电能质量评估方法综述

第1章绪论 (2)

1.1 研究背景及意义 (2)

1.2 国内外研究现状 (2)

第2章电能质量评估指标 (3)

2.1 电能质量的概念 (3)

2.2 电能质量的评估指标 (4)

2.2.1 电压偏差 (4)

2.2.2 谐波 (4)

2.2.3 三相电压不平衡度 (6)

2.2.4 频率偏差 (7)

2.2.5 电压波动与闪变 (7)

2.2.6 电压暂降 (9)

2.2.7 其他指标 (9)

第3章电能质量综合评估方法 (9)

3.1 层次分析法 (10)

3.1.1 定义 (10)

3.1.2 方法 (10)

3.1.3 优缺点 (12)

3.2 熵权法 (14)

3.2.1 定义 (14)

3.2.2 方法 (14)

3.2.3 性质 (15)

3.3 基于模糊数学和概率统计的综合评估方法 (16)

3.3.1 定义 (16)

3.3.2 方法 (16)

电能质量的综合评估

摘要：随着科技的不断进步和国民经济水平的逐步提升，各种电气设备有了更加广泛的普及。设备能否正常的运行与人们的生活息息相关，因此电能质量的问题得到了更为深入的关注。在电能质量的研究中，对电能质量的评估是其中不可或缺的重要组成部分。文章对电能质量评估进行了系统的研究，首先对现代电能质量的基本问题做了概述，并引出电能质量的各种评估方法，最后更为详细的介绍了这些方法以及对方法的优缺点做了系统的整理。

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第1章绪论

1.1 研究背景及意义

随着社会的不断发展，电力在我们生活中的地位越来越重要，电能质量的好坏将直接影响人们的生活质量和国民经济的总体效益。如今随着各种电气设备的快速发展和普及，大量具有非线性、冲击性和不平衡性的负载不断增多，电能质量的问题日益突出。常见的电能质量问题包括谐波、电压波动与闪变、电压偏差和三相不平衡以及一些被人们忽视的如暂时过电压、瞬态过电压、电压凹陷和短时间间断等问题。

电能质量问题可能会使系统设备的运转出现故障甚至不能正常的安全运行，因此电能质量对电力系统的安全稳定运行有着相当重要的影响。电能质量的污染会对电力用户的生活和生产造成严重的危害，严重影响用户用电设备以及生成产品的质量。电能质量的污染还会对通信产生干扰，严重影响人们的日常生活。

对电能质量进行综合评估，可以通过明确的电能质量等级划分，综合评估和比较各种电能的质量，为建立公平的电力市场创造条件，并督促发电厂商和输配电系统努力改进提高电力系统的整体电能质量。随着用户对用电能质量要求的提高和电力市场化的不断发展，实现对电能质量综合准确的评估已迫在眉睫。

1.2 国内外研究现状

国际上对电能质量问题的系统研究可以追溯到八十年代兴起的电磁兼容（EMC）学科。该学科对干扰的产生、传播、接受、抑制机制及相应的测量、计量技术进行深入的研究，电

能质量问题上基本属于EMC中的传导低频现象。1992年7月，欧洲电工标准化委员会发布《公用配电系统的供电特性》草案。美国为了解和解决电能质量问题，对电能质量进行了大量的研究和监测，在1993-1995年期间美国电力科研院在全国范围内进行了大规模的电能质量普查，得到了较为完善的电能质量数据。

目前，许多西方发到国家都在国内建立了覆盖全国的电能质量检测网络，采用具有智能化、网络化等特点的电能质量检测装置，可以对多种电能质量问题进行检测、记录和数据传输，并通过互联网实现数据共享和数据分析。

我国也制定了一系列的有关电能质量的国家标准，包括《电能质量供电电压偏差 GB/T 12325-2008》、《电能质量电力系统频率偏差 GB/T 15945-2008》、《电能质量三相电压不平衡度 GB/T 15543-2008》、《电能质量电压波动和闪变 GB/T 12326-2008》、《电能质量公用电网谐波 GB/T 14549-1993》、《电能质量公用电网间谐波 GB/T 24337-2009》和《电能质量电能质量监测设备通用要求 GB/T 19862-2005》。电能质量问题得到了越来越广泛的重视。

第2章电能质量评估指标

2.1 电能质量的概念

电能质量是指通过公用电网供给用户端的交流电能的品质。理想状态的公用电网应以恒定的频率、正弦波形和标准电压对用户供电。同时，在三相交流系统中，各相电压和电流的幅值应大小相等、相位对称且互差120°。但由于系统中的发电机、变压器和线路等设备非线性或不对称，负荷性质多变，加之调控手段不完善及运行操作、外来干扰和各种故障等原因，这种理想的状态并不存在，因此产生了电网运行、电力设备和供用电环节中的各种问题，也就产生了电能质量的概念。围绕电能质量含义，从不同角度理解通常包括：

（1）电压质量：是以实际电压与理想电压的偏差，反映供电企业向用户供应的电能是否合格的概念。这个定义能包括大多数电能质量问题，但不能包括频率造成的电能质量问题，也不包括用电设备对电网电能质量的影响和污染。

（2）电流质量：反映了与电压质量有密切关系的电流的变化，是电力用户除对交流电源有恒定频率、正弦波形的要求外，还要求电流波形与供电电压同相位以保证高功率因素运行。

这个定义有助于电网电能质量的改善和降低线损，但不能概括大多数因电压原因造成的电能质量问题。

（3）供电质量：其技术含义是指电压质量和供电可靠性，非技术含义是指服务质量。包括供电企业对用户投诉的反映速度以及电价组成的合理性、透明度等。

（4）用电质量：包括电流质量与反映供用电双方相互作用和影响中的用电方的权利、责任和义务，也包括电力用户是否按期、如数交纳电费等。

2.2 电能质量的评估指标

电能质量指标是电能质量各个方面的具体描述，不同的指标有不同的定义。主要包括有，

电压偏差、谐波、三相电压不平衡度、频率偏差、电压波动与闪变、电压暂降以及其他一些指标。

2.2.1 电压偏差

在供电系统正常运行的条件下，某一节点的运行电压与系统额定电压之差对系统电压的百分数称为该节点的电压偏差，用公式可表达为：

%100)

(0⨯-=

d

d U U U δ （2.1） 其中，δ是系统电压偏差，0U 是系统运行电压，d U 是系统额定电压。

《电能质量 供电电压偏差 GB/T 12325-2008》中规定的供电电压偏差的限值：35KV 及以上供电电压的正负偏差的绝对值之和不超过标称电压的10%，10KV 及以下三相供电电压允许偏差为标称电压的±7%，220V 单相供电电压允许偏差为标称电压的+7%、－10%。

当电压低于额定电压时，电动及转矩减小、转速下降，电流增加，电机温升增加，线圈发热，缩短电动机寿命，加速绝缘老化，甚至可能烧毁电动机。当电网运行电压低时，可能会由于电压不稳定而造成系统电压的崩溃，导致系统稳定功率极限降低，容易造成系统瓦解的重大事故，甚至大量用户停电或系统瓦解。

2.2.2 谐波

谐波从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是