电力系统电能质量检测研究综述

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贵州 电力 技术
第１ ６卷
三相 不平衡 的检测 是通 过计 算三 相 电力 系统 中 负序 分量 和零 序分 量 的方 法 来 实 现 的 ， 根 据 对 称 分 量法 ， 将 不 对称 的 三相 相 量 分 解 成 相 序 各不 相 同 的 对称 正 序 、 负 序 和零 序 分 量 ， 由Ｆ 丌 算 法 计 算 出 各 相 电压 的实部 和虚 部 ， 代 人 对 称 分 量 法 公 式 即 可求 得负 序和 零序 分量 ， 再求 它 们与 正序 的 比值 ， 即可得 到负序 和 零序 分量 的含 量 ， 通 过 负 序 和 零 序 分量 的
测装 置 。
关键词 ： 电 力 系统 ； 电 能质 量 ； 检测方法 ； Ｄ Ｓ Ｐ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ８— ０ ８ ３ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） １ １— ０ ０ ５ ８— ０ ３ 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｍ ９ ３ 文 献 标 志码 ： Ｂ
现在 电力 企 业 主要 采用 传 统 的方 法对 电能 质量
进行 检测 ， 而且 主要针 对 电力 系统 的稳态 过程 。电能
保证 用户 和发 电厂 的正 常运行 就 必须严 格 控制 系统
频率 ， 使 系统 的频 率 偏 差 控 制 在允 许 范 围之 内。允
质量 检测 问题 的研 究 ， 可 以分 为检测 算法研 究 和检测 系统 实现研 究两大部 分 … 。
流不平衡度分别用 占 或者 ， 表示 ， 即用 电压或者电流 负序分量与正序分量的方均根值得百分 比表示。
ｓ ： “ ×１ × ０ ０ ％ （ Ｌ ３ ｊ ）
求出各相电压， 即可判断实际电压值与额定电压之间的 偏差 ， 从而对 电压偏差这一电能指标进行检测。
１ ． ２ 电力 系统频 率允 许 偏差
统标 称 电压 之差 对 系统 标称 电压 的百 分数 称 为 该节
点 的电压偏 差 。其 数学表达 式为如式 （ １ ） 所示：
一
式中： 一频 率 偏 差 ， Ｈ ｚ ； ｆ ｒ ， 一实际频率 ， Ｈ ｚ ；
㈩
．
６ Ｕ＝
×・ ０ ０ ％
系 统标称 频 率 ， Ｈｚ 。
许频率偏差的大小不仅体现电力系统运行管理水平 的高 低 ， 同时反 映了一个 国家工业 发达 的程 度 。
电力 系统 频率 和 电压偏 差是 电 能质量 传统 两大 基本 指标 。电力 系统 正 常 运 行 情况 下 ， 应 在标 称 频 率下 运行 ， 但是 电力 系统 负荷 在不 断地 变动 其大 小 ， 电源 出力 及其 调节 系统 追 随复合 变化 又有 一定 的惯 性， 致 使 系统频 率 的 实 际值 与 标 称 值 之 差称 为系 统
一
式 中： 一 三相 电压 的正 序分 量 方 均 根值 ， Ｖ； 三相 电压 的负 序分量 方 均根值 ， Ｖ。 如将式 中的 。 、 换成 ， 、 ， ２， 则 为相 对应 的 电流不 平衡 度得 表达 式 。
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频率 是 电能 质量 最重 要 的指 标之 一 。 系统负 荷 特 别 是发 电 厂厂用 电荷对 频率 的要求 非常 严格 。要
三相不平衡度指 ５ ０ Ｈ ｚ 电力系统正 常运 行方式下 由于负序分量引起的三相不平衡 的程度 。电压 或者 电
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算， 有离散求和法和基 于 ｖ ｒ ｒ （ Ｆ ａ ｓ ｔ Ｆ ｏ ｕ ｒ ｉ ｅ ｒ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ Ａ １ ． ｇ ｏ ｉ ｆ ｔ ｈ ｍ 快速傅氏变换算法 ） 的算法 。由于电压信号 中含 有 谐’ 皮成分， 故输入 电压瞬时值表示为基波 和各 次谐 波 电压的相量和 ， 利用电压有效值 （ 即均方根值 ） 的定 义来
值 即为频 率偏差 。
１ ． ３ 三相 不平 衡度
系统标 称 电压 ， ｋ Ｖ。 电压偏 差一般 是 由线路 的 电压 损耗造 成 ， 电压偏
差超标 对用 电设备 和 电网稳 定 以及 电网 的经 济运 行 都有 十分严重 的影 响。 电压偏差的检测首 先要进行采样 电压有效值 的计
２ ０ １ ３年 １ １月 第 １ ６卷 第 ｌ １ 期
２ ０ １ ３，Ｖ ｏ ｌ ，１ ６，Ｎｏ ． １ １
贵 州 电力 技 术
ＧＵＩ ＺＨＯＵ ＥＬＥＣＴＲＩ Ｃ Ｐ ＯＷ ＥＲ Ｔ ＥＣＨＮＯＬ ＯＧＹ
专题 研 讨
Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ￣ Ｒ ｅ ｐ ｏ ｔｓ
电力 系统 电能 质 量 检 测 研 究 综 述
频率偏 差 主要 是通 过检测 电网 电压 波形 周期 的
式 中：８ Ｕ一 电 压 偏 差 ；Ｕ ｒ ｅ 一实际 电压， ｋ Ｖ；
一
方法 来实 现 的 ， 通过 硬件 测得 输入 波形 的过 零点 ， 再 利用 定 时计 数 器来 计 算 得 到 正 弦波 的周 期 ， 从 而 方 便 的求 得 实际 频率 ， 实 测 频 率 与 额定 频 率 之 间 的 差
的频 率偏 差 。用公 式表 示为 ： ８ ｆ＝ 一 （ ２ ）
１ 电能质量各项指标及测量方法
１ ． １ 供 电 电压允 许偏差
电压是 电能质 量 的重 要指标之 一 ， 其 中 电压 偏差 是衡 量供 电系统 正 常 运行 与否 的一项 主要 指 标 。供
电系统 在正 常运 行方式 下 ， 某一节 点 的实 际 电压 与 系
何湘黔 ， 陈华浦
（ １ ． 贵 州电力试验研 究院， 贵州 贵阳 ５ ５ ０ ０ ０ ２ ； ２ ． 武汉科迪奥电力科技有限公 司，湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ３ ）
摘
要： 分析 了电能质量问题的产生以及 日益 引起关注的原因， 介绍 了这五项标 准的基本概念和我 国关于电能质量的
标准， 并给 出了部 分监 测指标的算法 ， 介绍 了一种基 于 Ｄ Ｓ Ｐ （ Ｄ ｊ ｔ ａ １ Ｓ ｉ ｇ ｎ ￣Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ数 字信号处理 ） 的电能质 量在线检