前言：中文期刊網(wǎng)精心挑選了電能質(zhì)量范文供你參考和學(xué)習(xí)，希望我們的參考范文能激發(fā)你的文章創(chuàng)作靈感，歡迎閱讀。

電能質(zhì)量范文1

【關(guān)鍵詞】高次諧波；電壓波動；閃變抑制

隨著電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用與發(fā)展，供電系統(tǒng)中增加了大量的非線性負(fù)載，特別是靜止變流器，從低壓小容量家用電器到高壓大容量用的工業(yè)交直流變換裝置，由于靜止變流器是以開關(guān)方式工作的，會引起電網(wǎng)電流、電壓波形發(fā)生畸變，引起電網(wǎng)的諧波“污染”。另外，沖擊性、波動性負(fù)荷，如電弧爐、大型軋鋼機(jī)、電力機(jī)車等運(yùn)行中不僅會產(chǎn)生大量的高次諧波，而且使得電壓波動、閃變、三相不平衡日趨嚴(yán)重，這些對電網(wǎng)的不利影響不僅會導(dǎo)致供用電設(shè)備本身的安全性降低，而且會嚴(yán)重削弱和干擾電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，造成對電網(wǎng)的“公害”，為此，國家技術(shù)監(jiān)督局相繼頒布了涉及電能質(zhì)量五個方面的國家標(biāo)準(zhǔn)，即：供電電壓允許偏差，供電電壓允許波動和閃變，供電三相電壓不允許平衡度，公用電網(wǎng)諧波，以及供電頻率允許偏差等的指標(biāo)限制。

1.電壓允許偏差

用電設(shè)備的運(yùn)行指標(biāo)和額定壽命是對其額定電壓而言的。當(dāng)其端子上出現(xiàn)電壓偏差時，其運(yùn)行參數(shù)和壽命將受到影響，影響程度視偏差的大小、持續(xù)的時間和設(shè)備狀況而異，電壓偏差計算式如下：

電壓偏差（%）=（實際電壓-額定電壓）

額定電壓×100%……（1）

《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》（GB12325-90）規(guī)定電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下，用戶受電端供電電壓的允許偏差為：

（1）35kV及以上供電和對電壓質(zhì)量有特殊要求的用戶為額定電壓的+5%～-5%。

（2）10kV及以下高壓供電和低壓電力用戶為額定電壓的+7%～-7%。

（3）低壓照明用戶為額定電壓的+5%～-10%。

為了保證用電設(shè)備的正常運(yùn)行，在綜合考慮了設(shè)備制造和電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)合理性后，對各類用戶設(shè)備規(guī)定了如上的允許偏差值，此值為工業(yè)企業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計提供了依據(jù)。

在工業(yè)企業(yè)中，改善電壓偏差的主要措施有三：

（1）就地進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，及時調(diào)整無功功率補(bǔ)償量，無功負(fù)荷的變化在電網(wǎng)各級系統(tǒng)中均產(chǎn)生電壓偏差，它是產(chǎn)生電壓偏差的源，因此，就地進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，及時調(diào)整無功功率補(bǔ)償量，從源上解決問題，是最有效的措施。

（2）調(diào)整同步電動機(jī)的勵磁電流，在銘牌規(guī)定植的范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整同步電動機(jī)的勵磁電流，使其超前或滯后運(yùn)行，就能產(chǎn)生超前或滯后的無功功率，從而達(dá)到改善網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的功率因數(shù)和調(diào)整電壓偏差的目的。

（3）采用有載調(diào)壓變壓器。從總體上考慮無功負(fù)荷只宜補(bǔ)償?shù)焦β室驍?shù)為0.90～0.95，仍然有一部分變化無功負(fù)荷要電網(wǎng)供給而產(chǎn)生電壓偏差，這就需要分區(qū)采用一些有效的辦法來解決，采用有載調(diào)壓變壓器就是有效而經(jīng)濟(jì)的辦法之一。

2.公用電網(wǎng)諧波

諧波（Harmonic）即對周期性的變流量進(jìn)行傅里葉級數(shù)分解，得到頻率為大于1的整數(shù)倍基波頻率的分量，它是由電網(wǎng)中非線性負(fù)荷而產(chǎn)生的。

電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》（GB/T14529-93）中規(guī)定了各電壓等級的總諧波畸變率，各單次奇次電壓含有率和各單次偶次電壓含有率的限制值。

該標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了電網(wǎng)公共連接點的諧波電流（2～25次）注入的允許值；而且同一公共連接點的每個用戶向電網(wǎng)注入的諧波電流允許值按此用戶在該點的協(xié)議容量與其公共連接點的供電設(shè)備容量之比進(jìn)行分配，以體現(xiàn)供配電的公正性。

3.電壓波動和閃變

電壓波動（Fluctuation）即電壓方均根值一系列的變動或連續(xù)的改變，閃變（Flick）即燈光照度不穩(wěn)定造成的視感，是由波動負(fù)荷，如電弧爐、軋機(jī)、電弧焊機(jī)等引起的。

《電能質(zhì)量電壓波動和閃變》（GB12326-2000）是在原來標(biāo)準(zhǔn)GB12326-90的基礎(chǔ)上，參考了國際電工委員會（IEC）電磁兼容（EMC）標(biāo)準(zhǔn)IEC6100-3-7等而修訂而成的，適用于由波動負(fù)荷引起的公共連接點電壓的快速變動及由此可能人對燈閃明顯感覺的場合，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各級電壓下的閃變限制值。

括號內(nèi)的數(shù)值僅適用于公共連接點（PCC）點連接的所有用戶為同電壓等級的用戶場合，Pst為短時間閃變值，即衡量短時間（若干分鐘）內(nèi)閃變強(qiáng)弱的一個統(tǒng)計量值；Plt為長時間閃變值，它由Pst推算出，反映出長時間（若干小時）內(nèi)閃變強(qiáng)弱的一個統(tǒng)計量值。

4.三相電壓不平衡

《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》（GB/T15543-1995）適用于交流額定頻率為50Hz電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式下由于負(fù)序分量而引起的PCC點連接點的電壓不平衡，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點正常運(yùn)行方式下不平衡度允許值為2%，短時間不得超過4%。

而且該標(biāo)準(zhǔn)還解釋：不平衡度允許值指的是在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的最小方式下負(fù)荷所引起的電壓不平衡度為最大的生產(chǎn)（運(yùn)行）周期中的實測值，例如煉鋼電弧爐應(yīng)在熔化期測量等。在確定三相電壓允許不平衡指標(biāo)時，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用95%概率值作為衡量值。即正常運(yùn)行方式下不平衡度允許值，對于波動性較小的場合，應(yīng)和實際測量的五次接近數(shù)值的算術(shù)平均值對比；對于波動性較大的場合，應(yīng)和實際測量的95%概率值對比；以判斷是否合格。其短時允許值是指任何時刻均不能超過的限制值，以保證保護(hù)和自動裝置的正確動作。

5.電網(wǎng)頻率

《電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率允許偏差》（GB/T15945-1995）中規(guī)定：電力系統(tǒng)頻率偏差允許值為0.2Hz，當(dāng)系統(tǒng)容量較大時，偏差值可放寬到+0.5Hz～-0.5Hz，標(biāo)準(zhǔn)中并沒有說明系統(tǒng)容量大小的界限，而在《全國供用電規(guī)則》中有規(guī)定：“供電局供電頻率的允許偏差：電網(wǎng)容量在300萬千瓦及以上者為0.2Hz；電網(wǎng)容量在300萬千瓦以下者為0.5Hz。

”實際運(yùn)行中，我國各跨省電力系統(tǒng)頻率都保持在+0.1Hz～-0.1Hz的范圍內(nèi)，這點在電網(wǎng)質(zhì)量中最有保障。

電能質(zhì)量范文2

一、綜述

發(fā)電企業(yè)的電能質(zhì)量管理貫穿于基建、生產(chǎn)過程中，發(fā)電企業(yè)要以安全和質(zhì)量為中心，依據(jù)國家、行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程，利用先進(jìn)的測試和管理手段，對電力設(shè)備的健康水平及與安全、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有關(guān)的重要參數(shù)、性能指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測與控制，以確保其在安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的工作狀態(tài)下運(yùn)行，從而確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提供合格的電能，滿足電力用戶的用電需求。

二、電能質(zhì)量管理的指標(biāo)

衡量電能質(zhì)量的參數(shù)包括電壓、頻率和波形，對應(yīng)的電力企業(yè)的電能質(zhì)量管理指標(biāo)包括電力

系統(tǒng)頻率允許偏差、電力系統(tǒng)電壓允許偏差、電力系統(tǒng)電壓波動和閃變、電力系統(tǒng)三相電壓允許不平衡度、電網(wǎng)諧波允許指標(biāo)、暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓等。對于這些電能質(zhì)量管理指標(biāo)，發(fā)電企業(yè)應(yīng)依照相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定以及電網(wǎng)企業(yè)的要求，進(jìn)行專業(yè)的監(jiān)測和管理。

三、電能質(zhì)量管理的組織機(jī)構(gòu)

發(fā)電企業(yè)的電能質(zhì)量管理工作隸屬于電力工業(yè)技術(shù)監(jiān)督工作的管理體系，在該管理體系下，建立進(jìn)行電能質(zhì)量管理工作的組織機(jī)構(gòu)。一般發(fā)電企業(yè)的電能質(zhì)量管理的組織機(jī)構(gòu)如下：

四、各級組織機(jī)構(gòu)的職責(zé)

（一）電力技術(shù)監(jiān)督委員會

作為發(fā)電企業(yè)電力技術(shù)監(jiān)督工作的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，依照國家法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等統(tǒng)籌管理本企業(yè)的電力技術(shù)監(jiān)督工作。負(fù)責(zé)組建本企業(yè)的電能質(zhì)量管理工作網(wǎng)，并保證電能質(zhì)量管理工作所需的物力和人力資源，確保本企業(yè)的電能質(zhì)量管理工作順利、高效的開展。

（二）電廠技術(shù)管理部門

作為發(fā)電企業(yè)電力技術(shù)監(jiān)督工作的二級機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)本企業(yè)的電力技術(shù)監(jiān)督的歸口管理。一般工作涵蓋以下幾個方面：

1.制定電能質(zhì)量管理程序并監(jiān)督其執(zhí)行。

2.設(shè)立電能質(zhì)量管理專責(zé)工程師并報上級管理部門備案。

3.審核和匯總電能質(zhì)量管理的報表和總結(jié)并歸檔。

4.向上級管理部門上報電能質(zhì)量管理的工作計劃、報表和總結(jié)。

5.批準(zhǔn)電能質(zhì)量管理相關(guān)的技術(shù)文件。對保證電能質(zhì)量的措施進(jìn)行技術(shù)監(jiān)督。

6.檢查、督促和跟蹤影響電能質(zhì)量的問題。建立影響電能質(zhì)量的相關(guān)設(shè)備的技術(shù)檔案。

7.負(fù)責(zé)電能質(zhì)量管理相關(guān)的外委服務(wù)合同的編制，協(xié)助和監(jiān)督外委服務(wù)合同的執(zhí)行。

8.組織電能質(zhì)量分析例會。

9.定期組織對電能質(zhì)量管理工作進(jìn)行監(jiān)督檢查并提出獎勵和考核建議。

10.組織參加上級主管部門召開的電能質(zhì)量管理相關(guān)會議，并落實會議要求。

11.協(xié)調(diào)本企業(yè)計量監(jiān)督組織進(jìn)行電能質(zhì)量監(jiān)測所使用的儀器、儀表的定期校驗工作。

12.審查變更改造中影響電能質(zhì)量的報告并報上級主管部門批準(zhǔn)。

13.組織公司運(yùn)行和檢修期間的電能質(zhì)量事故的調(diào)查分析和反事故措施的制定工作。

14.對于電能質(zhì)量管理工作中出現(xiàn)的重大異常或事故，負(fù)責(zé)及時向上級主管部門報告。

（三）電能質(zhì)量管理工作組

作為發(fā)電企業(yè)電能質(zhì)量管理的三級機(jī)構(gòu)，依照本企業(yè)的管理程序開展電能質(zhì)量管理的日常工作。一般工作涵蓋以下幾個方面：

1.設(shè)置專職（兼職）電能質(zhì)量管理工程師。

2.根據(jù)本企業(yè)的具體情況制定電能質(zhì)量管理的規(guī)程、技術(shù)措施和實施細(xì)則，做好電能質(zhì)量管理的日常工作。

3.按時編制和報送電能質(zhì)量管理的工作計劃、報表和總結(jié)，確保各項數(shù)據(jù)真實可靠。

4.配合技術(shù)管理部門建立影響電能質(zhì)量的相關(guān)設(shè)備的技術(shù)檔案。

5.參與電能質(zhì)量管理相關(guān)的外委服務(wù)合同的編制和執(zhí)行。

6.參加相關(guān)的電能質(zhì)量管理培訓(xùn)。

7.參加電能質(zhì)量分析例會，提出和協(xié)助解決影響電能質(zhì)量的問題。

8.參與本企業(yè)調(diào)試、驗收、運(yùn)行和檢修期間的電能質(zhì)量事故的調(diào)查分析和反事故措施的制定工作。

電能質(zhì)量范文3

【關(guān)鍵詞】 供電系統(tǒng) 電能質(zhì)量 無功補(bǔ)償

對于供電系統(tǒng)而言，其電能質(zhì)量的好壞直接影響著用電的安全性和穩(wěn)定性。通常而言，衡量供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的基本指標(biāo)包括如下兩種，即電壓與頻率，此外，還有其他諸如諧波、三項電壓對稱與否等相關(guān)指標(biāo)。一旦這些指標(biāo)出現(xiàn)異常，將直接導(dǎo)致供電系統(tǒng)電容器、電纜線路發(fā)生擊穿及損壞，保護(hù)裝置產(chǎn)生誤動作、變壓器諧振增加等情況。因此，對供電系統(tǒng)運(yùn)行過程進(jìn)行研究時，不僅要對負(fù)荷的分配情況進(jìn)行考慮，還要對無功功率及有功功率的優(yōu)化分布進(jìn)行考慮，同時，還需兼顧供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的相關(guān)指標(biāo)，針對電能質(zhì)量指標(biāo)改變的原因進(jìn)行認(rèn)真研究，并針對不同情況采取不同措施進(jìn)行解決，以真正確保供電系統(tǒng)運(yùn)行過程的安全性和穩(wěn)定性，從而保障電能能夠得到源源不斷的供應(yīng)。

1 供電系統(tǒng)電能質(zhì)量產(chǎn)生變化的原因分析

造成供電系統(tǒng)電能質(zhì)量發(fā)生變化的原因有很多，大致可以分為以下幾種。

（1）在供電系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速決定了電力系統(tǒng)的頻率，發(fā)電機(jī)軸的轉(zhuǎn)矩對應(yīng)發(fā)電機(jī)功率，而轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速又存在一定的相關(guān)性。所以，如果供電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)中功率不平衡時，會影響系統(tǒng)的頻率，使頻率發(fā)生變化。因此，為了保證供電系統(tǒng)能有穩(wěn)定的頻率，要使有功功率平衡，并且具有一定的容量空間，從而為供電系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電力。

（2）供電系統(tǒng)無功功率的平衡、負(fù)荷情況均與系統(tǒng)的電壓水平成一定的關(guān)系。設(shè)備運(yùn)行時，無功沖擊負(fù)荷與感性負(fù)荷大量的出現(xiàn)，既有有用功率，也有無用功率，但沖擊負(fù)荷的無功功率要比正常值大幾倍。供電系統(tǒng)設(shè)備的故障、接線方式的不同以及負(fù)荷的變化，會增大系統(tǒng)的無功功率或破壞功率的平衡。當(dāng)輸電電壓和系統(tǒng)額定電壓固定不變時，整個系統(tǒng)的有功損耗隨著功率因素平方的增大而減小，成反比關(guān)系。功率因素降低時，無功功率升高，壓損也升高，設(shè)備的電壓偏移加大，從而降低供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。此外，當(dāng)功率因素降低、無功功率增大時，供電系統(tǒng)的有功功率降低，限制了供電系統(tǒng)的供電能力，從而使系統(tǒng)出現(xiàn)波動現(xiàn)象，損耗各種電氣設(shè)備，降低供電效率，甚至危害系統(tǒng)設(shè)備等。

（3）當(dāng)供電系統(tǒng)中的非線性負(fù)荷、非線性元件或磁性設(shè)備材料的電壓或者電流出現(xiàn)畸變時，就會產(chǎn)生諧波，對供電系統(tǒng)造成嚴(yán)重的損耗，降低電能質(zhì)量。在實際的情況中，發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等都會產(chǎn)生大量的諧波，諧波會對供電系統(tǒng)造成電力污染，改變供電系統(tǒng)的各項指標(biāo)，而且還會增加系統(tǒng)的功率損耗。

2 電能無功功率補(bǔ)償相關(guān)內(nèi)容概述

2.1 電能無功功率補(bǔ)償?shù)母拍?/p>

在供電系統(tǒng)中，電力設(shè)備一方面會消耗有功功率，另一方面還會消耗無功功率，即設(shè)備的電磁元件在建立磁場時消耗的電能。電容器在供電過程中，會吸收一定的電能來建立電場，這種功耗也屬于無功功率的范圍。電氣元件結(jié)構(gòu)性質(zhì)的不同決定了電流超前還是滯后，當(dāng)電流對電容元件作功時電流滯后，而當(dāng)電流對電感元件作功時電流超前，且電容電流與電感電流的方向正好相反。在相同的電路系統(tǒng)中，如果既有電容又有電感元件，那么電路中的無功功率就會相互抵消。所以，可以利用這種抵消特性，讓電路的同步補(bǔ)償器中發(fā)出負(fù)無功功率，或者可以設(shè)計合理的電容電感比例，使整個電路中的無功功率和無功功率產(chǎn)生的電流相互抵消，實現(xiàn)無功補(bǔ)償，進(jìn)一步提升供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。

2.2 電能無功功率補(bǔ)償?shù)淖饔?/p>

電能的無功功率補(bǔ)償有降低供電系統(tǒng)電能損耗、降低電壓損失和減小輸電電流的功能，且保證供電系統(tǒng)的電能源穩(wěn)定一致。盡可能的降低電能傳輸中的無功功率，同時增加電網(wǎng)中的有功功率，補(bǔ)償無功功率，提高電能功率因數(shù)。此外，補(bǔ)償無功功率還可以降低發(fā)電成本、節(jié)約供電系統(tǒng)的容量。當(dāng)電能功率因素提高后，電網(wǎng)中的有功功率比例會增加，線損會降低，從而提高供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。因此，在供電系統(tǒng)中，對無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，不僅可以提升電能質(zhì)量，還能提升經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 電能無功功率補(bǔ)償應(yīng)遵循的原則

2.3.1 提高自然功率因數(shù)

在發(fā)電過程中，當(dāng)電動機(jī)的負(fù)載率達(dá)到75%時，功率因數(shù)最高。除此之外，控制電機(jī)的空載運(yùn)行、同步化異步機(jī)的運(yùn)行、選擇變壓器的最佳負(fù)載率以及降低電機(jī)的輕載運(yùn)行都可以提高自然功率因數(shù)。盡管以上方法都可以提升功率因數(shù)，但是仍然達(dá)不到我們要求的標(biāo)準(zhǔn)，只有進(jìn)行補(bǔ)償無功功率，才能提高自然功率因數(shù)，從而在真正意義上提高供電系統(tǒng)的質(zhì)量性能。

2.3.2 無功功率補(bǔ)償

充分發(fā)揮電力設(shè)備的功能和特性，使同步機(jī)發(fā)出無功功率來進(jìn)行補(bǔ)償，提高功率因數(shù)。根據(jù)情況的需要，利用電容補(bǔ)償器進(jìn)行集中、分散或者獨(dú)立的無功功率補(bǔ)償，達(dá)到預(yù)期的功率因數(shù)。

2.4 電能無功功率補(bǔ)償?shù)闹饕绞?/p>

電能無功功率補(bǔ)償?shù)姆绞酱笾氯悾谝活悶榧醒a(bǔ)償，分為低壓集中補(bǔ)償和高壓集中補(bǔ)償兩種，集中補(bǔ)償具有成本低廉、養(yǎng)護(hù)簡易、補(bǔ)償集中且利用率高等優(yōu)點，但是補(bǔ)償效果不佳；第二類和第三類分別為分散補(bǔ)償和個別補(bǔ)償，主要針對電氣設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償，而且它們的補(bǔ)償效果都非常好，利用率高，但是成本高、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用貴。鑒于各種補(bǔ)償方式的優(yōu)缺點，通常情況下，我們會結(jié)合多種補(bǔ)償方式共同安裝，既降低了安裝成本，方便了運(yùn)行、維修和養(yǎng)護(hù)等，而且補(bǔ)償效果也得到了提升，對電力資源進(jìn)行合理分配和利用。

3 供電系統(tǒng)電能質(zhì)量無功補(bǔ)償方式的選擇

目前，諧波的處理越來越受到人們的關(guān)注，因為諧波的入侵會嚴(yán)重影響供電系統(tǒng)電能的質(zhì)量。對諧波進(jìn)行合理的處理，可以大大提升電能質(zhì)量，處理諧波的方式主要有兩種，有源濾波技術(shù)和無源濾波技術(shù)。無源濾波技術(shù)的主要功能為限制諧波的次數(shù)，運(yùn)用電容、電感調(diào)諧原理，將諧波陷落到無源濾波裝置中，降低諧波對電氣設(shè)備的損害。無源濾波裝置具有制造成本低廉、安裝簡單等優(yōu)點。有源濾波技術(shù)具有有效提高電能質(zhì)量、消除諧波的功能，功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于無源濾波技術(shù)。有源濾波技術(shù)具有動態(tài)補(bǔ)償功能，可以對各種無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，包括頻率、大小一直變化的無功功率，而且補(bǔ)償?shù)捻憫?yīng)速度特別快。有源濾波裝置中配備有高抗阻電流源，它不會對系統(tǒng)阻抗造成影響，當(dāng)供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，高抗阻電流源的變化不大，也不會與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振，并且還有抑制串并聯(lián)諧振的功能。有源濾波裝置在補(bǔ)償諧波時對儲能元件的要求不高，在補(bǔ)償無功功率時甚至不需要儲能元件。使用相同設(shè)備可以同時對非整倍次諧波電流和多次諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償，結(jié)合集中補(bǔ)償和單獨(dú)補(bǔ)償?shù)榷喾N方式對電能進(jìn)行無功補(bǔ)償。

當(dāng)供電系統(tǒng)中諧波電流增大時，安裝在供電系統(tǒng)中的有源濾波裝置會發(fā)揮出它的功能，它不僅不會因為電流的改變而發(fā)生過載現(xiàn)象，還可以在正常狀態(tài)下進(jìn)行工作，產(chǎn)生高次諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償，且不需要斷開系統(tǒng)，避免基波無功功率的輸出，降低濾波器的總?cè)萘浚乐馆p負(fù)荷時無功倒送的發(fā)生。無功補(bǔ)償?shù)囊饬x在于提升供電系統(tǒng)的容量利用率、調(diào)整功率因數(shù)對系統(tǒng)的電壓幅值進(jìn)行控制、減小系統(tǒng)產(chǎn)生的損耗，使整個供電系統(tǒng)的電壓處在一個平穩(wěn)的狀態(tài)，并有效的抑制諧波電流，保護(hù)供電系統(tǒng)的安全。

對于無功補(bǔ)償技術(shù)而言，其發(fā)展過程共經(jīng)歷了三代，一是機(jī)械投切式的無源無功補(bǔ)償裝置，其屬于慢速式的無功補(bǔ)償裝置，二是晶閘管投切式的靜止無功補(bǔ)償裝置，其屬快速無源動態(tài)補(bǔ)償裝置，三是以電壓源換流器為基礎(chǔ)的靜止同步補(bǔ)償器，其屬于快速有源動態(tài)補(bǔ)償裝置。由于靜止無功補(bǔ)償裝置所使用電力電子器件均為可控硅，因此，該系統(tǒng)響應(yīng)的時間比靜止同步補(bǔ)償裝置更長，不僅響應(yīng)速度較慢，而且投入時會有大量諧波產(chǎn)生。而靜止同步補(bǔ)償裝置所采用的是IGBT，因此能夠迅速響應(yīng)并無諧波產(chǎn)生，因而是無功補(bǔ)償裝置的未來發(fā)展方向。

4 無功補(bǔ)償對供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的改善分析

通過無功補(bǔ)償后，供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量會得到有效的改善，不僅改善了諧波電壓，還有效消弱了諧波電流，同時，對于高次諧波也具有一定程度的削弱作用。根據(jù)電量統(tǒng)計情況來看，對于負(fù)荷基本處于穩(wěn)定的條件下，供電系統(tǒng)中的無功電量得到了顯著程度的降低，這表明，對供電系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償還起到節(jié)能的效果。

5 結(jié)語

在供電系統(tǒng)中，使用無功功率補(bǔ)償?shù)妊b置對供電系統(tǒng)電能質(zhì)量進(jìn)行無功補(bǔ)償，降低系統(tǒng)的電能損耗、節(jié)約供電的運(yùn)營成本、延長電氣設(shè)備的壽命、減少諧波對系統(tǒng)造成的危害，使供電系統(tǒng)在良好的狀態(tài)下運(yùn)行，保證電力系統(tǒng)的安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐立春.動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)探討[J].農(nóng)村電氣化，2010（4）：44-45.

[2]陳宇飛.靜止無功補(bǔ)償裝置動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)探討[J].供用電，2011（3）：63-65.

[3]顧競梅.有源電力濾波器在諧波治理中的應(yīng)用[J].電工技術(shù)，2011（3）：43-46.

電能質(zhì)量范文4

【關(guān)鍵詞】風(fēng)電場；電能質(zhì)量；影響因素

風(fēng)力發(fā)電能夠順利并入一個國家或地區(qū)電網(wǎng)的電量，主要取決于電力系統(tǒng)對供電波動反應(yīng)的能力。因為風(fēng)的隨機(jī)性，在運(yùn)行時對無功的需要和無功只能就地平衡等原因?qū)е码娋W(wǎng)電壓造成一定量的影響；風(fēng)電機(jī)組在連續(xù)運(yùn)行或者是在進(jìn)行切換操作的工程中可能引起的電壓波動和閃變問題，因為采用了大功率的電力電子裝置，變速風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行的過程中還將產(chǎn)生更高次的諧波并注入電網(wǎng)。以風(fēng)力發(fā)電作為電源，并具有間歇性和難以調(diào)節(jié)的特性，是風(fēng)電場電能質(zhì)量不穩(wěn)定的根本原因。

電能質(zhì)量的定義是：導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內(nèi)容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時或瞬態(tài)過電壓、波形畸變、電壓暫降與短時間中斷以及供電連續(xù)性等。理想狀態(tài)的公用電網(wǎng)應(yīng)該以恒定的頻率、正弦波形和標(biāo)準(zhǔn)的電壓對用戶供電，與此同時，在三相交流系統(tǒng)中，各項電壓與電流的幅值應(yīng)該是大小相等、相位對稱并且互差120度。但是由于系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器和線路等設(shè)備非線性或者不對稱，負(fù)荷性質(zhì)多變，加之調(diào)控手段不完善及運(yùn)行操作、外來干擾和各種故障等原因，這種理想狀態(tài)并不存在，因此產(chǎn)生了電網(wǎng)運(yùn)行、電力設(shè)備和供用電環(huán)節(jié)中的各種問題。

1.電壓偏差

電壓偏差問題是普遍關(guān)系到全國工業(yè)和生活用電利益的問題，并非僅關(guān)系某一地域或某一部門。從政策角度來看，則是貫徹節(jié)能方針和逐步實現(xiàn)現(xiàn)代化的重要問題。

大型風(fēng)電場和風(fēng)電場周圍的地區(qū)，經(jīng)常會存在電壓變動較大的情況。定速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組啟動的時候，都會產(chǎn)生比較大的沖擊電流。一臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)對電網(wǎng)電壓的沖擊相對比較小，但是在并網(wǎng)過程中至少能持續(xù)一段時間以后（約為幾十秒）才消失，如果多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組同時直接并網(wǎng)，將會導(dǎo)致電網(wǎng)電壓暫降，所以，多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)要分組才能進(jìn)行，并且一定要有一定的時間間隔才可以。當(dāng)風(fēng)速超過切出風(fēng)速或者發(fā)生故障時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)則會從額定出力狀態(tài)下自動的退出并網(wǎng)狀態(tài)，大面積風(fēng)力發(fā)電機(jī)的脫網(wǎng)將會導(dǎo)致電網(wǎng)電壓的突然下降，機(jī)組較多的電容補(bǔ)償會因為抬高了脫網(wǎng)前風(fēng)電場的運(yùn)行電壓，很可能因襲電網(wǎng)電壓的急劇下降。

電壓偏差是衡量電力系統(tǒng)正常運(yùn)行與否的一項主要指標(biāo)。因為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自身的無功電壓的特性，不管是定速機(jī)組還是變速機(jī)組都對其接入的電網(wǎng)特別是接入點的電壓有較大的影響。根據(jù)我國《風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)劃定》，當(dāng)風(fēng)電場的并網(wǎng)電壓為ll0kv及其以下時，風(fēng)電場并網(wǎng)點電壓的正、負(fù)偏差的絕對值之和不超過額定電壓的l0%。當(dāng)風(fēng)電場的并網(wǎng)電壓為220kv及其以上時，正常運(yùn)行時風(fēng)電場并網(wǎng)點電壓的允許偏差為額定電壓的—3%—7%。

風(fēng)電場參與電壓調(diào)節(jié)的方式主要包括調(diào)節(jié)風(fēng)電場的無功功率和調(diào)節(jié)整個風(fēng)電場電壓變電站主要變壓器的變化。風(fēng)電場在無功率是應(yīng)當(dāng)能夠在它容量的范圍內(nèi)進(jìn)行自動的調(diào)節(jié)，使風(fēng)電場變電站高壓側(cè)母線電壓正、負(fù)偏差的絕對值的和不超過額定的10%，一般應(yīng)該控制在額定電壓的—3%—7%。風(fēng)電場變電站的主要變壓器適宜采用有載調(diào)壓變壓器。分接頭切換則可以手動控制或者自動控制，根據(jù)電力調(diào)節(jié)部分的指令進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)制。

風(fēng)電場的無功電源主要包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以及風(fēng)電場的無功補(bǔ)償裝置。首先應(yīng)該合理利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的武功容量和它的調(diào)節(jié)能力，因為如果僅僅依靠風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的無功容量是不能滿足系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)的需要的，那么就需要考慮到在風(fēng)電場加裝無功補(bǔ)償裝置。風(fēng)電場無功補(bǔ)償裝置可以采用分組投切的電容器或者是電抗器租，必要是則采用連續(xù)調(diào)節(jié)的靜止無功補(bǔ)償器或者是其他的更為先進(jìn)的無功補(bǔ)償裝置。

當(dāng)風(fēng)電場工作在不同的輸出功率時，風(fēng)電機(jī)組的可控制功率的變化范圍是—0.95—0.95。風(fēng)電場無功功率的調(diào)節(jié)范圍以及它的相應(yīng)速度應(yīng)當(dāng)滿足風(fēng)電場并網(wǎng)點電壓調(diào)節(jié)的需要。在某些原則上，風(fēng)電場升壓變電站高壓側(cè)功率因數(shù)按1.0配置，在運(yùn)行過程中可以按—0.98—0.98控制。

2.頻率偏差

在電力系統(tǒng)內(nèi)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率和用電設(shè)備以及送電宿舍唄消耗的功率時不平衡的，這將引起電力系統(tǒng)頻率的變化。系統(tǒng)有功但是功率并不平衡是產(chǎn)生頻率偏差的根本原因。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷超過或者低于發(fā)電廠的出力時，系統(tǒng)頻率就要降低或者升高，發(fā)電廠出力的變化就會同樣引起系統(tǒng)頻率的變化。在系統(tǒng)有旋轉(zhuǎn)備用容量時，發(fā)電廠出力就能通過調(diào)節(jié)器較快的適應(yīng)負(fù)荷的變化，所以負(fù)荷變化引起的頻率偏差值較小。如果沒有旋轉(zhuǎn)備用的容量，負(fù)荷增大引起的頻率下降將較大。電力系統(tǒng)的負(fù)荷始終隨著時間在不斷地變化，要隨時保證發(fā)電廠的有功功率和用戶的有功功率的平衡，維持系統(tǒng)的頻率恒定，所以，電力系統(tǒng)應(yīng)該具有一定的旋轉(zhuǎn)備用容量，一般運(yùn)行的備用容量要求達(dá)到1%—3%。

我國發(fā)電機(jī)發(fā)出的正弦交流電每秒鐘的交變次數(shù)為50Hz，此頻率即為我國規(guī)定的工業(yè)頻率，通稱為“工頻”。電力系統(tǒng)中所有的電氣設(shè)備都是在50Hz的頻率下工作的。在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下，電網(wǎng)裝機(jī)容量小于3000Mw時，系統(tǒng)頻率偏差允許值為土0.5Ks。當(dāng)電網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)3000MW及以上時，頻率偏差則不得超過土0.2Hz。在電力系統(tǒng)非正常工作狀況下。供電頗率允許偏差不應(yīng)超過土1.0Hz。正常運(yùn)行情況下影響電網(wǎng)頻率的主要因素是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速.其頻率的調(diào)整要靠發(fā)電廠調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。

頻率變動是指頻率變化過程中相鄰極值頻率之差。根據(jù)國標(biāo)規(guī)定，用戶沖擊負(fù)荷引起的系統(tǒng)額變動一般不得超過士0.2Hz，根據(jù)沖擊負(fù)荷性質(zhì)和大小以及系統(tǒng)的條件也可適當(dāng)變動限值，但應(yīng)當(dāng)保證近區(qū)電力網(wǎng)、發(fā)電機(jī)組和用戶的安全、穩(wěn)定運(yùn)行以及正常供電。

沖擊負(fù)荷即在生產(chǎn)或運(yùn)行過程中周期性或非周期性地從電網(wǎng)中取用快速變動功率的負(fù)荷。工作中要注意的是，用于頻率偏差指標(biāo)評定的測量，須用具有統(tǒng)計功能的數(shù)字式自動記錄儀表，其絕對誤差不大于0.01Hz。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最大功率變化率包括一分鐘的功率變化率和十分鐘的功率變化率，也可以根據(jù)風(fēng)電場所接入的系統(tǒng)的電網(wǎng)狀況和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的特性以及技術(shù)性能指標(biāo)等等，由電網(wǎng)運(yùn)營企業(yè)和風(fēng)電場開放商共同確定。在風(fēng)電場并網(wǎng)和風(fēng)速增長的過程中，風(fēng)電場的功率變化率應(yīng)當(dāng)滿足這個要求，也適用于風(fēng)電成的正常停機(jī)，可以接受因風(fēng)速降低而引起的長處最大變化功率的情況。

大型電網(wǎng)具有充足的備用容量和調(diào)節(jié)能力，風(fēng)電接入，一般不會考慮到頻率穩(wěn)定性的問題。但是對于孤立運(yùn)行的小型電網(wǎng)，風(fēng)電帶來的頻率偏移和穩(wěn)定性的問題是不能夠忽視的。為了保證電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定，在正常的情況下，電網(wǎng)應(yīng)該留有2%-3%的機(jī)組旋轉(zhuǎn)備用容量。因為風(fēng)電具有隨機(jī)的波動性，它的發(fā)電出力隨風(fēng)能大小的變化而變化，為了保證正常供電，電網(wǎng)需要根據(jù)并網(wǎng)的風(fēng)電容量增加相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)備用容量，風(fēng)電上網(wǎng)越多，選裝備用容量也就越多。為了滿足風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)的運(yùn)行，必須來降低網(wǎng)內(nèi)其他電廠和整個電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)型來作為代價。

為了防止系統(tǒng)低（高）頻率的運(yùn)行，主要應(yīng)當(dāng)采取提高日負(fù)荷曲線預(yù)測精度的對策，使計劃開機(jī)的發(fā)電出力和實際的負(fù)荷偏差較少；為了充分發(fā)揮ACC的功能，需要嚴(yán)格要求在正常運(yùn)行方式下系統(tǒng)頻率偏差不大于規(guī)定值。在發(fā)生故障的情況下，系統(tǒng)頻率下降時，動用系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量，進(jìn)行低頻率減負(fù)荷的方式，自動切除部分次要負(fù)荷；當(dāng)頻率升高時，快速減少發(fā)電機(jī)出力，紳士進(jìn)行高頻率切機(jī)，來使系統(tǒng)頻率盡可能快的恢復(fù)在額定值附近。

日前，多數(shù)電力系統(tǒng)高峰容量的不足，很可能出現(xiàn)低頻率的運(yùn)行。在這種情況下，可以選用適當(dāng)?shù)姆骞入妰r差，鼓勵用戶避開高峰用電或者減少用電；對用電大戶應(yīng)當(dāng)實行計劃用電，盡量不超標(biāo)用電。保證系統(tǒng)頻率質(zhì)量，只有電力部門和用戶共同努力才能得以實現(xiàn)。

3.電壓波動

電壓波動是指電網(wǎng)電壓的幅值（或有效值）的快速變動或電壓包絡(luò)線的周期性變動，是由于負(fù)荷急劇變動的沖擊性負(fù)荷及短時重復(fù)制工作負(fù)荷所引起的。電壓波動值D、指電壓調(diào)幅波中兩個極值電壓的均方根值之差，以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示。

電壓波動為一系列電壓變動或工頻電壓包絡(luò)線的周期性變化。判斷電壓波動值是否被接受的依據(jù)是其對白熾燈工況的影響程度，即引起白熾燈閃變的大小。電壓閃變的主要影響因素是電壓波動的幅值和頻率，并和照明裝置特性及人對閃變的主觀視感有關(guān)。電壓的波動值為電壓方均根值的兩個極值Umax和Umin之差?U之差，常以其額定電壓UN的百分?jǐn)?shù)表示其對百分值，即

?U=[（Umax-Umin）/UN]×100%

電壓波動的波形是以電壓均方根值或峰值電壓的包絡(luò)線作為時間函數(shù)的波形。在分析時抽象地將工額電壓U看做載波，將波動電壓U’看做調(diào)幅波。在單一頻率的正弦調(diào)幅波U’加在工頻載波電壓U的穩(wěn)態(tài)情況下，Um’為調(diào)幅波的峰值，?U’為調(diào)幅波的峰值，?U’為調(diào)幅波U’的峰峰值，即?U’=2U’，如圖1所示。

大容量設(shè)備啟動或停止會引起母線電源電壓的波動，產(chǎn)生瞬態(tài)的低電壓或高電壓。國標(biāo)GB/T12326-1990規(guī)定了我國電力系統(tǒng)公告并網(wǎng)點允許的電壓波動：10kv及以下為2.5%；35-110kv為2%；220kv及以上為1.6%。

4.電壓閃變

電壓波動造成燈光照度不穩(wěn)定的人眼視感反應(yīng)稱為閃變，嚴(yán)格地講，閃變是電壓波動引起的有害結(jié)果，是指人對照度波動的主觀視覺反應(yīng)，不屬于電磁現(xiàn)象。電壓波動和閃變會引起許多電氣設(shè)備不能正常工作，閃變的主要影響因素是電壓波動的幅值和頻率，和照明裝置特性及人對閃變的主觀視感有關(guān)。通過對閃變實驗的研究發(fā)現(xiàn)，閃變的最大覺察頻率范圍是0.05—35Hz，閃變敏感的頻率范圍為6—12Hz，正弦調(diào)幅被在8.8Hz的照度波動最為敏感。

4.1影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)組閃變的因素

風(fēng)況對風(fēng)電機(jī)組引起的電壓波動和閃變具有直接的影響，風(fēng)速變化、塔影效應(yīng)、風(fēng)剪切、偏航誤差等因素均會引起風(fēng)電機(jī)組輸出功率的波動，尤其是平均風(fēng)速和湍流強(qiáng)度。由于風(fēng)率的增加與風(fēng)速的三次方成正比，在額定風(fēng)速以上的區(qū)域，風(fēng)速波動引起的功率波動也比較大。

由于塔影效應(yīng)和風(fēng)剪切偏以及航誤差等因素所引起的功率波動頻率和風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)，對于現(xiàn)代三葉片的風(fēng)電機(jī)組來說，它的功率波動的頻率為三倍的風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)頻率，也就是人們常說的3p頻率。3p頻率范圍一般情況下為1.2Hz，該頻率下的風(fēng)電機(jī)組所輸出的功率波動幅度有的時候或許可以達(dá)到瞬時平均功率的20%。

拋開風(fēng)狀況的影響和風(fēng)電機(jī)組的特性外，風(fēng)電機(jī)組拋開風(fēng)狀況的影響還有風(fēng)電機(jī)組的特性外，風(fēng)電機(jī)組接入系統(tǒng)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)后，也對電壓波動和閃變有較大的影響。代表電網(wǎng)強(qiáng)度的參數(shù)主要有：帶公共連接點的電源阻抗、電網(wǎng)線路的阻抗和感抗之比、傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)的容量和風(fēng)電機(jī)組容量的比等等。影響風(fēng)電機(jī)組引起電壓波動和閃變的主要因素是風(fēng)電場公共連接點的短路比和電網(wǎng)線路的風(fēng)力，公共連接點處節(jié)點短路的容量越大，風(fēng)電機(jī)組引起的電壓波動和閃變就越小，適當(dāng)?shù)娘L(fēng)力可以有效的使有功功率引起電壓波動被無功功率引起的電壓波動補(bǔ)償?shù)簦M(jìn)而使總的平均閃變值有所降低。

4.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組閃變的測量計算

依據(jù)并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組電能質(zhì)量的國際電工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電壓波動測量分為連續(xù)運(yùn)行過程和切換運(yùn)行過程；分開測量能反映出在連續(xù)運(yùn)行過程中風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的閃變具有隨機(jī)噪聲的特征，在切換運(yùn)行狀態(tài)下的閃變和電壓變化則有許多時間上的限制。

5.結(jié)論

某地區(qū)風(fēng)電場發(fā)生過大面積非正常跳機(jī)事件。對該風(fēng)電場的電能質(zhì)量進(jìn)行了全面測試，結(jié)論是：風(fēng)電機(jī)組機(jī)端電壓升高；諧波電壓和間諧波電壓值在跳機(jī)前逐漸增大，到跳機(jī)時達(dá)到最大，跳閘結(jié)束后很快恢復(fù)到風(fēng)電場正常運(yùn)行的值。另外，風(fēng)電場公共連接點的短路容量偏小，是風(fēng)電場頻繁發(fā)生跳機(jī)的原因之一，增大短路容量會對風(fēng)電場的非正常跳機(jī)事件有所改善。這次實際跳機(jī)事故的研究表明，風(fēng)電場電能質(zhì)量問題關(guān)系到風(fēng)電場自身及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，有必要研究風(fēng)電場的電能質(zhì)量問題。

（1）風(fēng)電場并網(wǎng)后可能引起電網(wǎng)電能質(zhì)量問題。風(fēng)電場并網(wǎng)技術(shù)規(guī)定按照國內(nèi)已經(jīng)頒布的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)而制定。風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電場電能質(zhì)量測試與評估方面按照IEC61400-21標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

（2）風(fēng)電場在公共連接點處引起的電壓變動d（%）應(yīng)當(dāng)滿足表1的要求。

電能質(zhì)量范文5

電能質(zhì)量包括：供電可靠性、電源的波形、電源電壓。

供電可靠性直接影響到用戶的日常生活。 電源頻率影響到用戶用電設(shè)備的穩(wěn)定性。 電源電壓過高會縮短用電設(shè)備的壽命。電壓過低會影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

電能質(zhì)量是指電力系統(tǒng)中電能的質(zhì)量。理想的電能應(yīng)該是完美對稱的正弦波。一些因素會使波形偏離對稱正弦，由此便產(chǎn)生了電能質(zhì)量問題。一方面我們研究存在哪些影響因素會導(dǎo)致電能質(zhì)量問題，一方面我們研究這些因素會導(dǎo)致哪些方面的問題，最后，我們要研究如何消除這些因素，從而最大程度上使電能接近正弦波。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

電能質(zhì)量范文6

關(guān)鍵詞：變電站 電能質(zhì)量 監(jiān)測分析控制技術(shù)

中圖分類號：R363.1+24 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

0引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)過程的高度自動化，電網(wǎng)中各種非線性負(fù)荷及用戶不斷增長；各種復(fù)雜的、精密的，對電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備越來越多。上述兩方面的矛盾越來越突出，用戶對電能質(zhì)量的要求也更高，在這樣的環(huán)境下，探討電能質(zhì)量領(lǐng)域的相關(guān)理論及其控制技術(shù)，分析我國電能質(zhì)量管理和控制的發(fā)展趨勢，具有很強(qiáng)的觀實意義。

1衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)

由于所處立場不同，關(guān)注或表征電能質(zhì)量的角度不同，人們對電能質(zhì)量的定義還未能達(dá)成完全的共識，但是對其主要技術(shù)指標(biāo)都有較為一致的認(rèn)識。

(1) 電壓偏差（voltage deviation）：是電壓下跌(電壓跌落)和電壓上升(電壓隆起）的總稱。

(2) 頻率偏差（friquency deviation）：對頻率質(zhì)量的要求全網(wǎng)相同，不因用戶而異，各國對于該項偏差標(biāo)準(zhǔn)都有相關(guān)規(guī)定。

(3) 電壓三相不平衡（unbalance）：表現(xiàn)為電壓的最大偏移與三相電壓的平均值超過規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

2電能質(zhì)量問題的產(chǎn)生

2.1電能質(zhì)量問題的定義和分類

電能質(zhì)量問題是眾多單一類型電力系統(tǒng)干擾問題的總稱，其實質(zhì)是電壓質(zhì)量問題。電能質(zhì)量問題按產(chǎn)生和持續(xù)時間可分為穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問題和動態(tài)電能質(zhì)量問題。

2.2電能質(zhì)量問題產(chǎn)生原因分析

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)電能質(zhì)量問題的產(chǎn)生主要有以下幾個原因。

2.2.1電力系統(tǒng)元件存在的非線性問題

電力系統(tǒng)元件的非線性問題主要包括：發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的諧波；變壓器產(chǎn)生的諧波；直流輸電產(chǎn)生的諧波；輸電線路（特別是超高壓輸電線路）對諧波的放大作用。此外，還有變電站并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置等因素對諧波的影響。其中，直流輸電是目前電力系統(tǒng)最大的諧波源。

2.2.2非線性負(fù)荷

在工業(yè)和生活用電負(fù)載中，非線性負(fù)載占很大比例，這是電力系統(tǒng)諧波問題的主要來源。電弧爐（包括交流電弧爐和直流電弧爐）是主要的非線性負(fù)載，它的諧波主要是由起弧的時延和電弧的嚴(yán)重非線性引起的。居民生活負(fù)荷中，熒光燈的伏安特性是嚴(yán)重非線性的，也會引起嚴(yán)重的諧波電流，其中3次諧波的含量最高。大功率整流或變頻裝置也會產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波電流，對電網(wǎng)造成嚴(yán)重污染，同時也使功率因數(shù)降低。

2.2.3電力系統(tǒng)故障

電力系統(tǒng)運(yùn)行的內(nèi)外故障也會造成電能質(zhì)量問題，如各種短路故障、自然現(xiàn)象災(zāi)害、人為誤操作、電網(wǎng)故障時發(fā)電機(jī)及勵磁系統(tǒng)的工作狀態(tài)的改變、故障保護(hù)裝置中的電力電子設(shè)備的啟動等都將造成各種電能質(zhì)量問題。

3電能質(zhì)量分析方法

3.1時域仿真法

時域仿真方法在電能質(zhì)量分析中的應(yīng)用最為廣泛，其最主要的用途是利用各種時域仿真程序?qū)﹄娔苜|(zhì)量問題中的各種暫態(tài)現(xiàn)象進(jìn)行研究。目前較通用的時域仿真程序有EMTP、EMTDC、NETOMAC等系統(tǒng)暫態(tài)仿真程序和SPICE、PSPICE、SABER等電力電子仿真程序。

采用時域仿真計算的缺點是仿真步長的選取決定了可模仿的最大頻率范圍，因此必須事先知道暫態(tài)過程的頻率覆蓋范圍。此外，在模仿開關(guān)的開合過程時，還會引起數(shù)值振蕩。

3.2頻域分析法

頻域分析方法主要包括頻率掃描、諧波潮流計算和混合諧波潮流計算等，該方法多用于電能質(zhì)量中諧波問題的分析。

頻率掃描和諧波潮流計算在反映非線性負(fù)載動態(tài)特性方面有一定局限性，因此混合諧波潮流計算法在近些年中發(fā)展起來。其優(yōu)點是可詳細(xì)考慮非線性負(fù)載控制系統(tǒng)的作用，因此可精確描述其動態(tài)特性。缺點是計算量大，求解過程復(fù)雜。

3.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論是巨量信息并行處理和大規(guī)模平行計算的基礎(chǔ)，它既是高度非線性動力學(xué)系統(tǒng)，又是自適應(yīng)組織系統(tǒng)，可用來描述認(rèn)知、決策及控制的智能行為。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的優(yōu)點是：（1）可處理多輸入－多輸出系統(tǒng)，具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)等特點。（2）不必建立精確數(shù)學(xué)模型，只考慮輸入輸出關(guān)系即可。缺點是：（1)存在局部極小問題，會出現(xiàn)局部收斂，影響系統(tǒng)的控制精度；（2)理想的訓(xùn)練樣本提取困難，影響網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練速度和訓(xùn)練質(zhì)量；（3)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不易優(yōu)化。

3.4二次變換法

二次變換是一種基于能量角度來考慮的新的時域變換方法。該方法的基本原理是用時間和頻率的雙線性函數(shù)來表示信號的能量函數(shù)。

二次變換的優(yōu)點是：可以準(zhǔn)確地檢測到信號發(fā)生尖銳變化的時刻；精確測量基波和諧波分量的幅值。缺點是：無法準(zhǔn)確地估計原始信號的諧波分量幅值；不具有時域分析功能。

3.5小波分析法

小波變換是新的多尺度分析數(shù)字技術(shù)，它通過對時間序列過程從低分辨率到高分辨率的分析，顯示過程變化的整體特征和局部變化行為。常用的小波基函數(shù)有：Daubechies小波、B小波、Morlet小波Meyer小波等。

小波變換的優(yōu)點是：（1）具有時－頻局部化的特點，特別適合突變信號和不平穩(wěn)信號分析。（2）可以對信號進(jìn)行去噪、識別和數(shù)據(jù)壓縮、還原等。缺點是：（1）在實時系統(tǒng)中運(yùn)算量較大，需要如DSP等高價格的高速芯片。（2）小波分析有“邊緣效應(yīng)”，邊界數(shù)據(jù)處理會占用較多時間，并帶來一定誤差。

3.6Prony分析法

Prony分析衰減的思想類似于小波。在該方法中，信號總是被認(rèn)為可以由一系列的衰減的正弦波構(gòu)成，這些衰減正弦波類似于小波函數(shù)。所以Prony分析方法和小波一樣，可以做多尺度的信號分析。Prony分析的主要缺點是計算時間過長。

4電能質(zhì)量的控制策略與技術(shù)

4.1幾種電能質(zhì)量控制策略

（1）PID控制：這是應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律，其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便，易于在工程中實現(xiàn)。當(dāng)被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時，應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。其缺點是：響應(yīng)有超調(diào)，對系統(tǒng)參數(shù)攝動和抗負(fù)載擾動能力較差。

（2）空間矢量控制：空間矢量控制也是一種較為常規(guī)的控制方法。其原理是：將基于三相靜止坐標(biāo)系(abc)的交流量經(jīng)過派克變換得到基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系(dq)的直流量從而實現(xiàn)解耦控制。常規(guī)的矢量控制方法一般采用DSP進(jìn)行處理，具有良好的穩(wěn)態(tài)性能與暫態(tài)性能。也可采用簡化算法以縮短實時運(yùn)算時間。

4.2用戶電力（Custom Power）技術(shù)

用戶電力技術(shù)就是將電力電子技術(shù)、微處理機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)等運(yùn)用于中低壓配電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)中，其目的是加強(qiáng)配電系統(tǒng)的供電可靠性，并減小諧波畸變，改善電能質(zhì)量。該技術(shù)的核心器件IGBT比GTO具有更快的開關(guān)頻率，并且關(guān)斷容量已達(dá)MVA級，因此DFACTS裝置具有更快的響應(yīng)特性。

5電能質(zhì)量控制的發(fā)展方向

5.1研究電能質(zhì)量分析控制領(lǐng)域的基礎(chǔ)性工作

一方面要深入探索電能質(zhì)量領(lǐng)域的基礎(chǔ)性研究工作，包括電能質(zhì)量的定義、評價標(biāo)準(zhǔn)與體系，電能質(zhì)量問題的表現(xiàn)形式、影響因素、防治方法等。同時，積極研究電能質(zhì)量控制的新方法、新技術(shù)和新策略，將更為先進(jìn)、科學(xué)的控制理念和控制思想借鑒到電能質(zhì)量管理領(lǐng)域。

5.2推廣使用數(shù)字化電能質(zhì)量控制技術(shù)

以DSP為基礎(chǔ)的實時數(shù)字信號處理技術(shù)在控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其優(yōu)點為：①可提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性和靈活性；②由程序控制，改變控制方法或算法時不必改變控制電路；③可重復(fù)性好，易調(diào)試和批量生產(chǎn)；④易實現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行和智能化控制。隨著DSP性能的不斷改善和價格的下降，電能質(zhì)量控制裝置將用DSP來實現(xiàn)實時信號處理從而取代模擬量控制。

5.3對電能質(zhì)量檢測技術(shù)的新要求

傳統(tǒng)的檢測儀器一般局限于持續(xù)性和穩(wěn)定性指標(biāo)的檢測，而且僅測有效值已不能精確描述實際的電能質(zhì)量問題，因此需要發(fā)展新的監(jiān)測技術(shù)。具體要求包括：①能捕捉快速(ms級甚至ns級)瞬時干擾的波形；②需要測量各次諧波以及間諧波的幅值、相位；③需要有足夠高的采樣速率，以便能和得相當(dāng)高次諧波的信息。④建立有效的分析和自動辯識系統(tǒng)，反映各種電能質(zhì)量指標(biāo)的特征及其隨時間的變化規(guī)律。

5.4大力發(fā)展應(yīng)用新技術(shù)

電力電子技術(shù)的應(yīng)用可以大大提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量，F(xiàn)ACTS、CusPow等新技術(shù)更是為解決電能質(zhì)量問題開拓了廣闊的前景，同時一些非電力電子技術(shù)的發(fā)展也很迅猛，將這些技術(shù)融合發(fā)展，并合理使用、大力推廣，必然會逐步滿足電力負(fù)荷對電能質(zhì)量日益提高的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]Dugan R C， Megranghan M F，Benty H W．E1ectrical power systems quality [M]．New York：McGrawHill, 1996.