部门对各企业的功率因数有规定的标准，如果达不到标准，要对其进行罚款，收取力率电 费，功率因数提高后可以消除力率罚款电费。 ?安装无功补偿装置后电网传输的无功功率减少，这样就增加了电网的传输有功功率的能力，提 高了设备利用率。 ?功率因数提高后，线路的总电流下降，线路损失和变压器有功损失会降低，可以减少一部分动 力电费。 ?功率因数提高后，线路的总电流下降，线路的电压降减小，从而改善了电压质量。 ?在变压器出力不够时，安装无功补偿装置，提高功率因数可使变压器的带载能力增强。 ?电能质量治理可有效避免谐波引起的误动作/拒动作，避免发生电力谐振，降低变压器和电动机 的损耗，可显著提升用电质量，降低损耗，节约电费，确保企业安全可靠用电。
电能质量管理出现的问题及解决
电能质量管理出现的问题及解决 前言 电能质量即电力系统中电能的质量。理想的电能应该是完美对称的正弦波。一些因素会使波形偏离对称正弦，由此便产生了电能质量问题。一方面我们研究存在哪些影响因素会导致电能质量问题，一方面我们研究这些因素会导致哪些方面的问题，最后，我们要研究如何消除这些因素，从而最大程度上使电能接近正弦波。 定义 电能质量 (Power Quality)，从严格意思上讲，衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。从普遍意义上讲是指优质供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。电能质量问题可以定义为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、瞬时或暂态过电压、波形畸变(谐波)、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。 [2] 影响因素 在现代电力系统中，电压暂降，暂升和短时中断，谐波产生的电压波形畸变;已成为最重要的电能质量问题。 电能质量监测改善前后对比图 产生电能质量问题的原理 无功功率的原理和解决方法： 电动机一类设备在磁场下工作，磁场在交流电下会不断储存和释放电能，但不会消耗电能，所以称为无功功率。无功功率虽然不会做功，但磁场储存能量的时候会需要流入电能，释放能量的时候又要流回去，这些来回流动的能量占用了线路、变压器、开关、发电机等设备的能力，不能充分发挥作用，而且还会增加线路损耗。
解决的办法是就近设置电场类设备也就是电容器，电场在交流电下也不断储存和释放能量，但正好和磁场储存和释放能量的时间错开，于是，磁场储存能量的时候就正好来自电场释放的能量，磁场释放的能量也正好存进电容器里去，无功功率就近互相提供，不再经过发电机、变压器、线路等系统设备了，这就是无功补偿原理。产生谐波的原理和不同谐波源谐波的解决方法： 如果正弦交流电压加在设备上，产生的电流却不是正弦交流电流，这样的设备就称为非线性阻抗设备，简称非线性设备。不是正弦波形的交流电就含有谐波成分，所以非线性设备也称为谐波源。 谐波会导致设备发热增加、产生附加负荷导致过载故障，引起线路干扰、还会因为共振导致设备中有谐振回路的部分损坏等等。 工业电网中主要的谐波源有三种类型： 三相桥式整流回路在每一相的正负波形上都会产生波形变化，一个周期里就有六个非正弦的波形，所以称为六脉波设备。六脉波设备的谐波很有规律，会产生六的倍数加减1次数的谐波，即5、7、11、13、17、19……次谐波，而且随着谐波次数升高谐波幅值会逐渐降低，所以通常只需要处理5、7、11、13次谐波。 这类设备包括有三相桥式整流器的所有设备、比如直流驱动器、变频器、软启动器，UPS电源等等，是目前工业用电设备中最常见的一类谐波源。 六脉波谐波源产生的谐波，次数稳定，可以用调谐技术滤除。 类似工业电弧炉这样的设备工作时，电流波形变化很频繁，会分解出次数和幅值不断变化的谐波。 这类谐波需要采用针对可变次数谐波进行滤除的技术，比如有源滤波技术。非线性的单相设备，比如带有单相整流环节的电子仪器等等，因为三相不对称原因会在零线上形成3次零序谐波。 零序3次谐波需要采用零序接法的滤除技术，比如四线制有源滤波，或者分相式无源滤波技术 改善措施 (1) 改善用电功率因数，使无功就地平衡。 (2) 合理选择供电半径. (3) 合理选择供电系统线路的导线截面。 (4) 合理配置变、配电设备，防止其过负荷运行。 (5) 适当选用调压措施，如串联补偿、变压器加装有载调压装置、安装同期调相机或静电电容器等。 供电电压超过允许偏差的原因有哪些? (1) 供电距离超过合理的供电半径。
关于加强电能质量管理的几个问题 林海雪
关于加强电能质量管理的几个问题林海雪 中国电力科学研究院，北京 改革开放以来，我国电力工业得到了快速的发展，目前已基本上摆脱了“供不应求”的局面。然而随着电网负荷结构的变化和大批新兴产业的崛起，电能质量的矛盾渐显突出，在许多情况下，制约了电力工业的发展，而电能质量管理方面的落后状况，必须引起电力企业和相关部门的高度重视。本文结合国内外现状和动向，就加强电能质量管理的几个问题谈些看法，以供参考。 提高对电能质量重要性的认识 电能质量关系到国民经济的总体效益 现代社会中，电能是一种最为广泛使用的能源，随着科学技术和国民经济的发展，对电能质量的要求越来越高。电能质量的指标若偏离正常水平过大，会给发电、输变电和用电带来不同程度的危害。 据统计，电网用电负荷中异步电动机占的比例最大。电网电压和频率的偏差、谐波、三相电压不平衡以及电压波动和闪变等，均会直接影响电机的转速、力矩和发热，从而影响生产工效和产品质量。 电网谐波含量增加，导致了电气设备寿命缩短，网损加大，系统发生谐波谐振的可能性增加，并联电容器不能正常运行，同时可能引发继电保护和自动装置的非故障性动作，导致仪表指示和电能计量不准以及计算机、通信受干扰等一系列问题[]。 随着计算机、电力电子和信息技术等高新产业的发展和普及，对电能质量提出了越来越高的要求。过去电力企业不甚关注的电能质量某些指标，例如电网中电压暂降（）和短时断电已成为一个突出的问题。一个计算中心失去电压就可能破坏几十个小时的数据处理结果或者损失几十万美元的产值。当今半导体芯片制造厂、自动化精加工生产线，对配电系统中电能质量的异常十分敏感，甚至几分之一秒的电压暂降就可能使生产停顿、设备损坏或出次品，在工厂内部造成混乱，而每次电压暂降可能造成百万美元级的损失，这些用户对不合格电能的容许度可以严格到～个[]。据美国电力科学研究院估计，当今和电能质量相关的问题，在美国每年造成的损失高达亿美元[]。美国电能质量方面一位知名专家下面一段话可以概括本节内容：“电能质量意味着经济问题，这一点特别重要，……电能质量问题会造成用户生产力下降，竞争力减弱，还影响到员工的就业，他们会影响到整个经济社会。”[]
电能质量概述课程测试
电能质量概述课程测试 1.电压暂降属于（） A 瞬变 B 短时电压波动 C 长时间电压波动 D 电压不平衡 正确答案是：B 2.总谐波畸变率的定义是（） A 总谐波有效值与基波有效值之比 B 总谐波有效值与额定值之比 C 基波有效值与额定值之比 D 基波有效值与总谐波有效值之比 正确答案是：A 3.长时间电压波动不包括（） A 持续中断 B 欠电压 C 过电压 D 高频振荡 正确答案是：D 4.根据GB/T 15945—2008标准，对于电力系统频率偏移的要求（）。 A 正常允许频率偏差±0.2Hz，根据系统容量可以放宽到±0.5Hz B 正常允许频率偏差±0.2Hz，根据系统容量可以放宽到±1Hz C 正常允许频率偏差±0.5Hz，根据系统容量可以放宽到±1Hz D 正常允许频率偏差±1.0Hz，根据系统容量可以放宽到±5Hz 正确答案是：A 5.下列电能质量指标与有功功率关系较大的是( ) A 电力谐波 B 频率偏差 C 三相不平衡
D 电压暂降 正确答案是：B 6.根据GB/T 15543—2008标准，三相不平衡度的要求是（） A 正常允许1%，短时不允许超过2% B 正常允许1%，短时不允许超过4% C 正常允许2%，短时不允许超过4% D 正常允许2%，短时不允许超过5% 正确答案是：C 7.下列不是电压暂降主要原因是（） A 短路故障 B 感应电机启动 C 雷击 D 电力谐波 正确答案是：D 8.关于电能质量监测评估的作用，一般不包括（） A 及时掌握电能质量状况，便于监督管理 B 确定电能质量下降根源，提供区分责任的客观依据 C 让用户了解电能质量管理的难处 D 分析电能质量问题成因，为改善治理提供依据 正确答案是：C 9.电能质量问题的特殊性在于（）①电能质量问题的危害与影响具有潜在性②引起电能质量下降的原因是多方面的，是相互影响共同作用的结果③关注的人比较少，了解的人不多④电流大小和波形是由用户根据自己的生产需要设定的 A ①②③④ B ①②④ C ①②③ D ②④ 正确答案是：B 10.三相电压不平衡的危害很多，不包括( ) A 电机产生振动
衡量电能质量的主要指标
衡量电能质量的主要指标 随着国民经济的发展，科学技术的进步和生产过程的高度自动化，电网中各种非线性负荷及用户不断增长；各种复杂的、精密的，对电能质量敏感的用电设备越来越多。上述两方面的矛盾越来越突出，用户对电能质量的要求也更高，在这样的环境下，探讨电能质量领域的相关理论及其控制技术，分析我国电能质量管理和控制的发展趋势，具有很强的观实意义。 由于所处立场不同，关注或表征电能质量的角度不同，人们对电能质量的定义还未能达成完全的共识，但是对其主要技术指标都有较为一致的认识。 一、衡量电能质量的主要指标 (1) 电压偏差（voltagedeviation）：是电压下跌(电压跌落)和电压上升(电压隆起）的总称。 (2)频率偏差（friquencydeviation）：对频率质量的要求全网相同，不因用户而异，各国对于该项偏差标准都有相关规定。 (3) 电压三相不平衡（unbalance）：表现为电压的*大偏移与三相电压的平均值超过规定的标准。 (4) 谐波和间谐波（harmonics&inter-hamonics）：含有基波整数倍频率的正弦电压或电流称为谐波。含有基波非整数倍频率的正弦电压或电流称为间谐波，小于基波频率的分数次谐波也属于间谐波。 (5) 电压波动和闪变（fluctuation&flicker）：电压波动是指在包络线内的电压的有规则变动，或是幅值通常不超出0.9～1.1倍电压范围的一系列电压随机变化。闪变则是指电压波动对照明灯的视觉影响。 二、电能质量问题的产生 2.1电能质量问题的定义和分类 电能质量问题是众多单一类型电力系统干扰问题的总称，其实质是电压质量问题。电能质量问题按产生和持续时间可分为稳态电能质量问题和动态电能质量问题。 2.2电能质量问题产生原因分析 随着电力系统规模的不断扩大，电力系统电能质量问题的产生主要有以下几个原因。 2.2.1电力系统元件存在的非线性问题 电力系统元件的非线性问题主要包括：发电机产生的谐波；变压器产生的谐波；直流输电产生的谐波；输电线路（特别是超高压输电线路）对谐波的放大作
电能质量监测点优化配置综述
Smart Grid 智能电网, 2014, 4, 129-135 Published Online June 2014 in Hans. https://www.360docs.net/doc/4b1397066.html,/journal/sg https://www.360docs.net/doc/4b1397066.html,/10.12677/sg.2014.43020 Review on Optimal Allocation of Power Quality Monitoring Points Pingping Ma1, Wenqing Huang1, Xuewen Shen2 1College of Electrical and Information Engineering, Hunan University, Changsha 2Henan Zhonghui Electric Power Engineering Consulting Co., Ltd., Zhengzhou Email: 313991640@https://www.360docs.net/doc/4b1397066.html,, 985711197@https://www.360docs.net/doc/4b1397066.html, Received: Apr. 14th, 2014; revised: May 10th, 2014; accepted: May 22nd, 2014 Copyright ? 2014 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/4b1397066.html,/licenses/by/4.0/ Abstract With the rapid development of national economy, electric power industry pays more and more attention to the power quality problems day by day. In order to minimize the harm of the power quality problems, building a real-time power quality monitoring network for real-time monitoring of the power quality problems in the entire network has important practical significance. At the same time, in order to meet the economic benefits, domestic and foreign researchers have pro-posed a series of methods to solve the optimum measuring positions for power quality monitoring, and made a great contribution to the development of power quality monitoring system. In this paper, these methods were summarized, and the future development of power quality monitoring system was discussed. Keywords Electric Energy Quality, Optimize Configuration, Monitoring System, Review 电能质量监测点优化配置综述 马苹苹1，黄文清1，申学文2 1湖南大学电气与信息工程学院，长沙 2河南省众慧电力工程咨询有限责任公司，郑州 Email: 313991640@https://www.360docs.net/doc/4b1397066.html,, 985711197@https://www.360docs.net/doc/4b1397066.html, 收稿日期：2014年4月14日；修回日期：2014年5月10日；录用日期：2014年5月22日
【文献综述】基于HHT方法的电力系统电能质量检查
文献综述 电气工程及其自动化 基于ＨＨＴ方法的电力系统电能质量检查 前言 随着社会的不断发展，电能成为使用最为广泛的能源之一，随着科学技术和国民经济的发展，对电能质量的要求越来越高。电能质量的指标若偏离正常水平过大，会给发电、输变电和用电带来不同程度的危害。据统计，电网用电负荷中异步电动机占的比例最大。电网电压和频率的偏差、谐波、三相电压不平衡以及电压波动和闪变等，均会直接影响电机的转速、力矩和发热，从而影响生产工效和产品质量[1]。 对于电网和电气设备的安全、经济运行，保障产品质量和科学实验以及人民生活和生产的正常等均有重要意义。电能质量的好差直接关系到国民经济的总效益。所以人们对电能质量问题的重视并不是近几年的事，只不过早的时候对电能质量认识比较简单，主要局限在保持电网频率和电压水平(即静态或平均偏差不过大)上[1] 本综述介绍了电能质量的检测方法：FT、STFT、小波、HHT等。并对这些方法的优缺点进行了比较。FT对稳态信号的分析比较好，但是对非平稳信号的分析能力差。而STFT 可以解决FT所具有的非平稳性差的问题，但是它具有频谱泄露的问题；小波变换可以解决上述的不足，但小波变换对谐波分析的效果欠佳。基于此，本论文应用HHT方法对电能质量扰动进行电测，该方法是98年提出来的，针对非平稳非线性信号提出来的新方法。论文应用HHT方法对电压骤升、电压骤降、电压间断、暂态震荡、暂态脉冲和谐波进行分析和检测。结果表明HHT方法对平稳和非平稳信号的处理效果都非常好。 正文 1. 电力系统电能质量产生问题的原因 (1)非线性负荷 在电力系统中，非线性设备及负荷大量存在，诸如电视机、录像机、计算机、调光灯具等，由于具有调压整流装置，会产生较深的奇次谐波。在洗衣机、电风扇、空调器等有绕组的设备中，因电流的不平衡变化也能使波形改变。以上家用电器虽然功率较小，但是
电能质量及其分析方法综述
文章编号:100023673(2000)022******* 电能质量及其分析方法综述 胡 铭,陈 珩 (东南大学电气工程系,江苏省南京市210096) SURVEY OF POW ER QUAL IT Y AND ITS ANALY SIS M ETHOD S HU M ing,CH EN H eng (Sou theast U n iversity,N an jing210096,Ch ina) ABSTRACT:A long w ith bo th the increase of the non2linear level and the electron ically s w itched loads in pow er sys2 tem s,the pow er quality is becom ing increasingly poo r.T he m ain pow er quality p rob lem s in pow er system s are system2 atically summ arized.T he th ree digital analysis m ethods based on ti m e dom ain,frequency dom ain and w avelet tran s2 fo rm are expounded respectively and the app licati on of them in electricity quality study is p resen ted in detail. KEY WOR D S:pow er quality;digital si m u lati on;harmon ic load2flow;w avelet tran sfo rm 摘要:当前电能质量问题日益严重,本文就电力系统中存在的主要电能质量问题作了系统的归纳,并对基于时域、频域、变换域的三种数字分析方法原理及其各自在电能质量领域中的应用作了详细的阐述。 关键词:电能质量;数字仿真;谐波潮流;小波变换 中图分类号:TM714 文献标识码:A 1 引言 随着基于大功率电力电子开关设备的普及应用,它所带来的各种电能质量问题已引起各国电力工作者的高度重视,提高电能质量的新技术已成为近年来电力系统研究领域中新的研究热点[1]。1992～1995年,美国电力研究院(EPR I)在全国范围内进行了大规模的电能质量普查,获得了大量电能质量数据。与此同时,国外又兴起了研究“用户特定电力”(cu stom pow er)的高潮,提出利用电力电子控制器提高配电网供电的可靠性和电能质量。随着计算机技术的不断发展,以此为基础的诸如时域仿真、频域分析以及建立在不同变换基础上的各种数字技术,已在分析电压电流扰动波形、元件参数对这些扰动的影响、系统中的谐波以及开发用以解决电能质量问题的新型电力电子控制器等方面,得到了广泛应用。 2 电能质量 电力系统中各种扰动引起的电能质量问题主要可分稳态和暂态两大类[1]。稳态电能质量问题以波形畸变为特征,主要包括谐波、间谐波、波形下陷以及噪声等;暂态电能质量问题通常是以频谱和暂态持续时间为特征,可分脉冲暂态和振荡暂态两大类。 电力系统中各种电能质量扰动的性质、特征指标、产生原因、后果以及解决方法归纳于表1。 3 电能质量分析方法 近年来,基于数字技术的各种分析方法已在以下的电能质量领域中得到广泛应用: (1)分析谐波在网络中的传播; (2)分析各种扰动源引起的波形畸变; (3)开发各种电能质量控制装置,分析它们在解决电能质量问题方面的作用。 按所采用的不同分析方法,这种技术主要可分为时域、频域和变换域3种。 3.1 时域仿真方法 在3种方法中,时域仿真方法在电能质量分析中的应用最为广泛,其最主要的用途是利用各种时域仿真程序对电能质量问题中的各种暂态现象进行研究。目前较通用的时域仿真程序主要有E M T P、E M TDC、N ETOM A C等系统暂态仿真程序和SP I CE、PSP I CE、SAB ER等电力电子仿真程序两大类。由于电力系统主要由R、L、C等元件组成,这些程序在求解用微分方程描述的电力元件方程时,通常采用简单易行的变阶、变步长、隐式梯形积分法。利用隐式可保证求解过程中的数值稳定,采用变阶、变步长技术可缩短迭代计算的时间。采用时域仿真计算的缺点是仿真步长的选取决定了可模仿的最大频率范围,因此必须事先知道暂态过程的频率覆盖范围。此外,在模仿开关的开合过程时,还会引起数值振荡。因此,要采用相应技术以抑制发生数值振荡。 由表1可知,影响电能质量的暂态现象根据电 第24卷第2期2000年2月 电 网 技 术 Pow er System T echno logy V o l.24N o.2 Feb. 2000
电能质量概述讲解
电能质量讲座 1．电能质量综述 一、概述 电能质量是通过电压来表征的, 描述电力系统或供电系统性能和测量方法的总称。由于电压、电流或频率偏差引起的，用户设备工作异常或损坏的任何电力问题，都属于电能质量问题。 主要包括： ●频率偏差； ●电压偏差； ●功率因数 ●三相电压不平衡度； ●谐波（波形畸变）； ●电压波动与闪变； ●暂时过电压与瞬态过电压。 1）频率 我国规定50Hz正弦波为系统的标准频率，正常频率标准为50Hz±0.2Hz，系统容量较小时，可放宽到50Hz±0.5Hz。标准GB/T 15945－1995《电力系统频率允许偏差》中并没有说明系统容量大小的界线，全国供用电规则中规定了供电局供电频率的允许偏差：电网容量在3000MW及以上者为0.2Hz，电网容量在3000MW以下者为0.5Hz。实际运行中，我国各跨省电力系统频率的允许偏差都保持在+0.1～-0.1Hz的范围内。 2）电压 电网中各点的电压调节不同与频率的调节，电网各点电压主要反映该点无功功率的供需关系，电压调节一般采取无功就地平衡的方式进行无功功率补偿，从源头上进行解决，同步发电机和变压器均具有调整电压的功能。 3）三相不平衡度
电力系统中三相电压的不平衡度，用电压或电流负序分量与正序的均方根百分数表示： %1001 2?=u u u ε 其中，U 1-三相电压正序分量方均根值 U 2－三相电压负序分量方均根值 三相电压不平衡（即存在负序分量）会引起继电保护误动、电机附加振动力矩和发热。额定转矩的电动机，如长期在负序电压含量在4％的状态下运行，由发热，电动机绝缘的寿命将会降低一半，若某相电压高于额定电压，其运行寿命的下降将更加严重。 4）电压波动和闪变 电压波动和闪变是指电压幅值在一定范围内有规则的变动时，电压最大值与最小值之差相对额定电压的百分比，或电压幅值不超过0.9p.u .～1.0p.u.（标么值）的一系列随机变化。这种电压变化称为闪变，以表达电压波动对照明灯的视觉影响。 5)谐波 50Hz 倍频的正弦波，是电能质量的重点问题。 6）间谐波 间谐波是指不是工频频率整数倍的谐波。间谐波往往由较大的电压波动或冲击非线性负荷所引起，所有非线性的波动负荷如电弧炉、电焊机，各种变频调速装置，同步串级调速装置及感应电动机等均为间谐波源。 间谐波的特点是放大电压闪变和对音频干扰，造成感应电动机振动及异常。间谐波的危害等同与整数次谐波电压的危害，我国目前没有制定相应的国家标准对间谐波限值进行规定。 7）暂时过电压和瞬时过电压 （1）暂时过电压是指 持续时间较长的不衰减和弱衰减的（以工频一定的倍数、分数）振荡的过电压。
配电网电能质量管理 谢玉莲
配电网电能质量管理谢玉莲 发表时间：2017-11-24T10:34:19.710Z 来源：《电力设备》2017年第21期作者：谢玉莲 [导读] 摘要：伴随着经济的发展和社会的进步，城乡用户对于电力质量的需求也不断呈现上升趋势。 （苍梧县水利电业有限公司广西梧州市 543100） 摘要：伴随着经济的发展和社会的进步，城乡用户对于电力质量的需求也不断呈现上升趋势。然而，现阶段，我国城乡配电网电能质量仍旧存在着诸多亟需解决的问题，而无法满足用户的实际需求，尤其是近几年来，用户所反映配电网电能质量不合格的情况越来越多。基于此，本文在分析我国配电网电能质量所存在问题的基础上，有针对性地提出配电网质量管理的意见或建议，以期为改善配电网电能质量贡献一份力量。 关键词：配电网；电能质量；管理 前言 为更好地提高配电网电能质量，从我国衡量配电网电能质量的标准出发，分析现阶段我国城乡配电网电能质量所存在的问题，进而设法改进电能质量是一项非常是重要的课题。目前，我国城乡配电网电能质量的标准主要涉及电压偏差、公用电网谐波、电压波动和闪变、以及电网频率等几个主要方面。基于此，本文从其配电网电能质量标准出发，从以下两个方面进行了论述。 一、配电网电能质量所存在的问题分析 （一）电压偏差导致运行参数及使用寿命 国际《电能质量——供电电压允许偏差》（GB12325-90）对于配电网电压偏差都有一定的规定。以10kV配电网为例，其供电电压允许的偏差应是额定电压的±7%[1]。然而，目前我国配电网电能质量在电压偏差偏差方面仍旧存在不合适的问题。每当其端子上出现电压偏差时，其运行参数和使用寿命都会受到不同程度上的影响。这里运行参数和使用寿命主要是指用电设备的运行指标和额定寿命。电压偏差对其运行参数和使用寿命的影响严重程度主要取决电压偏差的大小，持续时间以及设备的具体情况。 （二）公用电网谐波影响配电网电能质量 公用电网谐波之所以能够影响配电网的电能质量，主要是由于在电力系统中非线性负荷增加所导致的。非线性负荷增强主要是由于硅整流设备、电弧炉设备，以及电焊机设备等大量的使用，进而导致谐波进入电网，造成电压波形畸变，以致配电网电能质量下降。除此之外，电网谐波不仅会严重影响用电量计算的科学性和准确性，还会威胁其安全运行。如对电子设备进行干扰，进而使得计算机误动作，电子设备无触发。 （三）电压波动和闪变危害电器设备的运行 电压波动和闪变产生的原因有两方面：一方面是由于电力系统运行不当造成的，如通信回路、短路故障等；另一方面则是由于用户用电过大引发的，如电力机车等大量用电设备的使用。电网低电压或高电压都会危害电器设备的正常运行。如电压过低运行，则会导致电动机过负荷而烧毁，反之，则会导致危害到电机的绝缘。除此之外，电压过低还会引起供电线路及电气设备中电能的损失，而电压偏高则会导致电气设备的电压线圈烧毁等。总之，电压波动和闪变如果不能得到有效的使用，将会导致电压崩溃，系统震荡，电网瓦解，严重者还会危及公用电安全的有效运行。 （四）电网频率不适宜造成网络不稳定 现阶段，我国对电力系统的频率也有相关的规定，即标准频率为50Hz，其正常偏差允许值在±0.2Hz左右。然而，目前我国城乡配电网电能质量仍存在电网频率不适宜的问题。如电网频率过低会导致电气设备烧毁；电网频率下降会导致产品出现废品或次品等等，而电网高频率也会导致同样的危害。总之，电网频率是否适宜，直接关系到电网的稳定与否，电网应付事故能力的高低，以及电网电能质量水平的高低等等。 二、配电网电能质量管理的几点建议 （一）运用多种方法对电压偏差进行管理 为确保电压具有良好的稳定性，应主要运用以下几种方法：第一，以10kV配电网为例，改变电力设备的端电压，进而有效调整相关电力设备的磁电流，进而促使电压偏差额定电压不超过±5%，这对于提高配电网电能质量是相对比较经济的选择；第二，改变电源的布局，以减少线路的无功输送；第三，有效调整变压器的分接头开关，以达到有效调整电压的作用。第四，运用串联电容器等改变电力线路的参数，进而在一定程度上减少电压的损耗；最后，开展无功功率补偿，如电力部门补偿和用户补偿结合，或者分散补偿和集中补偿结合等等。总之，相关部门对城乡用户配电应进行科学合理管理，以确保提高电能质量的水平。 （二）运用有效装置对公用电网谐波进行管理 为避免公用电网谐波所带来的危害，应具体从以下两个方面着手：第一，使用无源滤波装置，以形成谐波低阻抗通路，进而抑制高次谐波的发生；例如，可以将滤波器与动态控制的电抗器进行并联，以达到改善功率因数，消除高次谐波影响的作用。第二，使用有源滤波器，以使得电源的总谐波电流为零，进而达到实时补偿谐波电流的目的。相对于无源滤波器，其不仅具有一机多能的特点，而且还具有消除谐振危险的功能，更具有可控性高、响应性快等特点。 （三）运用科学方式对电压波动和闪变进行管理 鉴于电压波动和闪变与电力系统运行和用户使用不合理有关，因此，在城乡配电网电能质量管理过程中，应注重电力系统的安全运行，以及对用户用电设备的监管。鉴于此，应主要从以下几个方面着手：第一，针对电力系统方面存在的问题，要对其进行定期的检查和维修，以减少由于雷击引发电力系统保护动作的发生；第二，对于城乡电力用户的用电设备进行科学有效的监督和管理。如相关部门形成完善的监督体系和评价机制，进而实施有效的奖惩机制等等。 （四）运用多种技巧对电网频率进行有效管理 为有效改善我国电网频率所存在的问题，其中最关键的就是要组织有关部门对无用功功率进行必要且及时的监测，且还需要调整其运行的方式，以使得城乡各级变电站的母线能够将电压维持在稳定的状态。除此之外，有关部门还应注重电容器组投退和有载开关的调整，以促进电压合格率能够得到及时且准确的统计。同时，有关部门，尤其是计量部门，还应注重无功电能平衡的计算与分析。 结论：综上所述，从我国配电网电能质量标准着手，分析现阶段我国配电网电能质量所存在的问题，即电压偏差导致运行参数及使用
电力工业部关于颁发《电网电能质量技术监督管理规定》的通知
电力工业部关于颁发〈电网电能质量技术监督管理规定》的通知 [作者：Ify 转贴自：本站原创点击数：12 文章录入：admin ] 电力工业部关于颁发电网电能质量技术监督管理规定》的通知 （1998年3月19日电综（1998）211号颁布实施） 第一章总则 第二章技术监督管理机构与职责 第三章指标检测及运行监督 第四章检测设备的管理 第五章技术监督工作的管理 第六章附则 为适应我国建立社会主义市场经济体制的要求，贯彻落实国务院〈质量振兴纲要》，加强公用电网电能质量监 督管理，保证电网的安全运行和供电电能质量，依据〈电力法》和国家有关规定，部制定了〈电网电能质量技术监 督管理规定》，现颁发实施。 电网供电电能质量是电力工业产品的重要指标，涉及发、供、用各方面投资者、经营者的权益，优良的电能 质量对保证电网和广大用户的电气设备和各种用电器具的安全经济运行、保障国民经济各行各业的正常生产和产 品质量以及提高人民生活质量具有重要意义。同时，电能质量有些指标受某些用电负荷干扰影响较大。全面保障电能质量是电力企业和用户共同的责任和义务。因此，各级电网经营企业都要重视不断提高电能质量，结合本网实际，认真贯彻执行该规定。执行中有何意见和建议，请及时告国家电力公司。 电网电能质量技术监督管理规定 第一章总则
第一条为加强电网电能质量管理，保证电网的安全运行和电能质量，维护电气安全使用环境，保护发、供、用各方的合法权益，根据电力法》和国家有关规定，制定本规定。 第二条本规定所称的电能质量是指公用电网供到用户受电端的交流电能质量，其衡量的指标有： 1?供电频率允许偏差； 2?供电电压允许偏差； 3?供电电压允许波动和闪变； 4?供电三相电压允许不平衡度； 5.电网谐波允许指标。 第三条电网电能质量应符合下列国家标准： 1. 电能质量电力系统频率允许偏差》(GB/T15945-1995)； 2. 电能质量供电电压允许偏差》(GB12325-90)； 3. 电能质量电压允许波动和闪变》(GB12326-90)； 4. 电能质量三相电压允许不平衡度》(GB/T15543-1995)； 5. 电能质量公用电网谐波》(GB/T14549-93)。 第四条电网电能质量技术监督应按电网覆盖的供电营业区实行分级管理。电网经营企业应依法负责本电网 内的电能质量技术监督管理工作，并接受上一级电网经营企业电能质量技术监督管理部门指导管理。 第五条因电网或用户用电原因引起的电能质量不符合国家标准时，按谁干扰，谁污染，谁治理”的原则及时处理，并贯穿于电网及用电设施设计、建设和生产的全过程。 第六条本规定适用于各级电网经营企业、电力生产企业、电力建设企业、电力设计单位、并网运行的发电 厂和电网以及由公用电网供电的用户。 第二章技术监督管理机构与职责
电能质量监测技术综述(1)
随着用电需求增加和电力系统规模扩大，非线性、冲击性、不平衡的负荷日益增 多，所导致的各种电能质量问题也越来越严重，造成电网供电质量降低，运行状况恶化。常见电能质量问题如附表所示。电能质量引发的纠纷和电网事故呈上升趋势，电能质量的监测管理和电力污染的治理工作变得越来越重要。电能质量问题已引起各国电力工作者的高度重视，提高电能质量的新技术已成为近年来电力系统研究领域中新的研究热点。 电能质量监测是收集、分析并将原始测量数据解释为有用信息的过程。建立完善的电能质量监测系统，对整个电力系统的电能质量管理和改善都是十分重要的。电能质量监测的目标和要点 监测目标决定监测设备选择、触发阈、数据采集和存储方法以及分析和解释要求。任何电能质量监测系统，都应明确监测目标，包括：１）描述系统的整体性能。 ２）描述特定电能质量问题。 ３）评估电能质量水平。 ４）干扰诊断与设备维护。 电能质量监测的要点包括： １）确定电能质量的描述和分析方法。 ２）选择监测点 一般来说，在几个关键点进行测量即可确定整个系统的特性。监测位置通常选择用户的供电入口，受影响的设备附近，或在变电站和特定用户供电入口同时监测。 电能质量监测技术综述 文／ 华北电力大学电气与电子工程学院 朱永强 尹忠东 肖湘宁 申 展 附表 电能质量问题一览 类型扰动性质 特征指标 产生原因 后 果 解决方法 谐波稳态谐波频谱电压、非线性负载、设备过热、继电保护 有源、无源滤波电流波形固态开关负载误动、设备绝缘破坏 三相 稳态不平衡因子不对称负载设备过热、继电保护 静止无功补偿 不对称误动、通信干扰 陷波稳态持续时间、幅值调速驱动器计时器计时错误、电容器、通信干扰隔离电感器 电压闪变稳态波动幅值、出现频率、电弧炉、伺服电动机 静止无功补偿调制频率电动机起动运行不正常 谐振暂态暂态波形、峰值、线路、负载和设备绝缘破坏、滤波器、避雷器持续时间电容器组投切损坏电力电子设备隔离变压器 脉冲暂态暂态上升时间、峰值、雷击线路、 设备绝缘破坏避雷器持续时间感性电路开合 电压暂升／ 暂态幅值、持续时间、远端故障、设备停运、敏感不间断电源、 暂降瞬时值／时间电动机起动负载不能正常运行动态电压恢复器 噪声 稳态／ 幅值、频谱 不正常接地、微处理器控制设备正确接地、暂态固态开关负载不正常运行滤波器 网络化、信息化、标准化和智能化已成为电能质量监测系统的必然发展趋 势，它为电网的优化和事故分析提供实时可靠的数据，为电能质量综合评估提供切实依据，也是电力企业面向市场，适应竞争的强有力手段，可以进一步保障各级用户的正常用电秩序，为其提供优质的电能。