电能质量分析与控制内容完整详细
电能质量分析与控制2
电能质量分析与控制21. 介绍电能质量是指电力系统中电能波形的完整性和稳定性。
在现代社会中，电能质量的好坏对于各行各业的正常运行至关重要。
本文将介绍电能质量的分析与控制方法，并讨论一些常见的电能质量问题及其解决方案。
2. 电能质量分析方法2.1 电能质量参数首先，我们需要了解电能质量的评估参数。
常用的电能质量参数包括电压波形失真率、电压变动、频率偏差等。
这些参数可以通过使用专业的电能质量监测设备进行测量和分析得到。
2.2 电能质量监测为了实时地监测电能质量，可以使用电能质量监测系统。
这些系统可以记录电能质量参数的变化，并生成相应的报表和图表，便于分析和处理。
2.3 电能质量分析电能质量分析是通过对监测数据进行处理和分析，找出电能质量问题的原因和特征。
常见的电能质量问题包括电压波形失真、电压闪变、电压暂降等。
通过对这些问题进行分析，可以采取相应的措施来改善电能质量。
3. 电能质量改善措施3.1 电能质量改善设备通常，为了改善电能质量，可以安装电能质量改善设备。
常见的电能质量改善设备包括无功补偿装置、滤波器、电压稳定器等。
这些设备可以消除电能质量问题，提高电力系统的可靠性和稳定性。
3.2 故障管理另一方面，及时处理电力系统中的故障，也是改善电能质量的重要措施。
故障可能导致电能质量下降，甚至引起设备的损坏。
因此，及时排查和处理故障，对于维护电力系统的正常运行和电能质量的提高至关重要。
4. 电能质量问题案例分析4.1 电压波动电压波动是一种常见的电能质量问题，通常由负载变化引起。
电压波动会影响设备的正常运行，甚至导致设备的损坏。
针对电压波动问题，可以通过安装电压稳定器或调整负载平衡来解决。
4.2 电压暂降电压暂降是指电压瞬间下降的现象，通常由设备启动或故障引起。
电压暂降会导致设备断电、数据丧失等问题。
对于电压暂降问题，可以通过安装不间断电源或改善设备的保护机制来解决。
5. 结论电能质量的分析与控制对于维护电力系统的正常运行至关重要。
电能质量分析与控制课件
分别称之为p、q运算方式和ip、iq运算方式。
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2电能质量的数学分析方法
(1)p、q运算方式
(2)
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运算方式
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2电能质量的数学分析方法
该运算方式电压不参与运算，选取
变电压造成的误差不存在。
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和
参与运算，畸
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生活中的辛苦阻挠不了我对生活的热 爱。11月- 2311月- 23Monday, November 13, 2023
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。 11:26:3011:26:3011:2611/13/2023
11:26:30
AM
做一枚螺丝钉，那里需要那里上。11月- 2311:26:3011:26Nov-2313-Nov-23
科学，你是国力的灵魂；同时又是社 会发展 的标志 。11:26:30
上午11:26 上午11:26:3011月-23
每天都是美好的一天，新的一天开启 。11月-2311月-2311:2611:26:3011:26:30Nov-23
相信命运，让自己成长，慢慢的长大 。2023/11/13 11:26:30Monday, November 13, 2023
加带宽为fS /2的低通滤波器，滤去 fS /2以上信号分量。
提高采样速率。
五、快速傅立叶变换(FFT)
快速傅里叶变换算法最早于1965年提出，巧妙地利用W因子的周
期性和对称性，导出的高效快速算法，FFT使N点DFT的乘法计算
电能质量分析与控制7
6.电气化铁路 电气化铁路一般使用直流电机拖动，因此是一个市 政方面的主要谐波源。根据现有上海、北京等地电气化铁路的运 行情况，大多数系统都安装了滤波器。
7.高精度自动化生产线 高精度自动化生产线本身不产生谐波，但 是对于电能质量有很高的要求，因此需要在高精度自动化生产线 的供电侧安装有源滤波器，以降低谐波对生产线的影响。
1 L2C2
L2 / C2 RL2 L2 / C2 RC2
1 L2C2
一般取串、并调谐频率相等
01 02 0
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7电能质量控制技术
双调谐滤波器的无功补偿： 在工频频率点，串联回路呈容性，并联回路呈感性，无功由串联回 路电容实现，忽略并联回路的感性影响，有：
Z
1 1C1
1L1
负荷电流 i(t) ip (t) iq (t)
ip (t) iq1(t) ih (t)
滤波器提供的补偿电流
h
滤除谐波
if (t) ih (t)
h
无功补偿+滤除谐波
if (t) iq (t)
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7电能质量控制技术
进一步分析： i(t) b1 sin1t a1 cos1t (bh sinh1t ah cosh1t)
8.办公大楼、大型商业区等节能灯和空调集中场所 办公大楼、大 型商业区等节能灯和空调集中场所的谐波情况也非常严重，治理 方法宜采用集中治理方法，以节省成本。
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7电能质量控制技术
混合型有源滤波器
对于高电压、大容量谐波源，目前国内外主要采用LC无源滤 波器(Passive Filter，PPF)进行补偿，尽管它具有初期投资小、 结构简单等优点，但其滤波性能对系统阻抗、频率等参数变化要 求极其敏感，难以达到预期的滤波效果。
电能质量分析与控制
一、供电系统运行与电能质量的 关系
1、理想供电系统运行的基本特性： 单一恒定的电网标称频率、规定的若干 电压等级和以正弦函数波形变化的交流 电向用户供电，并保证这些参数不受用 电负荷的影响 始终保持三相交流电压和负荷电流的平 衡，用电设备汲取电能应保证最大传输 效率，且各负荷之间互不干扰。
微电网的特点
灵活性：微电网是由微型电源及负荷构成的小型电力系统，与大
系统的主要区别在于其灵活的可调度性； 多样性：微型电源的组成多种多样，既有传统电源，又有可再生
能源。同时，微电网中也包含储能设备，作为系统稳定运行的必
要条件；而负荷的类型也有很多，如敏感型、非敏感型，可控型、 非可控型等；
电力用户为满足其对产品的个性化、 多样性生产的需求，从最大经济利益 出发，在大功率冲击性、非线性负荷 容量迅速增长的同时，更大规模地采 用科技含量高的器件、设备与技术。 越来越多的电力用户采用了微电子技 术、计算机技术、电力电子技术、数 字控制的自动化生产线等，大批新兴 产业迅速崛起。 所以，改变电能质量是一项系统工程。
二、当代电力系统对电能质量的 要求
1、电网与负荷构成的变化主要表现为： 电力系统扩张与联网逐渐形成，系统运 行的安全稳定性和可靠性要求不断提高； 打破原有自然垄断，引进竞争机制，实 施市场化运营，强化环境意识与提高信 息管理水平已势在必行 ； 与计算机技术、通讯技术结合紧密，采 用高新技术以提高电力传输能力和实现 配电自动化的趋势方兴未艾 。（TCSC、 FACTS、HVDC、cus－pow）
电能质量分析与控制
武晓冬
参考书目
电能质量分析与控制 肖湘宁 电能质量概论 程浩忠
课程特点
理论与实际相结合 不是单一课程 可以讲，所有的电力系统故障都与电能 质量问题有关 监测是基础 仿真是手段 治理设备是重点
电力系统电能质量分析与控制
电力系统电能质量分析与控制摘要随着工业化进程的加速和科技的不断进步，电力系统已经成为现代社会不可或缺的基础设施之一。
在电力系统中，电能质量是一个重要的参数，它与电力设备的运行稳定性、能源利用效率和供电质量有着密切的关系。
本文对电力系统电能质量分析与控制进行了深入研究，介绍了电能质量的基本概念、分类、指标和影响因素，并提出了相应的电能质量分析和控制方法。
在电能质量分析方面，本文重点探讨了电压、电流、功率因数、谐波和闪变等方面的分析方法，包括传统的频域分析、时域分析和复域分析等方法，以及现代的小波分析、瞬时功率理论和谐波抑制技术等方法。
在电能质量控制方面，本文主要介绍了静态无功补偿技术、动态无功补偿技术、谐波抑制技术和电力电子技术等方法，对其原理、实现方式和应用效果进行了详细的讨论。
本文以电力系统中的变电站为例，设计了一个基于DSP控制器的电能质量控制系统，并进行了实验验证。
实验结果表明，所设计的电能质量控制系统可以有效地改善电能质量，提高供电可靠性和运行稳定性。
关键词：电力系统；电能质量；分析；控制；DSP控制器AbstractWith the acceleration of industrialization and the continuous progress of technology, the power system has become one of the indispensable infrastructure in modern society. In the power system, power quality is an important parameter, which is closely related to the operational stability of power equipment, energy utilization efficiency and power supply quality. In this paper, a deep research is conducted on the analysis and control of power quality in power systems. The basic concepts, classification, indicators and influencing factors of power quality are introduced, and corresponding methods for power quality analysis and control are proposed.In terms of power quality analysis, this paper focuses on the analysis methods of voltage, current, power factor, harmonics and flicker, including traditional frequency domain analysis, time domain analysis and complex domain analysis, as well as modern wavelet analysis, instantaneous power theory and harmonic suppression technology. In terms of power quality control, this paper mainly introduces static reactive power compensation technology, dynamic reactive power compensation technology, harmonic suppression technology and power electronic technology, and discusses their principles, implementation methods and application effects in detail.Taking the substation in the power system as an example, this paper designs a power quality control system based on DSP controller and carries out experimental verification. The experimental results show that the designed power quality control system can effectively improve power quality, improve power supply reliability and operational stability.Keywords: Power system; Power quality;Analysis; Control; DSP controller引言随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，电力已经成为现代社会不可或缺的基础设施之一。
电能质量分析与控制3
电压偏差、频率偏差、电压三相不平衡和供电可靠性的概念、 产生的原因、相关的国家标准以及改善这些电能质量指标的常规方
法。
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1
3传统电能质量分析与改善措施
3.2 供电电压偏差
一、 电压偏差的定义
U U re U N 100 % UN
电压变动---电压的均方根值偏离额定值的现象称为电压变动，
三相系统的对称性还表现为：在任意时刻，三相电量的瞬时值之和为 零，用数学公式表示就是
iA iB iC 0
uA uB uC 0
自动高频切机装置--可能被解列而导致功率过剩的地区装设按频 率升高自动切除发电机装置。
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3传统电能质量分析与改善措施
3.4电压三相不平衡
一、三相对称与三相不平衡的概念
设三相系统的电流和电压分别为
iA iB
2I 2I
A B
c os (t c os (t
iA iB
) )
影响系统的经济运行：系统电压偏低将使电网的有功损耗、无功功率 损耗以及电压损失大大增加；系统电压偏高，超高压电网的电
晕损耗加大。 P 3I 2R 3 S 2 R P2 Q2 R
3U 2
U2
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3传统电能质量分析与改善措施
五、改善电压偏差的措施
保证电力系统各节点电压在正常水平的充分必要条件:
uA
2U
A
cos(t
uA
)
uB 2U B cos(t uB )
iC 2IC cos(t iC )
uC 2U C cos(t uC )
三相系统可分为对称三相系统和不对称三相系统。
电力系统中的电能质量研究与控制
电力系统中的电能质量研究与控制电力系统中的电能质量一直是电力行业关注的重要问题。
随着电力系统的不断发展和电力负荷的增加，电能质量问题变得愈发突出。
电能质量不仅关系到电力系统的稳定运行，还直接影响到用户的用电质量和设备的寿命。
因此，对电力系统中的电能质量进行深入研究和有效控制，对于提高电力系统的可靠性和稳定性具有重要意义。
一、电能质量的定义和影响因素电能质量是指电能在传输和利用过程中所具有的稳定性、可靠性和纯净度等特性。
电能质量问题主要包括电压波动、电压暂降、电压谐波、电压不对称、频率偏差等。
这些问题的产生主要受到电力系统的运行状态、负荷特性、设备故障等因素的影响。
二、电能质量的研究现状目前，国内外对电能质量的研究主要集中在电能质量监测、电能质量分析和电能质量控制等方面。
通过对电力系统中的电能质量进行监测和分析，可以及时发现问题并采取有效措施进行控制和改善。
三、电能质量的控制方法针对电力系统中的电能质量问题，可以采取一系列控制方法进行改善。
包括电能质量监测系统的建设、电能质量分析技术的应用、电能质量改善设备的安装等。
通过这些控制方法的应用，可以有效提高电力系统的电能质量，保障用户的用电质量。
四、电能质量的影响及对策电能质量问题不仅影响到电力系统的稳定运行，还直接影响到用户的用电质量和设备的寿命。
因此，对于电能质量问题的研究和控制具有重要意义。
在实际应用中，可以通过加强电能质量监测和分析，及时发现问题并采取有效措施进行改善。
五、电能质量的未来发展趋势随着电力系统的不断发展和电力负荷的增加，电能质量问题将变得愈发突出。
未来，将成为电力行业的重要研究方向。
通过不断深入研究和技术创新，可以有效提高电力系统的可靠性和稳定性，为用户提供更加优质的用电服务。
梳理一下本文的重点，我们可以发现，电力系统中的电能质量研究与控制是电力行业的重要课题。
通过对电能质量问题的深入研究和有效控制，可以提高电力系统的可靠性和稳定性，保障用户的用电质量。
电能质量问题分析与治理
电能质量问题分析与治理电能质量是指电网电能满足用户负载性能要求的能力，其指标包括电压稳定性、频率稳定性、谐波、波形畸变等。
电能质量问题不仅会影响电器设备的使用寿命和性能，还会造成电能的浪费和对环境的污染。
因此，电能质量问题的分析和治理也成为了当今电力领域的重要议题。
电能质量问题的原因电能质量问题的出现是由于电力系统中各种因素的影响，包括电源、电网、负载等因素。
其中，电源方面的因素主要包括电压波动、电压闪变、电压谐波等；电网方面的因素主要包括短路故障、线路阻抗等；负载方面的因素则主要包括非线性负载等。
电源方面的因素电源方面的因素主要包括电压波动、电压闪变、电压谐波等。
电压波动是指电网电压在一定时间内突然变化的现象，例如因短路故障、大负荷启动等原因造成电网电压瞬间降低或升高。
电压闪变则是指电网电压的瞬间变化，例如当大型电动机启动时，其突然的电流冲击会引起电压的瞬间下降，从而影响电能质量。
电压谐波则是指电网电压中包含有超过基波频率的波形，其存在主要是由于非线性负载所导致的。
电网方面的因素电网方面的因素主要包括短路故障、线路阻抗等。
短路故障是指电力系统中线路短路故障导致电站输出电能下降或中断，从而影响电能质量。
线路阻抗则是指线路本身的电阻和电感，其存在会使得电能传输时会出现损耗并影响电能质量。
负载方面的因素负载方面的因素主要包括非线性负载等。
非线性负载指的是与电源输出电压不成线性关系的负载，例如电动机、放电灯、电子设备等。
由于非线性负载会产生电磁干扰和谐波，从而导致电能质量问题的出现。
电能质量问题的治理针对电能质量问题，需要采取一系列的技术手段和管理措施进行治理。
其中，技术手段主要包括改进供电网的质量和稳定性、提高电器设备的质量、采用滤波器和无功补偿等措施；管理措施则主要包括制定相关的技术标准和规范、加强对电能质量监测和测试、加强对新能源电力系统的规划和建设等。
改进供电网的质量和稳定性在电能质量问题治理中，一个重要的方向就是改进供电网的质量和稳定性。
电力系统中的电能质量分析与控制
电力系统中的电能质量分析与控制随着社会的发展，电力供应已成为人们日常生活和工业生产不可或缺的一部分。
然而，电力系统中的功率电子设备、非线性负载和隔离变压器等因素会导致电能质量问题，如电压波动、谐波、电磁干扰等。
这些问题会影响电力系统的可靠性、运行效率和电气设备的寿命，因此，对电能质量进行分析与控制显得至关重要。
电能质量问题的分析电能质量问题主要包括电压波动、电压闪变、谐波、电磁干扰等。
其中，电压波动和电压闪变直接影响电气设备的稳定性，容易导致电气设备的故障和损坏。
谐波会导致电流和电压不平衡，使得电气设备的效率下降和寿命缩短。
电磁干扰会影响电视、广播等电子设备的正常运行。
针对电能质量问题进行分析，需要从掌握电力系统基本知识、了解负载特性、掌握测量和分析技术等方面入手。
电力系统包括了输电系统和配电系统，在输电、配电和用电过程中都可能存在电能质量问题。
输电系统中，需要对电压、电流、功率因数、频率等参数进行监测和分析。
在配电与用电过程中，需要考虑各种负载的特性，为不同负载选择适合的电气设备，并对电气设备进行定期维护和检测。
在测量和分析电能质量方面，需要借助各种先进的测试仪器和软件，如数字电能表、功率质量分析仪等。
此外，需要对各种指标进行评估和分析，如电压总谐波畸变、电能质量总谐波畸变、电能总谐波电流畸变、电压波形畸变等。
电能质量控制的方式电能质量控制的方式主要包括被动控制和主动控制。
被动控制是指通过改进电气设备或电气系统的设计来降低电能质量问题。
例如采用滤波器、调压器、稳压器等装置来改善电压波动、电压闪变等问题。
此外，对于一些灵敏的电子设备，还可以将其制成抗干扰能力强的结构，以缓解电磁干扰等问题。
主动控制是指通过控制系统的方式来调整电气参数，改善电能质量问题。
例如通过降低负载电流、提高功率因数、减少谐波、控制电压等方式来改善电气设备的运行状况。
此外，在主动控制中还可以采用智能控制、协同控制等方式，使得电气系统的运行更加智能化。
电能质量分析与控制(第六章)
6.2 波形畸变的基本概念
《电能质量分析与控制》
• 无功功率
正弦电路：若
u 2U sin t
i 2I sin(t ) i p iq
有功功率：
P UI cos
平均功率
无功功率：
Q UI sin
大连理工大学电气工程学院
6.2 波形畸变的基本概念 非正弦电路：
畸变功率：D S P Q U
仅有同频率的电压和电 流才构成有功功率； 对称三相系统电压、电 流的各次谐波具有不同的 相序特性； 不同频率的无功功率是 不可能互相抵消或补偿的。 不对称三相系统各次谐 波的相序和对称时不同， 各次谐波都可能不对称， 可用对称分量法分解。
I1 I1 1 DPF cos 1 = cos 1 功率因数： PF 2 I I 1+THDI
电压和电流的有效值： U
《电能质量分析与控制》
U
n 1
2 n
I
2 I n n 1
有功功率：
P U n I n cos n
n 1
视在功率： 无功功率：
2
S
U
n 1
2 n
I
n 1
2 n
Q S 2 P2
2 2 2 f 2 2 I n n2
发电机
（1）发电机磁饱和非线性产生的谐波
磁极磁场并非完全 按正弦分布
定子绕组出现的负序电流引起，转 子侧偶次，定子侧齐次
大连理工大学电气工程学院
6.3供用电系统典型谐波源
《电能质量分析与控制》
变压器与电抗器
铁磁 饱和
计及磁滞影响
电压与磁通为正 弦波 电流为正弦波 一般小于额定满载 电流的 1%
电力系统的电能质量分析与控制
电力系统的电能质量分析与控制一、引言电能质量是指电力系统供电能力达到用户要求时电能的一组技术指标。
随着社会经济的发展，人们对电能质量的要求也越来越高。
因此，电力系统的电能质量分析与控制显得尤为重要。
二、电能质量的概念与特征1. 电能质量的概念电能质量即电力系统供电能力与用户用电负载之间的匹配程度，它体现了电力系统对电力负荷的稳定供电能力和对负载供电质量的控制水平。
2. 电能质量的特征（1）稳定性：电能质量要求电能供应的稳定性，即电压和频率的稳定。
（2）均匀性：要求电能的质量对于不同地区、不同用户是一致的。
（3）可靠性：电力系统供电的可靠性，包括对瞬时电压暂降、暂升和暂无电的承受能力。
（4）协调性：电源与负载之间的和谐性，即电源和负载在频率、电压、波形等特性上的协调。
三、电能质量的分类与分析1. 电压质量问题（1）瞬时电压变动瞬时电压变动是指电压在短时间内发生的波动，主要包括电压暂降、电压暂升和电压闪变等。
（2）谐波谐波是指电源电压或电流中频率是电源频率整数倍的非纯正弦组分。
（3）电压波形畸变电压波形畸变是指电源电压的波形在最佳的正弦形状上产生偏离。
2. 频率质量问题频率质量问题主要包括频率偏差和频率稳定度，分别表示电源电压频率与标称频率之间的差距和频率的变动程度。
3. 波形质量问题波形质量问题主要包括电源电压的波形畸变和波形失真程度。
波形畸变是指电压波形在最佳的正弦形状上发生偏离，而波形失真则是指电压波形受到非线性元件引起的扭曲。
4. 电能质量的分析方法（1）数据采集与监测通过采集电能质量监测点的电压和电流数据，可以了解电能质量的状况。
（2）参数计算与评估根据采集到的数据，计算出电能质量指标的数值，用于评估电能质量状况。
（3）故障诊断与分析通过监测数据的对比分析，可以找出电能质量的故障原因，进行故障诊断与分析。
四、电能质量的控制方法1. 电能质量优化技术（1）隔离技术采用隔离技术，将电源与用户隔离，减少电源中的电能质量问题对用户的影响。
电力系统电能质量分析及优化控制
电力系统电能质量分析及优化控制随着工业化和国民经济的发展，能源的需求量不断增加，电力作为现代产业中不可或缺的能源媒介，已经深入到人们的生活中。
由于电气化程度的提高和用电负荷的增加，电气问题成为人们关注的重点问题之一。
电能质量已经成为电力系统的重要组成部分，直接关乎企业和生活用电的安全稳定。
一、电能质量定义电能质量（Electric Power Quality，简称EPQ）指电力系统中的电能参数与不良电装置或非标准负荷发生的电气异常状况之间的关系。
在日常生活中，我们可能会经常遇到一些疑似电气异常的情况，例如灯光闪烁、电视屏幕抖动、电脑出现死机现象等等。
这些异常情况大多数是由于电气质量的问题所引起的。
电能质量的危害：1、影响设备的运行可靠性由于电气设备对电能质量较为敏感，一旦电气质量下降，其系统运行可靠性就会出现问题。
例如频繁烧掉灯泡、电视、洗衣机等家用电器。
2、增加能源消耗量在电气质量差的情况下，电器设备的能耗量通常比质量好的情况下更高。
这是因为，在电气质量不佳的情况下，设备运转电流较大，反而造成能源不必要的浪费。
3、影响电力系统稳定性如果电气质量差，会导致电力系统的不稳定性增大，因此在电力供应时容易发生电压波动、电流尖峰等现象，也容易导致电力系统整体的不稳定性增加。
二、电能质量的测量指标电能质量的测量指标可以从以下几个方面展开：1、电压变化：包括瞬时电压波动、电压闪变、电压传递比等。
2、电流变化：包括电流谐波扰动、电流不平衡度等。
3、电能质量：如前面所说，电能质量是由多个因素综合影响产生的，所以测量对象通常是各种因素的综合体。
三、电能质量优化电能质量的优化方法，包括检测、控制和处理等。
1、检测电能质量检测包括对电压、电流、功率因数等的检测。
检测电压、电流等电气物理量，会得到一些电气参数值，通过这些参数值我们可以初步判断电气质量状况，区分是否存在电气问题。
2、控制在检测评估出电气质量状况之后，我们需要对已经出现的电气质量问题进行控制。
电力系统中的电能质量分析与控制
电力系统中的电能质量分析与控制随着现代社会对电力需求的增加，电能质量问题日益突出。
电能质量指的是电力系统中电压、电流、频率等参数的波动情况，以及由此引发的电压波形畸变、谐波等问题。
对电能质量进行分析与控制，能够确保电力系统的稳定运行，降低能源损耗，并保证用户得到高质量的电能供应。
电能质量问题主要包括电压稳定性、电压波动、频率稳定性、谐波以及电能中的电能质量事件。
在电能质量分析中，首先需要对这些问题进行监测与评估，找出问题的原因和影响，并制定相应的解决方案。
电能质量分析的首要任务是对电压稳定性进行评估。
电压波动和闪烁是电压稳定性的两个重要指标。
电压波动是指电压在一段时间内的变化幅度，而闪烁则是指电压短时间内的大幅度变化。
这些问题多因电力系统负荷的变化引起，如大型电动机的启停、突然的负荷变化等。
通过实时监测和记录电压波动和闪烁，可以及时发现问题，并采取措施进行改善。
电压稳定性问题常常与频率稳定性问题相关。
电力系统的频率应该保持在额定值附近，频率的偏离会导致电力设备的运行不稳定和电力负荷的故障。
频率稳定性的评估主要通过对频率变化的监测和分析来实现。
一旦频率偏离额定值太多，需要及时进行控制调节以恢复到正常范围。
除了电压和频率问题，电能质量分析还需要关注电能中的谐波问题。
谐波是指电能中非基波周期的波动，它们会导致电流和电压波形变形，造成设备的运行不稳定和损坏。
通过谐波分析可以了解电力系统中谐波的来源和影响，并采用相应的措施进行控制和消除。
在电能质量控制方面，主要采用的方法包括滤波和电能质量补偿。
滤波是通过电力滤波器对电能进行处理，消除电能中的谐波成分。
电力滤波器可以根据谐波的频率和幅值进行选择，以实现对谐波的消除。
同时，也可以通过增加系统的容量和优化电力系统结构，减小对电能质量的影响。
电能质量补偿是指通过改变电力系统中电能的实际形状，消除电力系统中的电能质量问题。
常用的电能质量补偿装置有无功补偿装置和有源电力滤波器。
电能质量分析方法与控制技术探讨
电能质量分析方法与控制技术探讨
一、电能质量分析方法
1、单一参数方法：单一参数法是通过分析电能质量的单一参数来评
价电能质量的，以单一参数作为衡量指标的统计方法，通过对电压、电流、功率等参数进行统计均值、统计方差及回归分析，将每种参数的均值、方
差等作为评价参数，从而对电能质量进行评价。
2、谐波参数方法：谐波参数方法是用谐波参数衡量电能质量，其结
果是定量化的，既可以采用总体的行波参数，也可以采用分别根据频率所
划分的各次谐波各向分量来进行分析。
它主要用于分析功率负荷中各谐波
的比例，常用的方法有：谐波总畸变率、谐波有功畸变率、谐波无功畸变
率等。
3、分布变量方法：分布变量方法是把电压、电流等按变量分布模式
来表示电能质量，主要采用均值、方差、相关系数、偏态度等指标。
这种
方法能够直接反映出电能质量变化的趋势，从而有利于制定有效的改善措施。
4、分解变换方法：分解变换方法是把电压、电流等进行分解变换，
以变换数据的节律性来衡量电能质量。
常用的有波形分析、频谱分析、相
角分析等，这种方法能够更加细致地表征电能质量的变化规律，从而有助
于提高电能质量。
二、电能质量控制技术。
电能质量分析与控制内容完整详细
电能质量分析与控制内容完整详细电能质量是指电力系统中电压、电流和频率等参数的稳定性和可控性，可用于确保电力设备的正常运行和延长设备寿命。
对于现代工业和家庭来说，良好的电能质量是非常重要的。
因为电力设备的故障和电能质量问题会导致生产线停工、设备损坏、能效下降以及电费增加等问题。
1.电能质量分析：电能质量分析是指对电力系统中的电压、电流、频率、谐波、闪变等电能质量参数进行测量和分析的过程。
通过对电能质量参数的测量，可以了解电力系统中存在的问题，并找出导致问题的原因。
常用的电能质量参数测量设备包括电能质量仪器、数字示波器、功率质量分析仪等。
-电压和电流的稳定性分析：通过测量电压和电流的稳定性参数，如瞬时值、标准差、变动系数等，来评估电压和电流的稳定性。
-电能质量参数的谐波分析：用于评估电力系统中的谐波问题，通过测量电压和电流的谐波含量和谐波失真率等参数，来判断谐波的程度，并找出谐波源。
- 电能质量参数的闪变分析：通过测量闪变参数，如闪变Pst、闪变Plt等，来评估电力系统中的闪变问题，并找出闪变源。
-电能质量参数的频率分析：通过测量电力系统中的频率漂移和频率波动等参数，来评估电力系统中的频率稳定性。
-电能质量参数的故障分析：通过测量电力系统中的电压暂降、电压谷值、电压峰值等参数，来判断电力系统中的故障问题，并找出故障源。
2.电能质量控制：电能质量控制是指通过采取控制措施来改善电力系统中的电能质量问题的过程。
电能质量控制的目标是保持电压和电流的稳定，减少谐波和闪变，提供稳定可靠的电力供应。
电能质量控制的方法包括以下几个方面：-电能质量对策：根据电能质量分析的结果，对电力系统中的问题采取相应的对策，如增加补偿装置、调整电流限制器、改变接地方式等。
-谐波滤波器的应用：通过在电力系统中安装谐波滤波器，来消除系统中的谐波，提高电能质量。
-电能质量监测与管理系统：通过安装电能质量监测与管理系统，对电力系统中的电能质量进行实时监测和管理，及时发现问题并采取措施进行调整和改善。
电能质量分析与控制概述课件
有源滤波器
一种能够提供谐波补偿的装置，通过向系统注入与谐波相反 的电流来消除谐波。
有源滤波器能够动态地检测和补偿谐波，提高系统的电能质 量。它通常由电力电子设备和控制系统组成，能够实时地检 测和补偿谐波电流。
静止无功发生器
一种能够快速调节无功功率的装置，通过控制电力电子开 关来调节无功电流。
静止无功发生器能够快速地响应系统无功需求的变化，提 高电压的稳定性和电能质量。它通常由多个并联的电容和 电感组成，通过控制电力电子开关的开断来调节无功电流 。
推广电能质量改善技术
推广无功补偿技术
通过安装无功补偿装置，实现对电网中无功功率的有效补偿，提 高功率因数和电压稳定性。
推广有源滤波技术
利用有源滤波器对电网中的谐波进行抑制，减少谐波对电能质量的 影响。
推广电压暂降治理技术
针对电压暂降问题，采用适当的治理措施，保障重要负荷的连续供 电。
提高电力电子设备电能质量
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电压偏差
衡量电压偏离额定电压的程度 ，是电能质量的重要指标之一
。
频率偏差
衡量电网频率偏离额定频率的 程度，对电力系统的稳定运行
具有重要影响。
波形畸变
反映电压或电流波形偏离正弦 波的程度，主要表现在谐波和
间谐波的含量上。
电压波动和闪变
反映电压幅值的快速波动对用 电设备的影响，可能导致灯光 闪烁或其他设备性能下降。
优化电力电子设备设计
通过改进设备的设计和制造工艺，降低电力电子设备对电能质量 的影响。
加强电力电子设备维护
定期对电力电子设备进行维护和检修，确保设备的正常运行和性能 。
推广智能电网技术
利用智能电网技术实现对电力电子设备的远程监控和调度，提高电 网的运行效率和电能质量。
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（1）电力系统扩张与联网逐渐形成，系统运 行的安全稳定性和可靠性要求不断提高。
（2）在保证电力系统一定的自然垄断特性的 条件下，引进竞争机制，实施电力市场化营运， 强化环境保护意识与提高信息管理水平已经势 在必行。
（3）当代电力系统与计算机技术和通信技术 的结合更加紧密，采用高新技术（如TCSC、 FACTS、HVDC、Cus-Pow）以提高电力传输能 力
美国乔治动力公司曾组织和实施了一项对 电力部门和电力用户关于电能质量问题起因的 调查，其结果如图1-2所示。据分析，虽然对电 力市场的质量调查还存在分类方法上的不同， 但是调查报告清楚地表明，电力公司和电力用 户对引发电能质量问题的原因的看法往往有很 大的分歧，尽管双方都把2/3的事件起因归咎 于自然因素（如雷电等），但用户仍然认为电 力部门在这方面的责任要比自我测评结果大得 多。
一般可将负荷分为三类：普通负荷（Common Load）、敏感负荷（Sensitive Load）和重要 （要求严格的）负荷（Critical Load）。
电力系统的各个部分都是相互联系的，使 用电双方的相互影响越来越紧密。因此，综合 协调处理电能质量问题至关重要。另外需要注 意到，由于看问题的角度不同，在导致电能质 量下降的原因与责任上，供用电双方往往存在 很大的分歧。
一、供电系统运行与电能质量的关系
1.电能质量的基本要求 为保证电能安全经济地输送、分配和使用，
理想供电系统的运行应具有如下基本特性： （1）以单一恒定的电网标称频（50Hz或60Hz，
我国采用50Hz）、规定的若干电压等级（如配 电系统一般为110kV,35kV,10kV,380V/220V）和 以正弦函数
（3）电能质量扰动具有潜在危害性与广泛传播 性。
（4）有些情况下用户是保证电能质量的主 体部分。
（5）对电力系统的电能质量指标进行综合评 估非常困难。
（6）控制和管理电力系统电能质量是一项系 统工程。
二、当代电力系统对电能质量的要求
随着时代进步与科技的飞速发展，现代电 网与负荷构成出现了新的变化趋势，由此带来 的电能质量问题越来越引起电力部门和电力用 户的高度重视。电网与负荷构成出现的变化趋 势主要表现在：
第二节 电能质量概念、定义及分类
电能质量术语:国际电气电子工程室师协会 （IEEE）标准化协调委员会已正式通过采用 “Power Quality”（电能质量）术语的决定。 我国国家标准中已正式更名采用国际通用的英 文名称。
一 基本概念与定义
电能质量： ➢ 从普遍意义上讲，电能质量是指优质供电。 ➢ 电力部门可能把电能质量定义为电压、频率的
合格率以及连续供电的年小时数，并且用统计 数字来说明电力系统是安全可靠运行的。 ➢ 电力用户则可能把电能质量简单定义为是否向 设备提供了电力。
从工程实用角度出发，将电能质量概念进一步 具体分解并给出解释。
➢ 电压质量。 给出实际电压与理想电压间的偏 差，以反映供电部门向用户分配的电力是否合 格。电压质量通常包括电压偏差、电压频率偏 差、电压不平衡、电压瞬变现象、电压波动与 闪变、电压暂降（暂升）与中断、电压谐波、 电压陷波、欠电压、过电压等。
波形变化的交流电向用户供电，并且这些运行 参数不受用电负荷特性的影响。
（2）始终保持三相交流电压和负荷电流的平 衡。用电设备汲取电能应当保证最大传输效率， 即达到单位功率因数，同时各用电负荷之间互 不干扰。
（3）电能的供应充足，即向电力用户的供电 不中断，始终保证电气设备的正常工作与运转， 并且每时每刻系统中的功率供需都是平衡的。
二 电能质量的分类
1.电能质量的基本分类 对于电能质量现象可以根据不同基础来分
类。以下介绍了近几年国际上在电能质量现象 分类和特性描述等方面取得的研究成果。其中， 在国际电工界有影响的IEC以电磁现象及互干 扰的途径和频率特性为基础，引出了广义的电 磁扰动的基本想象分类，如表1-1所示。
电能，或称之为电产品，除了具有其他工业 产品的基本特征之外，由于其产品形式单一， 而且其生产、输送与消耗的全过程独具特色， 因此在引起电能质量问题的原因上、在劣质电 能的影响与评价等方面与一般产品的质量问处在动态变 化中。
（2）电力系统是一个整体,其电能质量状况相 互影响。电能不易储存，其生产、输送、分配 和转换直至消耗几乎是同时进行的。
➢ 电流质量。 电流质量与电压质量密切相关。 电流质量包括电流谐波、间谐波或次谐波、电 流相位超前或滞后、噪声等。
➢ 供电质量。 它包括技术含义（电压质量和供 电可靠性）和非技术含义（供电部门对用户投 诉与抱怨的反应速度和电力价目的透明度等） 两部分。
➢ 用电质量 。 它包括电流质量和非技术含义等， 如用户是否按时，如数缴纳电费等。
上述理想供电系统 的基本特性构成了供 电运行对电能质量的 基本要求，如果将其 概括描述可如图1-1 所示。
上图中三个基本集合的交集之内确定了合格 电能质量的指标要求，是我们将要阐述的供电 系统电能质量的三个基本要素。图1-1示意性地 表明，这三项质量指标相互间存在着紧密的依 存和制约关系。
2.电能质量的特征
和实现配电自动化的趋势方兴未艾。
（4）电力用户为满足其对产品的个性 化、多样性生产的需求，从最大经济利 益出发，在大功率冲击性、非线性负荷 容量迅速增长的同时，更大规模地采用 科技含量高的器件、设备与技术。
负荷敏感度：是指负荷对电能质量问题的敏感 程度，即提供给负荷的电能质量不良时负荷能 承受干扰仍正常工作的能力。
综上所述，现代电力系统结构与负荷构成 的变化是工业生产不断发展的必然结果，有利 于电力用户提高生产率和获得更大的经济效益； 同时通过采用高效的电力负荷设备，大量节约 电能和延缓用电的需求，从而节省电力建设所 需的大量投资。
三、改善电能质量的意义
电能作为人们广泛使用的能源，其应用程 度是一个国家发展水平和综合国力的主要标志 之一。时至今日，电力工业面向市场经济，引 进竞争机制，以求最小成本与最大效益，电能 质量的优劣已经成为电力系统运行与管理水平 高低的重要标志，控制和改善电能质量也是保 证电力系统自身可持续发展的必要条件。