衡量電能質量的主要指標

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1、衡量電能質量的主要指標隨著國民經濟的發(fā)展，科學技術的進步和生產過程的高度自動化，電網中各種非線性負荷及用戶不斷增長；各種復雜的、精密的，對電能質量敏感的用電設備越來越多。上述兩方面的矛盾越來越突出，用戶對電能質量的要求也更高，在這樣的環(huán)境下，探討電能質量領域的相關理論及其控制技術，分析我國電能質量管理和控制的發(fā)展趨勢，具有很強的觀實意義?！∮捎谒幜霾煌?，關注或表征電能質量的角度不同，人們對電能質量的定義還未能達成完全的共識，但是對其主要技術指標都有較為一致的認識?！?.衡量電能質量的主要指標　(1)電壓偏差（volta

2、gedeviation）：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（friquencydeviation）：對頻率質量的要求全網相同，不因用戶而異，各國對于該項偏差標準都有相關規(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)定的標準。　　(4)諧波和間諧波（harmonics&inter-hamonics）：含有基波整數(shù)倍頻率的正弦電壓或電流稱為諧波。含有基波非整數(shù)倍頻率的正弦電壓或電流稱為間諧波，小于基波頻率的分數(shù)次諧波也屬于間諧波。5(5)

3、電壓波動和閃變（fluctuation&flicker）：電壓波動是指在包絡線內的電壓的有規(guī)則變動，或是幅值通常不超出0.9～1.1倍電壓范圍的一系列電壓隨機變化。閃變則是指電壓波動對照明燈的視覺影響。2.電能質量問題的產生　　2.1電能質量問題的定義和分類　　電能質量問題是眾多單一類型電力系統(tǒng)干擾問題的總稱，其實質是電壓質量問題。電能質量問題按產生和持續(xù)時間可分為穩(wěn)態(tài)電能質量問題和動態(tài)電能質量問題。　　2.2電能質量問題產生原因分析　　隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，電力系統(tǒng)電能質量問題的產生主要有以下幾個原因?！　?.2.

4、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)電機產生的諧波；變壓器產生的諧波；直流輸電產生的諧波；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非線性負荷　　在工業(yè)和生活用電負載中，非線性負載占很大比例，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）是主要的非線性負載，它的諧波主要是由起弧的時延和電弧的嚴重非線性引起的。居民生活負荷中，熒光燈的伏安特性是嚴重非線性

5、的，也會引起嚴重的諧波電流，其中3次諧波的含量最高。大功率整流或變頻裝置也會產生嚴重的諧波電流，對電網造成嚴重污染，同時也使功率因數(shù)降低?！　?.2.3電力系統(tǒng)故障　　電力系統(tǒng)運行的內外故障也會造成電能質量問題，如各種短路故障、自然現(xiàn)象災害、人為誤操作、電網故障時發(fā)電機及勵磁系統(tǒng)的工作狀態(tài)的改變、故障保護裝置中的電力電子設備的啟動等都將造成各種電能質量問題。3.電能質量分析方法　　3.1時域仿真法　　時域仿真方法在電能質量分析中的應用最為廣泛，其最主要的用途是利用各種時域仿真程序對電能質量問題中的各種暫態(tài)現(xiàn)象進行研究。目

6、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?！　〔捎脮r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

7、來。其優(yōu)點是可詳細考慮非線性負載控制系統(tǒng)的作用，因此可精確描述其動態(tài)特性。缺點是計算量大，求解過程復雜。　　3.3基于變換的方法　　在電能質量分析領域中廣泛應用的基于變換的方法主要有Fourier變換、神經網絡、二次變換、小波變換和Prony分析等5種方法。　　3.3.1Fourier變換　　Fourier變換是電能質量分析領域中的基本方法，在實時系統(tǒng)中，通常采用短時Fourier變換方法(STFT)和快速Fourier變換方法(FFT)?！　ourier變換的優(yōu)點是算法快速簡單。但其缺點也很多：（1）雖然能夠將信號的

8、時域特征和頻域特征聯(lián)系起來觀察，但不能將二者有機地結合起來。（2）只能適應于確定性的平穩(wěn)信號(如諧波)，對時變非平穩(wěn)信號難以充分描述。（3）STFT的離散形式沒有正交展開，難以實現(xiàn)高效算法；只適合于分析特征尺度大致相同的過程，不適合分析多尺度過程和突變過程。（4）FFT變換的時間信息利用不充分，任何信號