2023/2/51電網電能質量分析與控制1電能質量概論2電能質量的數學分析方法3傳統電能質量分析與改進措施4電壓波動與閃變5波形畸變與電力諧波6電壓暫降與短時間中斷7電能質量控制技術2023/2/521電能質量概論1.1概述電能質量問題的由來隨電力工業誕生而存在的一個傳統問題。電壓、頻率。上世紀八十年代后期：+波形。現代用電負荷結構發生了質的變化。電力電子技術廣泛應用，家用電器普及，煉鋼電弧爐的發展等，由于其非線性、沖擊性以及不平衡的用電特性引起電能質量的惡化。計算機的普及、IT產業的發展、微電子控制技術應用導致對電能質量要求越來越高。2023/2/531.1概述如：1～2周波供電電壓暫降，就可能破壞半導體生產線，導致上百萬美元損失。據統計美國因電能質量問題造成的損失每年高達260億美元。

2005年由國際銅業協會（中國）主持的一次“中國電能質量行業現狀與用戶行為調研報告”中，調查了32個行業，共92個企業中有49個企業，因電能質量問題，在經濟上損失2.5～3.5億元（人民幣），每個企業年經濟損失約10萬～100萬（人民幣）（其中有四家年損失1000萬元以上）。因此，電能質量問題日漸成為電力部門和許多用戶所關心的一個重要問題，已成為當前電氣工程領域的前沿課題。

2023/2/541.1概述導致電能質量下降的原因和責任---供用電雙方往往存在很大的分歧：下圖美國喬治動力公司調查結果2023/2/551.2電能質量定義和分類一、電能質量定義電能質量可以定義為（PowerQuality)：導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時或瞬態過電壓、波形畸變、電壓暫降與短時間中斷以及供電連續性等。電壓質量：電壓、頻率偏差、不平衡、波動等電流質量：電流諧波、間諧波等供電質量：電壓質量、供電可靠性等用電質量：電流質量后兩項包括技術含義和非技術含義2023/2/561.2電能質量定義和分類二、電能質量分類IEC給出的基本電磁干擾現象分類：表1.12023/2/57IEEE制定電力系統電磁現象特性參數及分類2023/2/581.3電能質量現象描述一、瞬變現象

1、沖擊瞬變：電流或電壓出現的非工頻、單極性的突然變化。其特性通常用幅值、上升和衰減時間表示。2023/2/591.3電能質量現象描述2、振蕩瞬變：電流或電壓出現的非工頻、但有正負極性的突然變化。其特性通常用振蕩頻率、持續時間和幅值大小來表示。其頻譜又分為低頻、中頻和高頻。2023/2/5101.3電能質量現象描述二、短時間電壓變動指瞬時、暫時和短時的電壓中斷、暫降、暫升現象。劃分方法和特征指標見書表1-2所示。產生原因：電力系統故障和大容量負荷突然投切等。

1、電壓中斷2023/2/5111.3電能質量現象描述2、電壓暫降工頻電壓的均方根值下降到0.1~0.9pu范圍內、持續時間為0.5個工頻周期~1分鐘的電壓短期下降。2023/2/5121.3電能質量現象描述3、電壓暫升定義為工頻下電壓均方根值的突然上升，持續半個周波到1min.典型的幅值范圍為1.1~1.8pu。三、長時間電壓變動指持續時間超過1min的間斷、過電壓和欠電壓。產生原因：電力系統負荷變化、開關操作等。1）過電壓指電壓有效值升高超過1.1—1.2pu，時間大于1min現象。原因：大負荷切除時系統不能及時調整。

2）欠電壓指有效值降到0.9pu以下，時間大于1min現象。原因：大負荷投入、電容器切除、過負荷等。

3）持續間斷供電電壓為零，持續時間超過1min的現象。原因：系統故障引起。2023/2/5131.3電能質量現象描述四、三相電壓不平衡

指三相電壓平均值的最大偏差。用偏差與平均值的百分比，或用負序、零序與正序的百分比來表示。

原因：三相負荷不平衡、斷相、單相負荷過大等。五、波形畸變

電壓或電流波形偏離正弦波的現象。包括：

1）直流偏置：交流系統出現直流電壓、電流的現象。

2）諧波：系統出現工頻整數倍電壓、電流的現象。

3）間諧波：系統出現非整數倍工頻電壓、電流現象。

4）陷波：電力電子裝置換相出現的電壓擾動現象。

5）噪聲：指頻譜低于200KHz的有害干擾信號（混疊在電力系統相線、中性線或信號線）。2023/2/5141.3電能質量現象描述六、電壓波動

指電壓變化的包洛線或隨機電壓變動。閃變：電流大小快速變化引起的電壓波動。閃變術語來自電壓波動對照明的視覺影響。電壓波動是電磁現象，閃變是電壓波動對某些用電負荷造成的有害影響。標準將兩個術語合在一起討論。2023/2/5151.3電能質量現象描述七、工頻變化

指電力系統頻率偏離規定正常值的現象。原因：電力系統大面積故障甩負荷、大電機解列等。大系統承受負荷變化能力強，頻率波動小。工頻變化現象主要出現在小系統中。2023/2/5161.3電能質量現象描述常見電能質量干擾現象圖形解釋2023/2/5171.4電能質量標準簡介一、電能質量標準的作用和內容電能質量標準是保證電網安全經濟運行、保護電氣環境、保障用戶正常用電的基本技術規范，是實施電能質量監督管理，推廣電能質量控制技術，維護供用電雙方合法權益的法律依據。電能質量標準主要內容如下：

1）規定標稱環境：即規定環境條件和變化范圍。2）定義技術名詞：使其有通用的規范“語言”。

3）量化技術指標：量化是核心內容。

4）推薦統一的測量與評估方法：標準是科研成果的體現，新標準需長期、深入研究。2023/2/5181.4電能質量標準簡介二、電能質量國家標準簡介1.供電電壓允許偏差（GB12325—1990）2.電壓波動和閃變（GB12326—2000）3.公用電網諧波（GB/T14549—1993）4