电能质量十篇

电能质量篇1

1、电能质量分析仪 ，是对电网运行质量进行检测及分析的专用便携式产品。

2、可以提供电力运行中的谐波分析及功率品质分析，能够对电网运行进行长时间的数据采集监测。同时配备电能质量数据分析软件，对上传至计算机的测量数据进行各种分析。

3、电能质量分析仪主要由五部分组成，分别为测量变换模块、模数转换模块、数据处理模块、数据管理模块以及模块。

（来源：文章屋网 ）

电能质量篇2

关键词：电能质量分析方法控制技术

0引言

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。

1衡量电能质量的主要指标

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。

(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）：表现为电压的最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。

2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）对谐波的放大作用。此外，还有变电站并联电容器补偿装置等因素对谐波的影响。其中，直流输电是目前电力系统最大的谐波源。

2.2.2非线性负荷

在工业和生活用电负载中，非线性负载占很大比例，这是电力系统谐波问题的主要来源。电弧炉（包括交流电弧炉和直流电弧炉）是主要的非线性负载，它的谐波主要是由起弧的时延和电弧的严重非线性引起的。居民生活负荷中，荧光灯的伏安特性是严重非线性的，也会引起严重的谐波电流，其中3次谐波的含量最高。大功率整流或变频装置也会产生严重的谐波电流，对电网造成严重污染，同时也使功率因数降低。

2.2.3电力系统故障

电力系统运行的内外故障也会造成电能质量问题，如各种短路故障、自然现象灾害、人为误操作、电网故障时发电机及励磁系统的工作状态的改变、故障保护装置中的电力电子设备的启动等都将造成各种电能质量问题。

3电能质量分析方法

3.1时域仿真法

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有EMTP、EMTDC、NETOMAC等系统暂态仿真程序和SPICE、PSPICE、SABER等电力电子仿真程序。

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。

3.2频域分析法

频域分析方法主要包括频率扫描、谐波潮流计算和混合谐波潮流计算等，该方法多用于电能质量中谐波问题的分析。

频率扫描和谐波潮流计算在反映非线性负载动态特性方面有一定局限性，因此混合谐波潮流计算法在近些年中发展起来。其优点是可详细考虑非线性负载控制系统的作用，因此可精确描述其动态特性。缺点是计算量大，求解过程复杂。

3.3基于变换的方法

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Fourier变换、神经网络、二次变换、小波变换和Prony分析等5种方法。

3.3.1Fourier变换

Fourier变换是电能质量分析领域中的基本方法，在实时系统中，通常采用短时Fourier变换方法(STFT)和快速Fourier变换方法(FFT)。

Fourier变换的优点是算法快速简单。但其缺点也很多：（1）虽然能够将信号的时域特征和频域特征联系起来观察，但不能将二者有机地结合起来。（2）只能适应于确定性的平稳信号(如谐波)，对时变非平稳信号难以充分描述。（3）STFT的离散形式没有正交展开，难以实现高效算法；只适合于分析特征尺度大致相同的过程，不适合分析多尺度过程和突变过程。（4）FFT变换的时间信息利用不充分，任何信号冲突都会导致整个频带的频谱散布；在不满足前提条件时，会产生“旁瓣”和“频谱泄露”现象。

3.3.2神经网络法

神经网络理论是巨量信息并行处理和大规模平行计算的基础，它既是高度非线性动力学系统，又是自适应组织系统，可用来描述认知、决策及控制的智能行为。

神经网络法的优点是：（1）可处理多输入－多输出系统，具有自学习、自适应等特点。（2）不必建立精确数学模型，只考虑输入输出关系即可。缺点是：（1)存在局部极小问题，会出现局部收敛，影响系统的控制精度；（2)理想的训练样本提取困难，影响网络的训练速度和训练质量；（3)网络结构不易优化。

3.3.3二次变换法

二次变换是一种基于能量角度来考虑的新的时域变换方法。该方法的基本原理是用时间和频率的双线性函数来表示信号的能量函数。

二次变换的优点是：可以准确地检测到信号发生尖锐变化的时刻；精确测量基波和谐波分量的幅值。缺点是：无法准确地估计原始信号的谐波分量幅值；不具有时域分析功能。

3.3.4小波分析法

小波变换是新的多尺度分析数字技术，它通过对时间序列过程从低分辨率到高分辨率的分析，显示过程变化的整体特征和局部变化行为。常用的小波基函数有：Daubechies小波、B小波、Morlet小波Meyer小波等。

小波变换的优点是：（1）具有时－频局部化的特点，特别适合突变信号和不平稳信号分析。（2）可以对信号进行去噪、识别和数据压缩、还原等。缺点是：（1）在实时系统中运算量较大，需要如DSP等高价格的高速芯片。（2）小波分析有“边缘效应”，边界数据处理会占用较多时间，并带来一定误差。

3.3.5Prony分析法

Prony分析衰减的思想类似于小波。在该方法中，信号总是被认为可以由一系列的衰减的正弦波构成，这些衰减正弦波类似于小波函数。所以Prony分析方法和小波一样，可以做多尺度的信号分析。Prony分析的主要缺点是计算时间过长。

4电能质量的控制策略与技术

4.1几种电能质量控制策略

（1）PID控制：这是应用最为广泛的调节器控制规律，其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便，易于在工程中实现。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，应用PID控制技术最为方便。其缺点是：响应有超调，对系统参数摄动和抗负载扰动能力较差。

（2）空间矢量控制：空间矢量控制也是一种较为常规的控制方法。其原理是：将基于三相静止坐标系(abc)的交流量经过派克变换得到基于旋转坐标系(dq)的直流量从而实现解耦控制。常规的矢量控制方法一般采用DSP进行处理，具有良好的稳态性能与暂态性能。也可采用简化算法以缩短实时运算时间。

（3）模糊逻辑控制：知道被控对象精确的数学模型是使用经典控制理论的"频域法"和现代控制理论的“时域法”设计控制器的前提条件。模糊控制作为一种新的智能控制方法，无需对系统建立精确的数学模型。它通过模拟人的思维和语言中对模糊信息的表达和处理方式，对系统特征进行模糊描述，来降低获取系统动态和静态特征量付出的代价。

（4）非线性鲁棒控制：超导储能装置(SMES)实际运行时会受到各种不确定性的影响，因此可通过对SMES的确定性模型引入干扰，得到非线性二阶鲁棒模型。对此非线性模型，既可应用反馈线性化方法使之全局线性化，再利用所有线性系统的控制规律进行控制，也可直接采用鲁棒控制理论设计控制器。

4.2FACTS技术

FACTS，即基于电力电子控制技术的灵活交流输电，是上世纪80年代末期由美国电力研究院（EPRI）提出的。它通过控制电力系统的基本参数来灵活控制系统潮流，使输送容量更接近线路的热稳极限。采用FACTS技术的核心目的是加强交流输电系统的可控性和增大其电力传输能力。

目前有代表性的FACTS装置主要有：可控串联补偿电容器、静止无功补偿器、晶闸管控制的串联投切电容器、统一潮流控制器等。

4.3用户电力（CustomPower）技术

用户电力技术就是将电力电子技术、微处理机技术、自动控制技术等运用于中低压配电系统和用电系统中，其目的是加强配电系统的供电可靠性，并减小谐波畸变，改善电能质量。该技术的核心器件IGBT比GTO具有更快的开关频率，并且关断容量已达MVA级，因此DFACTS装置具有更快的响应特性。

用户电力技术概念的提出，有助于供电部门提供高可靠性和高质量的电力，也有助于满足各种新工艺用户对电力供应的更高要求。目前主要的DFACTS装置有：有源滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)、配电系统用静止无功补偿器(D－STATCOM)、固态切换开关(SSTS)等。

5电能质量控制的发展方向

5.1研究电能质量分析控制领域的基础性工作

一方面要深入探索电能质量领域的基础性研究工作，包括电能质量的定义、评价标准与体系，电能质量问题的表现形式、影响因素、防治方法等。同时，积极研究电能质量控制的新方法、新技术和新策略，将更为先进、科学的控制理念和控制思想借鉴到电能质量管理领域。

5.2推广使用数字化电能质量控制技术

以DSP为基础的实时数字信号处理技术在控制领域得到广泛应用，其优点为：①可提高系统稳定性、可靠性和灵活性；②由程序控制，改变控制方法或算法时不必改变控制电路；③可重复性好，易调试和批量生产；④易实现并联运行和智能化控制。随着DSP性能的不断改善和价格的下降，电能质量控制装置将用DSP来实现实时信号处理从而取代模拟量控制。

5.3对电能质量检测技术的新要求

传统的检测仪器一般局限于持续性和稳定性指标的检测，而且仅测有效值已不能精确描述实际的电能质量问题，因此需要发展新的监测技术。具体要求包括：①能捕捉快速(ms级甚至ns级)瞬时干扰的波形；②需要测量各次谐波以及间谐波的幅值、相位；③需要有足够高的采样速率，以便能和得相当高次谐波的信息。④建立有效的分析和自动辩识系统，反映各种电能质量指标的特征及其随时间的变化规律。

5.4大力发展应用新技术

电力电子技术的应用可以大大提高电网的电能质量，FACTS、CusPow等新技术更是为解决电能质量问题开拓了广阔的前景，同时一些非电力电子技术的发展也很迅猛，将这些技术融合发展，并合理使用、大力推广，必然会逐步满足电力负荷对电能质量日益提高的要求。

参考文献

[1]DuganRC，MegranghanMF，BentyHW．E1ectricalpowersystemsquality[M]．NewYork：McGrawHill,1996.

[2]DaubechiesI.Tenlecturesonwavelets[C].Philadelphia,Pennsylvania，SIAMMathematicalAnalysis,1992.

[3]ArumArora,etal.InnovativeSystemSolutionsforPowerQualityEnhancement［J］.ABBReview,1998,(3):4-12.

电能质量篇3

近年来，大量电能质量监测点的建立，使得电能质量数据增加，为处理大量的电能质量监测数据，提出了一种基于方向小波变换的电能质量数据压缩方法。将一维的电能质量数据转换成二维的数据，得到经过此变换分解的二维数据的小波系数，再将这些小波系数应用图像压缩中的SPIHT（多级树集合分裂）编码算法，压缩二维表示的电能质量数据。实验结果表明，此方法具有压缩率高、速度快，控制压缩比和特征不变的特点，有利于根据网络的状况调节传输的数据量。

关键词：

电能质量；方向小波变换；多级树集合分裂编码（SPIHT）

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1005-3824（2014）01-0032-04

0 引 言

近年来，由于用户对电能质量要求的提高，电力部门组建了不同规模的电能质量监测网，各监测点之间传送的电能质量数据量十分庞大，监测点与监测中心之间的通信量也很大，无论是传给监控中心还是就地存储都非常困难，必须对电能质量数据进行压缩。比如，日本富士公司的PowerSataliteII计测终端记录了一段长为2 s的电能质量故障，生成的记录文件有948 kB。由此可以看出，庞大的数据量占用了大量的有限存储空间和网络资源。如果能对电能质量数据进行有效的压缩，将更有利于组建大规模的电能质量监测网。

Santoso等提出了小波系数阈值压缩方法，通过小波变换，提取小波系数，再利用阈值法选取小波系数中的有用成分，实现数据压缩。Panda等运用改进小波的阈值处理方法来进行数据压缩。Gerek等将一维的电能质量数据转换成二维形式进行压缩，此方法更加形象，相关度更高，获得了很好的压缩效果。以上方法都运用了小波变换，但小波变换的计算复杂度高，计算时需要消耗大量的内存，成本高[1]。Ahmed等提出了离散余弦变换（DCT）方法，借助了电能质量的周期性和DCT算法的简便性，简化了电能质量压缩算法。因此，受到图像压缩方法的启发，采用方向小波变换的方法，并结合SPIHT编码对电能质量数据进行压缩，在取得高压缩比的同时，也保持了信号的关键信息。

1 二维表示的电能质量数据

电能质量数据是由电流或电压采样来的一维数据。一维数据并不能直接运用图像的压缩方法，但由于电能质量数据具有周期性，因此将采集得到的一维电能质量数据按其波形数据轴距的周期性进行整数倍截断，将截断的相同长度的数据排列成二维矩阵，得到二维数据[2]，如图1所示。以采样点为行，信号周期为列，幅值用灰度值表示，二维矩阵等同于灰度图，如图2 所示。

电力系统的电能质量数据具有周期性，因此变换为二维矩阵的电能质量数据在行列间均存在冗余性。二维矩阵与一维向量相比，大大增加了数据间的冗余性，二维矩阵经过方向小波变换后，降低了其行列间的冗余度，与传统的小波变换相比，提高了压缩性能[3]。

二维表示的电能质量数据与一维数据相比，有其无法比拟的优势。当未发生电力故障时，电能质量数据在水平和垂直方向均几乎没有明显的变化，采样时间足够短时，二维数据在水平方向的变换也是缓慢的。但当发生电力故障时，一维数据只在水平方向发生变换，而二维数据在水平和垂直方向上均有明显变化，因此二维表示的电能质量数据能更直观形象地反映电力故障[4]。

2 方向小波变换

〖BJ（，，，〗〖BJ）〗

传统的小波变换是采用改变时间―频率窗口形状的方法，解决了时间分辨率和频率分辨率的矛盾，在时频平面，母小波通过伸缩和平移构成小波簇，使其在时间域和频率域都具有很好的局部化性质，在信号的低频部分，采用宽的时间窗，得到高的频率分辨率，对信号中的高频部分，采用窄的时间窗，得到低的频率分辨率[5]。

小波变换定义为

f（a，b）=∫f（t）Ψ* a，b（t）dt （1）

3 SPIHT算法

SPIHT算法是由A.Said和A.Pearlman根据Shapior零树编码思想提出的基于分层树集合分割排序的编码算法。SPIHT算法是一种非常有效的高性能编码算法。其主要特点是计算复杂度极低，图像恢复质量高，解决了传统图像编码算法计算复杂度随编码效率的提高而增加的问题，充分利用了小波变换的空间―频率特性。SPIHT算法的内嵌编码特征，使其在编码时能按照图像的质量达到标准时而自行停止编码的要求[10]。

图像经方向小波变换后[11]，具有以下特征：

1）在低频部分聚集了大量的能量，且能量的分布趋势是由高频到低频递增；

2）高频部分的能量主要集中在原始图像的边缘，轮廓等位置。

SPIHT算法将所有的系数按空间方向树的结构组织起来，分成3张链表，这3张链表也在随着编码的进行而不断更新[12]。

重要系数表（list of significant pixels，LSP）：LSP存放已通过显著性阈值测试判断出的重要节点的坐标。

不重要系数表（list of insignificant pixels，LIP）：LIP存放已通过显著性阈值测试的非重要节点的坐标。

不重要集合表（list of insignificant sets，LIS）：它的每一项都是一个D型或L型节点，该节点所在子集内的所有系数的绝对值均小于所有曾使用过的显著性测试阈值。

SPIHT的编码过程如下[13]：

1）初始化：确定初始量化门限值T0=2no，其中n0=[Ib（max{cij}）]，LSP为空表，而LIP和LIS表中存放的全为低频子带的所有系数。

2）分类过程：分类过程只针对LIP和LIS 2个链表。LIP链表中，如果它的全部系数点都小于该级的量化门限值，则输出为0，否则输出为1，则这个系数成为重要系数点，并对其符号和最高有效位进行编码，最后将其转移到LSP链表中。LIS链表中，对LIS链表中的所有系数进行检测，若其所有系数均小于该级的门限值，则该空间方向树编码为0，否则编码为1，如此形成新的空间方向树，并更新相应的LIP和LIS。

3）分类细化过程：该过程只对LSP进行。输出LSP中的每个系数在该级编码平面的值，但并不包括在同级编码分类过程中新加入LSP链表的系数。

4）更新门限值：调转到步骤2），更新门限值，进行下一步编码。

4 结果分析

利用方向小波变换对图像提取水平，垂直，对角线的系数，然后利用SPIHT编码进行压缩，如图5和图6所示。

5 结 论

电能质量数据通过二维表示，应用SPIHT编码进行压缩，此编码过程不需要进行训练，也不需要事先了解数据，二维编码可以在任意比特率或目标失真时终止，解码也可以在比特流中的任意点终止。通过实验，此方法可以获得较高的压缩率，并且同时保证了数据特征不变，不影响对电能质量的分析。总之，此算法实现简单、编码解码速度快，有利于电能质量的存储和传输。

参考文献：

[1] 胡志坤，何志敏，安庆，等.基于二维DCT的电能质量监测数据压缩方法[J].中南大学学报，2011（4）：32-33.

[2] 刘毅.电能质量综合检测与录波数据压缩的研究[D].重庆：重庆大学，2010.

[3] 高培生，陈新建，吴为麟，等.二维表示的电能质量故障数据压缩[J].浙江大学学报：工学版，2008（4）：72-75.

[4] 鲍文，周瑞，刘金福.基于二维提升小波的火电厂周期性数据压缩算法[J].中国工程学报，2007（10）：102-110.

[5] 李红.数字图像压缩技术的探究[J].吉林工程技术师范学院学报，2010（8）：125-133.

[6] 杨正远，郑建宏.方向小波在图像边缘提取中的应用[J].重庆邮电大学学报：自然科学版，1997（9）：65-67.

[7] 刘辉，左平.基于多树分片贪婪寻优的方向小波变换图像编码[J].吉林大学学报：理学版，2008（2）：271-274.

[8] 李锌，张飞舟.基于方向小波变换的分层多描述图像编码[J].北京大学学报：自然科学版，2008（4）：5-7.

[9] 马宁，周则明，罗立民.基于方向小波变换的自适应图像去噪方法[J].计算机工程，2012（7）：56.

[10]杨超颖.电能质量数据压缩算法研究[J]. 四川电力技术，2012（2）：44-48.

[11]李振伟，何继善，刘兵全，等.小波图像压缩进展[J].微机发展，2004（6）：33.

[12]李红.数字图像压缩技术的探究[J].吉林工程技术师范学院学报，2010（8）：55-57.

[13]孟宪伟，晏磊.图像压缩编码方法综述[C]//中国科协. 2006中国科协会《数字成像技术及影像材料科学》学术交流会论文集.北京：中国科协，2006：84-86.

[14]王超，张东来，张斌，等.电力系统周期性数据大比率压缩算法[J].电力系统自动化，2009（10）：77-95.

[15]，杨洪耕，孔飘红.MDL判据在电能质量扰动信号数据压缩中的应用[J].电网技术，2004，28（18）：48-52.

[16]刘毅，周雒维，冯浩.电能质量监测网录波数据压缩方法[J].电网技术，2010（4）：22-26.

[17]刘有为，李忠晶，鞠登峰，等.电力系统暂态电压波形压缩记录技术[J].电网技术，2009（4）：69-75.

作者简介：

何 丰（1962-），男，重庆人，教授，主要研究方向为数据压缩和物联网；曾春夏（1987-），女，四川泸州人，硕士研究生，主要研究方向为数据压缩；管 春（1976-），男，重庆人，副教授，主要研究方向为电能质量和数据压缩。

Two-dimensional power quality data compression

HE Feng1，ZENG Chunxia2，GUAN Chun1

（1.School of Optoeletronics，Chongqing University of Posts and Telecommunications，Chongqing 400065，P.R.China2.College of Communication and Information，Chongqing University of Posts and Telecommunications，Chongqing 400065，P.R.China）

Abstract：

In recent years， to create a large number of power quality monitoring， the power quality data increase. To deal with a large amount of electric energy quality monitoring data， put forward a directional wavelet transform for power quality data compression based on. The one-dimensional power quality data into two-dimensional data， get some wavelet coefficient though this decomposition of 2-D data， SPIHT coding algorithm in image compression， compression of a two-dimensional representation of the power quality data. The experimental results show that， this method has high compression ratio， speed ，control the compression ratio and feature invariant，it is conducive to adjusting the amount of data transmission according to the status of the network.

电能质量篇4

PS4000是由美国SUMMIT公司生产的一种电能质量分析仪，它是为了满足工程师进一步了解电能质量而设计的一种小型、简单且功能强大的分析工具，可以用来分析或监控输入电能质量。

PS4000不仅能够测试电压、电流、功率、功率因数、频率、周期、谐波等电量值，而且能够测试电压或电流的浪涌、跌落、冲击、电压尖峰等瞬态量值，从而为用户快速判定供电质量的优劣，或者为展示产品电源质量提供一个依据。该仪器可以同时适用商用和工业用电源，是现代测试仪器中一款性能优越，携带方便的电能质量仪器。

1　PS4000的主要特点

新型PS4000电能分析仪具有以下优异的测试功能：

可测试并捕捉浪涌、跌落、冲击、尖峰信号；

可分析每一个通道从1次到63次谐波分量的电压／电流幅值和相位?

可同时分析所有通道的电压、电流、功率、功率因数、频率、能量、通断周期、能量高峰期、花费等参数值?

能够连续显示每秒测量值?

具有完全的按键操作和菜单式界面?

可连续工作8～10个小时，使用充电器后可以持续使用。

    PS4000可以对三相电路中的三个电压和四个电流同时进行浪涌、跌落、尖峰、谐波、电压、电流、功率、功率因数、频率、周期等参数的分析和监测，测试的数据可以上传到计算机以图形或表格的形式显示。该仪器配有专业的分析控制软件，可以对PS4000进行远端监控，特别适合于对电网质量，大型供电设备，家用电器等电源质量进行分析，是电力专家所钟爱的产品。SUMMIT公司的电能分析仪被世界很多国家的用户使用，美国前电网编辑曾这样描述：“我见过很多的分析仪，但是，这个产品给我留下了真正深刻的印象，PS3000已经是一个很坚固的小型器件，而新型的PS4000则提供了更专业的电能质量分析功能。”与它配套使用的电压、电流探头能够直接和1到15000V电压以及10mA到6000A的电流相接。通过输入调节比与PT和CT的结合，可提供更高、更大的电压电流测试。除了在室内监控外，PS4000还可以安装到Weather－resistant外挂箱上，以便能够在室外进行无人监控。另外，PS4000的“连接检查”特点更便于操作者正确连接电路，而且各种配套的附件不需要另外供电。

PS4000包含前一产品PS3000的全部测试功能，PS3000已经使用了8年，产品遍布7大洲。客户对Powersight分析仪具有很高的评价，特别是在使用简便、性能可靠、可提供及时有效的技术支持等方面。SUMMIT总载曾说：“从上一次我们为一块因跌落而损坏的仪表检修后，到现在已经六年了，它依然完好，据我所知，我的表甚至还在南极考察站使用”。

2　PS4000测试瞬态量

实际上，绝大多数的客户都特别关心PS4000的瞬态测试功能，而这也正是PS4000优于PS3000和PS250之处，因此，笔者希望通过本文使更多的人能够熟悉PS4000的功能，让PS4000给电能分析带来更多方便。

当分析瞬态参数时，PS4000能够随时监测每相浪涌、跌落、冲击和电压尖峰信号，并随时记录信号类型、发生时间、到达峰值、持续时间等，同时可捕捉并存储最坏的一个信号，以及为以后的故障分析和判断提供依据。

2．1 每相电压／电流的浪涌和跌落值测试

在进行电路的浪涌和跌落分析时，PS4000可提供以下三种记录方式：

记录浪涌／跌落事件；

记录浪涌／跌落图形；

记录浪涌／跌落波形。

（1）记录浪涌／跌落事件

    如果在信号监测时间段里，浪涌出现一次，PS4000就认为有一个浪涌事件发生，出现两次，PS4000就认为有两个浪涌事件，以此类推……，当有事件发生时，PS4000将记录这一事件的发生日期、发生于哪个相线、属于浪涌还是跌落信号、信号的幅度以及信号持续的时间等信息。

PS4000的显示方式主要有两种：第一种为列表显示，每一行显示一个事件，其显示方式如图1所示；第二种为图形显示，这种方式以时间为横轴，在纵轴上显示信号的幅度和持续时间，其显示方式如图2所示。

（2）记录浪涌／跌落图形

当有浪涌或跌落事件发生时，PS4000将大致地给出浪涌或跌落信号的图形。图形从发生浪涌／跌落的前2个周期开始，持续10个周期，直到检测到下一个1／2周期来临再没有浪涌／跌落发生且持续1秒的时间为止。图形中将显示浪涌／跌落发生的时间以及每半个周期的RMS值。参见图3。由图3可见，图形的上半部将显示关键的信息，如事件的发生时间、持续时间、信号属于三相中的哪一相、信号的幅度大小等。如果发生了电压浪涌，那么和它同相的电流信号也会显示在同一张图中。

（3）记录浪涌／跌落波形

浪涌／跌落波形是对浪涌／跌落事件的一个详细描述，它们开始于事件发生前的两个周期，持续10个周期，如果事件的持续时间超过10个周期，波形中将记录最近的10个周期。如果监测的时间段内不是只有一个事件发生，PS4000将存储最坏的浪涌／跌落波形。这种方式在显示时，在波形的上方将显示事件发生的时间、相线、信号幅度和信号持续时间等。如果发生的是电压浪涌 ／跌落，那么同相线的电流信号也会显示在同一张图中。

2．2 监测高速瞬态信号

高速电压／电流瞬态信号的产生一般与被测线路本身无关，大都是由闪电、突然短路，开关拨动等原因引起的，它们的幅值会在瞬间窜到很高，持续时间也相当短，一旦这样的信号超过了定义的触发门限，PS4000将捕捉到这个信号。触发门限分为 “绝对值门限”和“相对值门限”两种。

当设置为绝对值门限时（比如设到180V），那么，在监测开始以后的任何时候，只要信号的幅值超过了＋180V或－180V，这个信号就会被捕捉并被记录下来。如果设置为相对值门限，比如20V，PS4000将以正常情况下的波形作为参考，在这种情况下，当实际波形幅度高于或低于同一点的正常波形幅度20V以上时，PS4000将捕捉记录这个信号。

在进行瞬态信号监测时，PS4000可提供瞬态事件和瞬态波形两种记录方式。

    （1）瞬态事件

在这种记录模式下，PS4000将记录瞬态事件的发生时间、发生相线、峰值大小和持续时间。与浪涌／跌落测试的显示方式一样，瞬态监测的显示也包括表格显示和图形显示两种方式。

（2）瞬态波形

瞬态监测时的瞬态波形可以详细地记录瞬态事件信息，它们将持续50ms，并在事件发生前的一个周期开始记录，同时可在整个监测时间里捕捉最坏的一个信号。

与浪涌／跌落测试波形相似，这种测试波形的上方也将显示信号发生的时间，信号持续时间，信号幅度以及信号的相线等重要信息。图4是一种瞬态波形示意图。

电能质量篇5

Abstract: With the rapid development of economic construction and the rapid improvement of people's living standard,urban power distribution networks are facing with the urgent requirement of improving the power supply reliability. High-rise skyscrapers,modern office facilities,daily necessities of electrification and automation of production processes can not tolerate any reason,even a very short period of time of power failure. Voltage is an important index of power quality. Traditional power quality includes frequency,voltage and reliability three areas. Therefore,to achieve automation of distribution lines to improve reliability of power supply voltage quality is necessary for market economy development and implementation of the "power law",and is imperative.

关键词:配电线路;电压质量;供电可靠性

Key words: power distribution line;voltage quality;power supply reliability

中图分类号:TM72 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)24-0239-01

1电压偏差超标所带来的危害

1.1 照明负荷。

1.2 整流器、电热、电弧炉等负荷其有功功率与电压平方成正比。

1.3 感应电动机及其他电机类负荷,因感应电机的转矩与电压的平方成正比,滑差率与电压的平方成反比,因而,电压下降时经常会使电动机过负荷而烧毁,同时也会使电动机的启动十分困难,反之,长期高电压运行,会对电机的绝缘造成危害。

1.4 电压偏低会降低发、供、用电设备的出力,增加供电线路及电气设备中的电能损失。

1.5 电压偏低常常会引起低电压保护装置动作,电磁开关、空气开关跳闸,影响生产的正常进行。反之,电压偏高也将引起过电压保护装置动作,以及使电气设备的电压线圈烧坏等。

1.6 电压偏低或偏高都会影响到通信、广播电视等音像的质量。影响家用电器设备的正常工作。

1.7 如果电网的无功功率严重匮乏,将导致电压崩溃,系统振荡,电网瓦解,严重危及供用电的安全运行。

2影响电压质量的主要因素

2.1 电网运行方式的改变,引起功率分布和电网阻抗的改变,使电压升高或降低。

2.2 电力负荷随季节、昼夜及用户生产流程而变动。在低负荷时段电压偏高,在电网用电负荷高峰时段电压偏低。

2.3 供电距离超过合理的供电半径、供电导线截面选择不当;用电功率因数过低,无功电流大等,都会加大电压损失。

2.4 冲击性负荷、非对称性负荷的影响;调压措施缺乏或使用不当。

2.5 用电单位安装的无功补偿电容器采用了“死补”,即24小时内不论本单位需用无功量多少,都固定供给一定量的无功,造成高峰负荷时间向电网吸收无功而低谷负荷时间大量向系统反送无功,造成电压变动幅度的增加。

3提高供电可靠性的措施

3.1 加强可靠性管理,提高供电管理水平。①加强组织制度建设,完善管理网络。②认真贯彻新规程,加强可靠性专业的培训。③加强基础资料的积累和完善。④强调专业间的配合。⑤加强停电计划的合理性、周密性。

3.2 重视技术进步,不断提高设备装备水平。①提高电网装备水平,积极采用新技术、新设备,如真空断路器、SF6断路器、柱上真空开关、金属氧化物避雷器、硅橡胶绝缘子、交联电缆等,减少因设备质量问题、试验周期短造成的不必要停电。同时,对变电所进行无油化改造。②依靠科技进步逐步实现输、变、配电设备的状态监测和状态检修,通过在线检测、盐密指导清扫、带电测温、油务监督等先进的测试手段和科学的分析评估方法,掌握设备的性能,指导设备的检修;变电设备涂刷RTV,延长清扫周期。③依靠科技进步,积极开展带电作业。④采取有效措施,增强事故处理能力。

4提高供电可靠性的构想

4.1 以配电线路远方监控自动化为主攻方向,制定开发计划发达国家的配电线路自动化经历了三个阶段,分别是柱上开关设备自动化、运方监控自动化和计算机配电自动化。

第一个阶段是柱上开关设备自动化,由柱上重合器、分段器等自具检测与控制操作能力的设备组成,能自动隔离故障点,较快恢复无故障部分的供电,无需通讯手段。

第二个阶段是远方监控自动化。将柱上开关加装远方终端装置(RTU)及操作电源,即使在停电情况下,也能通过载波或通讯线或无线电与中央控制总站保持通讯,传送数据,摇控负荷开关进行合或分操作。第二阶段比第一阶段的最大优点是不会再次重合到故障电流上,可以更短的时间内恢复供电。我们在二十世纪末期开发配电线路自动化就不应重复发达国家几十年前的模式,避免走弯路,要有起点高、技术尽快赶上的决心。供电系统已在负荷控制管理和变电站综合自动化方面积累了多年的开发经验,成绩斐然。因此,选择第二阶段即远方监控自动化作为配电线路自动化开发的主攻方向是实事求是的、恰如其分的。

第三个阶段是计算机配电自动化,是在第二阶段的基础上将远动控制主机与调度和变电所计算机自动化系统在线连接,实现配电系统的以“四遥”为特征的计算机实时监控。我们应充分发挥计算机软件人员素质的优势,把第三个阶段作为配电线路自动化开发的远期目标,统筹规划,连续发展。

4.2 推进灭弧介质的无油化进程,采用免维护开关设备,以提高供电可靠性灭弧介质的无油化程度是衡量配电系统现代化的重要标志之一。用油作绝缘和灭弧介质,时刻潜伏着火灾和爆炸危险,且检修维护工作量大,不适应故障自动检测和负荷调整中的频繁操作。配电运行规程中规定柱上油开关的外部检查与清扫应每年进行一次,绝缘电阻试验应二年一次,油开关大修应五年一次,这已成为导致供电可靠性水平低下的关键问题。真空或SF6作灭弧介质的断路器,因其电寿命长,免维护等优点已成为配电网取代油断路器的主导产品,这是实现配电自动化,提高供电可靠性的必然趋势。

参考文献:

电能质量篇6

关键词 电能质量；指标；标准；影响

中图分类号：TM933 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）20-0158-02

随着现代社会的不断发展进步，各地对电能的开发和利用不断增多，电能的开发以及利用程度在一定程度上成为反映国家经济发展水平的衡量标准。为此，我国必须进一步加强对电能能源的开发，不断提高我国的电能质量。电力产品一个非常重要指标就是电网供电电能质量能否满足要求。供电质量差，容易引起谐振和系统电压的波动发生。电路中存在谐波电压将造成配电系统损耗增加、电路发烫等问题，也会是变电设备频繁发生设备故障问题；电压畸变及电压波动使仪器损坏；电能质量差致使科学实验无法正常进行，影响科研测试的结果。

1 电能质量的定义

用户的用电质量、供电方供电质量、线路传输电流质量以及供电公司供给的质量是电能质量指标中最重要的四个指标。

1）电力质量是指，人们在用电过程中，能否做到按时、按量缴纳所用电费。

2）供电质量是指电压的质量，电力的价格以及供电企业对用户投诉供电问题时的反映速度等等。

3）电流的质量是指电压在线路传输过程中需保证电流信号一直都是良好的正弦信号，且频率保证在50 Hz左右，电压和电流的相位保证固定的关系，从而保证用户用电安全、平稳。

4）电能质量还指向额定电压与实际电压之间的电压波形和相位之间的偏差。

2 电能质量的影响因素

电力系统的能否供电安全和供电质量如何在很大程度上取决于电能质量是否达标，总体上来说，电能质量好坏取决于以下3个因素。

1）自然环境，如台风、地震、泥石流等对电能传输质量的影响。

2）电力系统中自动保护装置能否正常的运行，如电力系统的启动和停运、过电保护、防雷击等。

3）客户端的一些非线性负载机器，或者大功率用电设备的影响。

3 电能质量的分析计算

在通常情况下，电能计算可以采用3种办法，见表1。

4 电力系统可靠性和稳定性与电能的质量的相关性

4.1 电路传输中电能传输质量与电力系统计划的评估

电力系统根据系统的能力在可以接受的质量标准范围之内保证连续的对用电用户连续供电的能力称之为电力系统的可靠性。电力系统的可靠性包含两个方面：一是电力系统的充裕度是否达标；二是电力系统的安全性是否达标。

电力系统的充裕度用来衡量电路中一些线性负荷模型的静态参数，电力系统的充裕度体现了在工作条件下电力系统提供电量满足系统要求的能力。当电力系统正常工作时，电力系统电能的质量电压是否有偏差、电压的频率是否有偏差以及供电电压是否连续都取决于电力系统的充裕度。电力系统的安全性是指在重要元器件在发生故障时，电力系统仍然是否可以正常工作的能力。在现场工作时，暂态型电能质量的好坏取决于电力系统的安全性是否很高，还有当电力系统的安全系数低时也会造成部分电力使用者长时间的断电。

从电力系统出现到现在为止，电力使用者和电力部门把重点都放在电力系统中电压是否偏差、电压频率是否稳定及其电力供电系统是否连续等问题上面。随着电力系统的逐渐改善，人们慢慢的认识到电力系统的安全性也在很大程度上影响着电力系统可靠性的运行，特别是当电压出现突然地降低，甚至电压突然消失，都会影响电力使用者的体验。

为了使电力系统更加平稳的运行，保证电力使用的良好用户体验，目前电力部门除了对电力系统的安全性和充裕行做出严格要求外，还对一些非线性的负荷、可能造成突变电荷的电器及其会造成冲击性负载的电力设备的使用条件都做出了严格的规定，从而保证电力系统可以在规定的条件下按照预定目标安全的运行。

4.2 电力使用者用电的可靠性和电力系统的供电可靠性

按照可靠性来划分，电力系统可以分为很多类，比如在从配电系统上来说，电力系统的可靠性主要电网的充裕度能否保证电网的可靠性运行。电网的充裕度是用来检验电力系统的可靠性的重要指标。

配电系统的可靠性是从多个方面来衡量的，例如电力系统的系统容量、电力系统的网络结构、还有电力系统的元器件的可靠性等方面。配电系统的可靠性是用来衡量配电系统中元器件负荷功率的平衡，通过检验配电系统的可靠性来指导电力系统的设计流程、还有运行状况

在电力系统超负荷运行的情况下，电力系统最经常出现的问题是电力系统供电不平稳的问题。从以前到现在，设计人员大都认为电力系统只要长时间不出现断电，电力系统供电就是可靠地。然而随着越来越多事故的发生，人们渐渐的意识到以前评价电力系统是否安全可靠的指标上存在一些不足，因而现在电力部门把电力系统是否能连续稳定的长时间工作也当成了电力系统可靠运行的一个硬性指标。

5 结束语

电能质量问题一直困扰着很多研究学者，电能质量对经济发展中电力系统建设提出了更多更高的要求。电能质量作为一门新兴研究对象，国外已经在电能质量方面进行了深入的研究，并提出了有关的评估标准，且取得了很多突破性的进展。但是，在国内，对于这方面的研究尚未进行深入的研究。这一方面是因为国家对这个课题并未足够的重视，另一方面还因为国内现在的研究手段和工具的缺乏，还有有关人员对电力系统电能质量问题的极端轻视。随着人们对电能质量的要求逐渐提高，电能质量问题的研究和技术应用将成为大家普遍讨论的话题，将逐步影响到我们的生活。因此，国家应该给与经济上和政策上的支持。

参考文献

[1]林海雪.现代电能质量的基本问题[J].电网技术，2001（10）：5-12.

[2]高秀英.浅谈电能质量的问题与改善措施应用能源技术[J].2010（4）：41-45.

[3]Dugan R C，McGranaghan M F，Beaty H W.Electrical Power Systems Quality.McGraw-Hill，New York，1996.

[4]翁利民.陈灵欣与靳剑峰，电能质量的新含义及分析[J].冶金动力，2004（4）：1-4，8.

[5]韩鹏.浅谈电能质量[J].天津科技，2008（1）：51-53.

[6]吴笃贵与徐政.输配电系统中电能质量问题的评估[J].电力设备，2001（2）：48-51.

[7]魏宾等.电能质量管理现状综述[J].陕西电力，2009（3）：51-54.

电能质量篇7

【关键词】智能建筑,电能质量问题,电能监测

中图分类号：F407.6文献标识码： A

一.前言

近年来，人们对用电有大幅度需求，因此建筑要求电气设备要防潮、防爆、防火、防污染等。简单的说就是电气设备要与时俱进，对设备的引进需要很强的技术性以及政策性做支持。智能建筑中的电气设备必须要做好全面的电能问题监测，防止因为用电问题给人们带来经济损失甚至人员的伤亡，保障居民的正常生活。

二.电能质量监测系统设计的目的和意义

目前，电能作为现代社会中最为重要的二次能源，应用越来越广泛，现代社会对电能的需求量也日益增加，可以说电能的应用程度已经成为一个国家发展水平的主要标志之一 。与此同时，随着智能电网和电力市场进程的不断推进和发展，用户对电能质量的要求也不断提升，并要求提供多种可选的电能质量和价格方案，两者的矛盾日益尖锐，而这直接带来的影响便是电能质量的好坏已经开始影响电力公司的市场占有率。同时电能质量对电力系统电网和电气设备的安全经济高效运行、产品质量保证以及维护人们日常生产和生活的正常秩序的重要意义也逐步的体现了出来, 电能质量问题已经开始受到越来越多人们的关注，如何提高和保证电能质量己经成为我国电力系统面临的重要问题。

我们知道电能质量的高低主要由供电电压允许偏差、电力系统频率允许偏差、公用电网谐波电压允许波动与闪变三相电压允许不平衡度等电能质量参数表征决定。目前我国电能质量国家标准主要规定了五个指标：频率、谐波、电压偏差、三相不平衡及电压波动与闪变。故一直以来供电线路的电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率等参数的检测是掌握供电线路和设备运行状态的基础，有些参数还是保证功率补偿有效性和合理性的决策依据。

三. 智能建筑系统的主要内容

1.各种设备按规定时间进行启停控制，以达到节约能源的目的；

2.供电系统、空调系统、供排水系统、冷热源等的参数调节控制监视和设备运行状态的监测；

3.对各种设备运行时间积累和维修期限达到报警，以便及时更换或维修服役期满的设备，延长设备的使用寿命，提高服务质量；

4.根据建筑实际需要的冷负荷，自动控制冷水机组投入运行的设备台数，达到最佳的运行方式；

5.据设备运行时间自动更换工作和备用设备，延长设备的使用寿命；

6.对各种能源消耗进行计量和计费；

7.各种文本的自动生成和打印。

四.智能建筑中的电能监测质量主要问题

在电能质量监测领域除了需要不断的加大投入与研究，它在发展中还应集中解决以下几方面的问题：

1.基础理论的研究

电能质量基础理论研究是对其本质进行深入研究的基础，包括统一的畸变波形行电能质量的含义，各功率成分的定义、产生机理、评价体系的研究，及物理意义，科学的计算方法研究等。目前为适应不同的需要提出许多的定义方法。各方法在数学表达式、物理意义、建立模型及实施方面各有所长，但距离理论上和实际上的统一并易于接受的表达式尚有一定的差距，无法对电能质量做出综合的分析和评估。这一理论的短缺无疑将会阻碍对电能质量进一步的深入研究。

2.电能质量监测的网络化、智能化

现代电网规模越来越大，监测点越来越多，未来电能质量的监测不仅局限于某一点，而是要实现同一供电系统、不同地点的电能质量监测，甚至实现多个不同供电系统的集中监测。在功能上，更强调智能化，除具有计算、显示等功能外，还要有一定的判断、分析、决策等功能，如能进行事件预测、故障辨识、干扰源识别和实时控制，初步具有自动的实用先进的计算智能评估功能。

电能质量分析及及其监测是一个较复杂的问题，如何合理、全面地分析处理各种干扰源，充分将计算机技术和网络技术为电能质量分析与监测所用，都是应注意的问题。同时电能质量监测的发展趋势对监测系统在功能上提出了更高的要求，也表明这一应用领域的研究需要多种技术的相互融合和各个领域的密切合作。

3.新型算法的开发

随着近代数学和人工智能技术的迅速发展及大量跨学科、跨专业交叉理论的出现，电能质量分析的模型、方法和手段呈现出强烈的多样性，如何以更科学、更先进的模型来分析电能质量，改善其对电网的影响，也是电能质量研究领域内不可忽视的核心所在。就目前电能质量的研究情况来看，小波分析、模糊数学的方法、神经网络方法、遗传算法及交叉技术将成为今后电能质量新算法研究的主流方向。可应用模糊数学方法建立精确数学模型，应用小波变换对扰动数据进行辨识、分类和原因分析，应用模糊－神经网络方法确定有效信息的传输、存储。这些理论的推出及其日渐成熟对电能质量研究领域从算法本身到算法的适用领域、算法性能的改善等各方面产生深远的影响。

五.智能建筑中的电能质量监测环节

电气施工安装中，管理人员只有努力提高自身的素质和专业能力，才能做好质量的监控。

1.认真阅图是做好电能质量监控的前提图纸是施工阶段的前提和依据，只有详细消化图纸，对工程每一系统做到心中有数，才能在现场发现问题和纠正错误，做到对工程质量的预控。电气工程系统设备先进、管线繁锁。在电气施工前的每一阶段，都要仔细地审图和校图，特别是对每一份设计修改通知单，都要认真地进行管理，逐一描绘到蓝图上。

2.熟悉规范，把好质量关。电气施工质量规范条框较多，监控人员要结合工程实际，边干边学，不断积累，牢记规范条例。在监控工作中，一定要有强烈的事业心和责任感，仔细认真，勤动笔头，不怕麻烦；深入现场，拉下面子，严格质量管理，才能保证电气施工工程的安全在可事。

3.实现质量目标的预控。既然质量目标是优质工程，那么如何具体来实现呢？我们认为：甲方、监理、施工管理人员首先必须分清工程中的重点环节，凡事有预则明，有明则清。反之，不预则废，在电气质量监控中，确定配电装置、电力电缆、配电箱三个重点设备管、补管、交接等重点协调环节，明确关键，制订措施，根据规范进行超前监控，达到对工程质量的预控。其次，必须在监控好重点环节后以点带面，促动整个系统工程的质量监控。电气工程除了设备材料的施工质量外，系统的功能也是重要一环。在知识经济、信息技术高度发展的时代，先进的设备不断出现，功能不断增强，而同一产品，功能的差异往往造成价格的明显不同。所以，在监控中，一定要根据合同仔细推敲，严格管理，实现系统应具备的功能，成为分项的优质工程的要求。

六.结束语

综上分析，我国的建筑中电能质量还是存在一定的问题，需要得到迫切的解决，尤其是智能建筑中电能所存在的问题，我们都知道智能建筑是依靠电能来保证其智能化的实现。所以电能问题的存在使得智能建筑的安全系数降低，甚至在运行过程中会损害人们生活的利益，我们应该应用高科技技术来保障智能建筑的电能监测使其运行稳定。

参考文献：

[1] 建筑电气工程施工质量的监控与验收 中国电力出版社 2011

[2] 智能建筑电气技术 中国电力出版社 2012

[3] 建筑电气工程施工质量验收规范 中国计划出版社.2012

电能质量篇8

关键词:电网电能质量 检测现状 主要措施 分析方法

1、电网电能质量的概述

电能作为人类生活中的非常重要的能源。随着我国科学技术与经济的快速发展,电力电子技术和微电子器件等的广泛应用,家用电器的普及和炼钢电弧炉的发展,对电网电能质量的要求逐渐提高。由于不对称负荷,非线性和冲击性这类扰动负荷接入电力系统以及它的系统短路故障等扰动源的存在,产生了大量的电网电能质量问题,电网电能质量严重的恶化。

电能质量主要会导致用电设备故障或不能正常工作的频率和电压,或者是电流有偏差。这些问题主要包括电压偏差,频率偏差,三相不平衡,电压闪变和波动,电压暂降,供电连续性,瞬态或者是暂时的过电压,波形畸变和短时间中断等。

2、当代配电网电能质量的监测和分析方法

传输过程中的相关数据与采集电能再生产是电网电能质量监测的目的,电网电能质量监测使其可以在分析中转换成可解释的有用的信息。电网电能质量监测的检测对象的要求是能够反映系统的整体运行情况,为质量分析提供有价值的数据,也就是它不仅要能够反映我们所关心的特定电能问题,同时还要有利于进行干扰诊断和设备维护和分析评估电能质量水平。

频域分析法,小波分析等基于变化的分析法以及时域分析法和电网电能质量分析法是比较常用的分析方法。时- 频分析法是一种比较方便的分析方法,一般情况下,需要先对信号加窗函数然后再对它进行分析;时- 频局部性可以突出问题变化的部分是小波变化法的主要特点,它的这些特点就决定了它能够分析检测信号的局部奇异性,再加上Merlot小波和Meyer小波等小波函数就形成了一种暂态函数,而这有助于分析电网电能质量的暂态过程。

3、电网电能质量的现状

因为关注电网电能质量的角度不同以及所处立场的不同,所以人们对电能质量的定义还没有完全达成共识,但是对它的主要技术指标有在着比较一致的认识。供电电压允许偏差,公用电网谐波和供电频率允许偏差,供电电压允许闪变以及波动和供电三相电压允许不平衡度等是其主要的技术指标。

其中电压跌落和电压上升的总称是电压偏差;不因用户而异的frequency deviation也就是频率偏差对频率质量的要求是:全网相同并且各国对于该项偏差标准都有相关规定;有三相电压的平均值以及电压的最大偏移超过标准规定的是unbalance也就是电压三相不平衡;间谐波包括小于基波频率的分数次谐波以及含有基波整数倍频率的正弦电流或者电压;fluctuation也就是电压波动是指在包络线内的电压有规则的变动,闪变是指电压波动对照明灯的视觉影响。

4、提高电网电能质量的主要措施

提高电网电能质量的主要措施有一次调频,发电机进相运行以及谐波在线监测与治理,这几种方法各有各的特点。由于电网缺乏快速调频的有效手段和机组单机容量的增加,导致电网电能的质量降低。以及科学技术的发展,人们对电网的需求越来越多,对电网电能质量的要求也越来越高,面对这些问题,只有机组本身对电网实现一次调频功能,才能满足对电网快速响应的要求,才能克服电网频率的波动。

发电机进相运行是解决电网低谷运行期间无功功率过剩和电网电压过高的一种技术上简便可行和经济性较高的比较有效的方法。这种方法非常有效而且比较简单,主要表现在当电压过高或电网无功过剩时,只需通过调解励磁电流,把发电机改为消耗无功负荷而不是发出无功负荷,让它无功进相运行,这个方法具有明显的降低系统电压的效果;为了保持电网电压的问题,它会通过增减励磁电流,使发电机的无功输出增加,这样就使响应比较准确和灵活;该方法为了消耗系统的无功使用发电机进相运行的方式,节约了设备的投资;发电机进相运行后,励磁变的负荷下降了,这样就降低了厂用电率,减少了有功损耗。

谐波在线监测与治理,要求对于现有的谐波源用户,确实污染严重的必须提出限制整改计划以及措施;对于扩建的和新上的电网电能质量污染源项目,必须进行谐波项目评估,谐波治理必须与工程项目同步实施;推广非线性大用户采用滤波措施或者是动态无功补偿,针对谐波问题,在实测的基础上,确定电网必要的补偿率。由于配网中某些地区电压畸变率较高,为了降低电压总谐波畸变率,应把用户侧以及电网等无功补偿装置设计成具有补偿滤波和无功的综合功能的系统。

参考文献

[1] 林涛,樊正伟.利用小波变换及人工神经网络识别电能扰动. 武汉大学电气工程学院.

[2] 欧阳森,宋政湘,陈德桂,等.小波软阀值去噪技术在电能质量监测中应用[J].电力系统自动化,2002,26(19):56-60.

[3] 胡铭. 陈珩.用户电力技术在配电系统中的应用（Application of custom power in distribution system）.电力自动化设备（Equipment of Electric Power Automation）,1999,12.

[4] 何大禹.柔流输电技术和用户电力技术的新进展（New development of FACT and custom power technology）.电力系统自动化（Automation of Electric Power Systems）,1999,3.

电能质量篇9

关键词；电能质量；光伏发电；分析

中图分类号：TB857+.3 文献标识码：A 文章编号：

1 光伏并网对电能质量的影响

光伏电源并网对电能质量方面的影响主要体现在电压波动与谐波这两方面。

光伏电源输出功率受光照影响大，具有波动性、间歇性、周期性等特点，容易造成电网电压波动闪变。随着光伏发电在电源中比例不断增大，其波动性、间歇性和周期性对电网调峰的影响将愈加显著，容易造成电网频率的波动。此外，还存在诸如电压脉冲、浪涌、电压跌落和瞬时供电中断等动态电能质量问题

[1]。同时，光伏电源通过电力电子逆变器并网，易产生谐波、三相电流不平衡等电能质量问题。谐波的危害在电力系统中是多方面的，主要有

[2]：容易导致继电保护误动作；引起谐振、过电压或过电流；增加输电线路、电动机的损耗等。

针对分布式光伏发电接入对配电网电能质量的影响，一些学者相继进行了研究分析。文献 [3]、[4] 中从光伏电源的渗透率、线路长度、系统动态负荷水平以及是否装设无功补偿装置等方面，分析了光伏电源接入薄弱线路末端时对典型配电网电压稳定的影响。研究表明：光伏电源接入配电网线路越长、动态负荷比例越高、光伏电源渗透率越高，光伏电源的出力变化对配电网线路电压的影响越大。文献 [5] 通过理论与仿真分析得出，光伏电源接入配电网引起电压越限的主要原因是太阳辐照度的变化。由于太阳辐照度变化引起光伏电源出力的上升或下降，进而可能抬升或者下拉其并网电压，引起配电线路的电压波动或越限。文献 [6] 分析了影响光伏电源并网谐波水平的主要因素，其中光伏逆变器的电能转换特性直接决定了光伏电源并网电能质量。

2 光伏并网电能质量要求

为保证电力系统的电能质量，我国在一系列标准中规定了光伏等电源接入以及公共电网的电能质量要求。这些标准对于制定光伏电源的并网标准起到了重要的参考作用。在光伏电源并网电能质量方面，目前主要依据国家电网公司《光伏电站接入电网技术规定》的要求。该规定明确光伏电源并网在谐波、电压偏差、电压波动与闪变、电压不平衡度、直流分量等电能质量方面的指标[7]。

其中，光伏电源向电网注入的谐波电流允许值按此光伏电源安装容量与其公共连接点的供电设备容量之比进行分配。光伏电源并网点的电压偏差应满足 GB/T 12325 的要求。光伏电源所接入的公共连接点的电压波动和闪变应满足 GB/T 12326 的要求，其中光伏电源引起的闪变值按照光伏电源装机容量与公共连接点上的干扰源总容量之比进行分配。光伏电源所接入的公共连接点的电压不平衡度及光伏电源引起的电压不平衡度应满足 GB/T 15543 的要求，其中光伏电源引起的电压不平衡度允许值按 GB/T15543 的原则进行换算。光伏电源并网运行时，向电网馈送的直流电流分量不应超过其交流电流额定值的 0.5%。

3 光伏发电系统建模

本文基于 DIgSILENT 仿真平台建立光伏电源的详细模型，其中直流侧采用文献 [8] 中的简化工程计算数学模型，以基于光伏组件 IV 特性的受控直流源表示。交流侧基于逆变器模块建立光伏逆变器控制模型。一般情况下，在不考虑逆变器饱和因素影响下的理想逆变器通过内环的电流控制得到调制比 Pmd和 Pmq，如图 1 所示。其中 Id_ref和 Iq_ref根据控制目标确定。

实际光伏电源的输出功率是随着外部工作条件的变化而变化的。当光照强度、工作温度发生变化，MPPT 控制器将动作，调整工作电压至当前工况下的最佳工作点。因此包含 MPPT 的逆变器可由控制目标直流端工作电压Udc和功率因数 θref得出 Id_ref和 Iq_ref。

4 算例分析

本文结合某建筑光伏电源并网算例，依据《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定的要求》对其谐波电流特性进行分析。该客户现有 35 kV 变电站 1 座，安装 2 台主变压器型号为 SFZ10–12500/35，两台主变并列运行。光伏电源分两组，其中 PV1 装机容量 3.5 MWp ；PV2 装机容量 3 MWp ；分别通过 800 m 电缆线路型号为 YJLV22–10–(3×240) 就地接入客户变电站。客户内部负荷 Load1有功 6535 kW，无功 2504 kvar ；内部负荷 Load2 有功6430 kW，无功 2486 kvar。光伏电源接入系统如图 2 所示。

该光伏电源由 500 kVA 光伏逆变器组和升压变压器组成，其中 PV1 由 7 台逆变器组成，PV2 由 6 台逆变器组成，均通过10 kV升压变压器接入35 kV变电站10 kV母线侧。500 kVA 逆变器额定电流为 1070 A，谐波电流参数如表 1所示。根据《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》

的要求，结合光伏电源的接入方式，基于 DIgSILENT 仿真平台计算出光伏电源运行过程中产生的各次谐波的最大注入电流如表 2 所示，由于光伏电源内部升压变压器为Dyn11 型接线，三角型绕组为三次谐波电流提供通路，它所产生的三次谐波磁通将抵消。通过对比可以看出，光伏电源各次谐波电流注入值均在国家标准规定的范围内。

5 结束语

本文讨论分布式光伏发电接入对配电网电能质量方面的影响，总结光伏电源在并网电能质量方面需要满足的要求。基于 DIgSILENT 仿真平台，分析某光伏电源的并网谐波电流。结果表明：该系统接入配电网后在谐波电流注入方面满足《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》的要求。

此外，作为光伏电源接入电网电能质量评估的重要内容还应对光伏电源接入对电网无功电压水平、电压偏差、电压波动、谐波电压等电能质量方面的影响进行评估，并提出相关的建议或改进措施。

参考文献

[1] 郑湃. 光伏电站运行控制若干问题研究[J]. 农村电气化,2011, (3):57-60.

[2] 丁宁, 孟涛. 太阳能光伏发电系统中的谐波及其治理[J].中国能源, 2010, (12):31-32.

[3] 葛晓慧. 光伏电源接入对配电网电压稳定的影响研究[J].浙江电力, 2011, (10):6-9.

电能质量篇10

关键词：供配电系统 电能质量 有效控制 分析

前言

随着社会经济的快速发展，人们生活与工业生产对电能的需求量和质量与日俱增，电网中的总电流不断增大，需要使用大容量的变压器、电器设备及导线才能满足供配电系统的要求，用户端电量测量仪器、电器启动控制设备的尺寸和规格也要相应增大。为了降低电能在传输过程中的能量损耗，提高供电系统的工作效率，笔者结合多年的实践经验，分析了影响供配电系统电能质量的原因，并提出了一些切实可行的改进的措施，供大家参考。

一、影响供配电系统电能质量的原因分析

一般情况下，导致供配电系统电能质量不高的原因有多种，主要包括电压波动、电压偏差、电机启动时的电压降、高次谐波等等，要想寻找有效的控制策略，必须从这几个方面入手，弄清原因。

（1）电压波动的影响。当用户端的用电量负荷发生变化时，电网电压就会发生波动，波动的强度由电波动幅度和频率来决定。如果用户端的波动负荷在系统阻抗上引起电压波动，系统的阻抗就会迅速增大，从而增加系统的电压损耗并影响电能的质量。此外，电压波动会影响到电机的正常启动，如同步电机会出现转子振动、照明设备发生明显闪烁等，严重时甚至会导致一些电器设备不能正常工作。

（2）电压偏差的影响。电压是影响电能传输质量的一项重要指标，电压质量直接关系到传输线路的损耗量、电网的稳定性和供配电系统的安全性。电压偏差是指供配电系统在正常运行时，系统各部分的实际电压相对于额定电压的差值，这种偏差主要是由线路损耗引起的。根据国家颁布的相关规则制度，最大允许电压偏差不应该超过以下标准：10千伏以下的三相供电电压偏差值应该控制在±7%，30千伏以上供电电压，电压正负偏差绝对值之和应该小于10%，220伏单向供电电压应为+7%和-10%之间。

（3）电机启动时电压降的影响。电机启动方式分为降压启动和全压启动两种，当电机全压启动时，会产生冲击转矩，引起配电线路上强烈的电压降，而且会出现很大的启动电流，威胁电器设备的安全性能，但全压启动具有经济、启动简单、可靠等优点。降压启动需要借助自耦变启动器或者三角启动器来启动，它操作简单，电流性能稳定，但转矩特性很差，不适合有载启动的场合。

（4）高次谐波的影响。当用电设备向电网输出50Hz以上频率的电流时，供电系统中会出现高次谐波，由于硅整流设备的普及和大量非线性负荷的增加，越来越多的高次谐波输向供电电网，容易导致电能传输系统出现故障：使晶闸管整流装置不能有效工作；降低电力电缆的容量，损坏电力电容器；降低变压器容量，增加系统的电能损耗。

二、改善供配电系统电能质量的有效控制策略分析

（1）减小电压波动的措施

从保证电能质量的角度来考虑，一定要设法采取措施抑制电压波动和闪变现象：对大功率电弧炉和中高频加热设备，采用专用变压器对其供电；对大型冲击负荷，可以设置静止无功补偿装置来吸收冲击负荷；当系统中出现严重电压波动时，可以切除或者减小引起波动的负荷；对于负荷变动频繁的大型电气设备，可以考虑采取专用变压器和专用线路对其供电。

（2）改变电压偏差的措施

改善电压偏差是提高供配电系统电能质量的有效方法，我们可以从以下几个方面着手，第一，合理减小系统各部分的阻抗，减小输电线路的长度，增加导线和电缆的横截面积，尽可能的用电缆来替代架空线路；第二，选用合理实用的电压分接头和电压器变比，加强对变压器的技术管理，降低损耗。分接头能通过变压器变比来调整最大负荷时的电压负偏差和最小负荷时的电压正偏差。第三，增加高低压补偿设备，提高功率因素，降低电能输送过程中的无功功率，如调整同步电机的励磁电流、调节并联补偿电容的容量大小、对多台单相或三相负荷不平衡线路安装分相无功功率补偿器。第四，将单回路供电变成双回路方式，调整电压偏差。

（3）减小电动机启动时的电压降

工矿企业的主要用电设备是风机、泵类等设备，对其选择合理有效的启动方式能有效减小电机启动时的电压降。当低压电机降压启动时，采用自耦变压器启动，高压电机降压启动时，可采取水电阻降压启动。如果被拖动机械能够承受电动机全压启动时的冲击转矩，就应该采取全压启动，它最可靠、最经济，并且操作简单。

（4）减小高次谐波的危害

高次谐波容易造成电压正弦波形畸变，影响系统的电能质量，给各种用电设备和供电设备造成极大的伤害，我们要采取积极有效措施抑制高次谐波对电网系统的影响，如在用户端进线处加装串联电抗器，将换流变压器加入到换流设备中，在谐波成分较多的线路中串联若干单调谐或高速滤波支路等。

结言

总而言之，电能质量直接关系到用户切身利益和我国经济的总体效益，要想让供配电系统在稳定、安全、经济合理的情况下运行，就必须采取一些科学有效的技术，来提高电力系统的电能质量，更好的满足人们生活和生产的需要。

参考文献