《电网电能质量控制》 A 1. 电能质量的基本要求是什么？ 解答：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。 2. 简述长时间电压波动的内容及其特征 解答：长时间电压变动是指，在工频条件下电压均方根值偏离额定值，并且持续时间超过1min 的电压变动现象。 长时间电压变动可能时过电压也可能欠电压。 过电压 欠电压 持续中断 3. 什么是对称分量变换(120变换)？ 它适合哪种分析场合？ 120变换又称对称分量变换，它是一种把三相电流相量用正序、负序和零序对称分量来表示的变换。其变换公式为 (2-59) 式中， 互为共轭。 ???? ????????????=??????c b a 22211131i i i a a a a i i ,2321 ,232132232j e a j e a j j --==+-==-ππ
应用场合：是一种计算电力系统不平衡情况的工具，也可用于N相系统。 4. 改善电压偏差的措施有哪些？ 解答：（一）配置充足的无功功率电源 （二）系统调压手段 （1）电压偏差的调整方式：逆调压、顺调压、恒调压 （2）电压偏差的调整手段：用发电机调压、改变变压器变比调压、改变线路参数调压。 5. 什么是电力系统频率的一次调整和二次调整？ 解答：频率的一次调整是指利用发电机组的调速器，对于变动幅度小、变动周期短的频率偏差所做的调整。 频率的一次调整是指利用发电机组的调频器对于变动幅度大、变动周期长的频率偏差所做的调整。 6. 电压波动与闪变有哪些危害？ 1引起车间，工作室和生活居室等场所的照明灯光闪烁，使人的视觉易于疲劳甚至难以忍受而产生烦躁情绪，从而降低了工作效率和生活质量。 2 使得电视机画面亮度频繁变化以及垂直水平幅度摇晃。 3造成对直接与交流电源相连的电动机的转速不稳定，时而加速时而制动，由此可能影响产品质量，严重时危及设备本身安全运行。例如，对于造纸业，丝织业和精加工机床制品等行业，如果在生产运行时发生电压波动甚至会使产品报废等。 4对电压波动较为敏感的工艺过程或实验结果产生不良影响。例如使光电比色仪工作不正常，使化验结果出差错。5导致电子仪器和设备，计算机系统，自动控制生产线以及办公自动化设备等工作不正常，或受到损害。 5导致以电压相位角为控制指令的系统控制功能紊乱，致使电力电力换流器换向失败等。 顺便指出，波动性负荷除了会产生以上总结的闪变危害之外，由于自身的工作特点所决定，还会产生大量的谐波，并且由于其三相严重不对称带来的的
智能电网 智能电网，就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，来实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。 智能电网概念的发展有3个里程碑： 第一个就是2006年，美国IBM公司提出的“智能电网”解决方案。IBM的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性，从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理－中国电力发展的新思路》白皮书可以看出，解决方案主要包括以下几个方面：一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度；二是数据的整合体系和数据的收集体系；三是进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图，是IBM一个市场推广策略。 第二个是奥巴马上任后提出的能源计划，除了以公布的计划，美国还将着重集中对每年要耗费1200亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代，建立美国横跨四个时区的统一电网；发展智能电网产业，最大限度发挥美国国家电网的价值和效率，将逐步实现美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理；全面推进分布式能源管理，创造世界上最高的能源使用效率。 可以看出美国政府的智能电网有三个目的，一个是由于美国电网设备比较落后，急需进行更新改造，提高电网运营的可靠性；二是通过智能电网建设将美国拉出金融危机的泥潭；三是提高能源利用效率。 第三个是中国能源专家武建东提出的“互动电网。互动电网，英文为Interactive Smart Grid，它将智能电网的含义涵盖其中。互动电网定义为：在开放和互联的信息模式基础上，通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统，实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理，是集合了产业革命、技术革命和管理革命的综合性的效率变革。它将再造电网的信息回路，构建用户新型的反馈方式，推动电网整体转型为节能基础设施，提高能源效率，降低客户成本，减少温室气体排放，创造电网价值的最大化。 互动电网还可以通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、电视、智能家电控制和电池集成充电等的多用途开发，实现用户富裕电能的回售；可以整合系统中的数据，完善中央电力体系的集成作用，实现有效的临界负荷保护，实现各种电源和客户终端与电网的无缝互连，由此可以优化电网的管理，将电网提升为互动运转的全新模式，形成电网全新的服务功能，提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。 互动电网既是下一代全球电网的基本模式，也是中国电网现代化的核心 实际上，互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。从技术上讲，互动电网应是最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业的集成，也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成，对于推动新技术革命具有直接的综合效果。由此，智能电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点。可以认为，互动电网学说的本质就是以信息革命的造发性标准和技术手段大规模推动工业革命最重要财产—电网体系得革新和升级，建立消费者和电网管理者之间的互动。
Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业标准 南方电网电能质量监测系统 验收技术规范 Q/CSG110004-2011 ICS 备案号: 目录 前言 (2) 1 范围 (3) 2 规范性引用文件 (3) 3 术语和定义 (3) 4 总则 (4) 5 工厂验收 (5) 6 现场验收 (8) 7 实用化验收 .............................................................. 10 附录 A 验收流程 ........................................................... 12 附录 B 验收文
档 ........................................................... 16 附录 C 工厂验收测试原始记录表 格 (80) 前言 为使中国南方电网有限责任公司电能质量监测系统验收工作具有专业性、规范性和可操作性,特制定本规范。 本规范由中国南方电网有限责任公司技术标准工作领导小组批准。 本规范由中国南方电网有限责任公司生产技术部提出、归口并解释。 本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人: 主编单位:中国南方电网有限责任公司生产技术部 参编单位:广东电网公司生产技术部 广东电网公司深圳供电局 广东电网公司电力科学研究院 深圳领步科技公司 主要起草人:马健皇甫学真黄荣辉邱野梁洪浩刘文山钟聪曾强江健武赵继光李锐马明杨盛辉王海峰主要审查人:曾江韩民晓肖遥梅桂华刘军成董旭柱刘路彭波黄滔辛阔况华吴永华 1范围 本标准规定了电能质量监测系统工厂验收、现场验收及实用化验收的验收职责、验收组织与验收标准等内容。 本规范适用于中国南方电网有限责任公司(以下简称南方电网公司所辖交流 50Hz 电网范围内电能质量监测系统的验收工作。
江苏电网电能质量分析与改进对策 刘成民 摘要：本文总结了近年来江苏电网及系统中大容量非线性用户的谐波等电能质量问题的现状，就包括频率在内的的各电能质量问题进行了分析，并对新形势下的电能质量问题，提出防止对策。为江苏电网进一步提高电能质量提供了技术支撑。 关键词:电网, 电能质量, 对策 Power Quality Analysis And Improved Strategy for Jiangsu Power Network Abstract The present condition of power quality problems such as harmonic of nonlinear customer of large capacity in Jiangsu power network and system is concluded. Different power quality problems in Jiangsu Power Network are analyzed. According to new positions of power quality problems, some protection and strategy are presented, which provide technique support for increasing power quality in Jiangsu power network. Keywords power network，power quality，strategy 1现代电能质量概念 我国现有的电能质量方面的标准包括以下五个方面： （1）电力系统频率允许偏差；（2）供电电压允许偏差；（3）电压允许波动和闪变；（4）三相电压允许不平衡度；（5）公用电网谐波。 目前国内电能质量方面的工作主要集中在电压(幅值)、频率和谐波方面，而随着国民经济的发展和技术的进步，一方面电网中各种非线性负荷及用户不断增长，增加了影响电能质量的不利来源；另一方面各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备使用也越来越多，对电能质量的要求更高，这两个方面的矛盾日益突出。为了确保有效控制电能质量，现实中不仅包括以上五个方面，更增添了新的内容：如电压凹陷、电压中断、电压瞬变、过电压、欠电压、间谐波等。从苏州、南京等地一批IT高新技术企业向供电公司提出供电电能质量和供电可靠性的要求，就鲜明的反映了电能质量的现实发展趋势。[1][2] 2江苏电网电能质量现状 2.1频率指标 2001年华东电网全网频率质量有所下降，江苏电网分摊的频率超出50±0.2HZ不合格时间为567.59秒，比2000年的267.7秒多299.89秒，合格率由2000年的99.999%下降到99.998%。不合格时间主要出现在6、7两个月，占全年不合格时间的68.2%。频率超出50±0.1HZ不合格时间为123337.05秒，比2000年的99203.06秒多24133.99秒，合格率由2000年的99.686%下降到99.608%。 2.2电压偏差指标 2001年江苏220千伏主网电压监控点2:00和9:00平均电压分别为230千伏和228千伏, 比2000年2:00和9:00平均电压230.8千伏和227.4千伏分别下降了0.8千伏和上升了0.6千伏。2001年全省220千伏电压监控点电压合格率为99.49%, 比2000年的99.4%上升0.09个百分点。 2.3电网谐波情况 （1）江苏500kV系统谐波数据
电网电能质量控制B一、单选题 1.将参考坐标由旋转电机的定子侧转移到转子侧的坐标变换为（B）。 A.αβ变换 B.dq变换 C.傅里叶变换 D.小波变换 2.电能质量的基本要素是：电压合格、频率合格和（C） A.周期合格 B.电流合格 C.连续供电 D.三项平衡 3.电压波动与闪变的关系，以下叙述正确的是（B）。 A.电压波动是由闪变引起的，是一种电磁现象 B.闪变是电压波动的结果，是人对照度波动的主观视感反应 C.两者表述的意思相同 D.两者没有关系 4.单调谐滤波器有（A）种谐振频率。 A.一 B.两 C.三 D.四 5.电压暂降已经成为现代电力用户所面临的最重要的（A）干扰问题之一。 A.电能质量 B.用电质量 C.电压 D.电磁 6.长时间电压变动不包括（A）。 A.电压凹陷 B.过电压 C.欠电压 D.持续中断 7.具有故障自动恢复装置的断电为（A）。 A.短时间中断 B.长时间中断 C.电压中断 D.电流中断 8.GB/T15543-2008规定，电力系统公共连接点的正常电压不平衡度允许值为（C）。 A.4% B.3% C.2% D.1% 9.关于电能质量评估的复杂性的描述，错误的是（D）。 A.多个质量指标共同作用于一个系统，组合太多 B.电网节点多，电能质量问题具有传播性 C.不同电气设备在不同条件下对电压干扰的敏感度不同 D.电能质量测量仪表精度不够 10.根据IEEE定义电压电压暂降的电压下降幅度为标准电压的（A）。 A.90%-10% B.90%-1% C.85%-10% D.80%-1% 11.低压380V配电系统中电压谐波畸变率的允许值为（A）。 A.5% B.10% C.3% D.7% 12.在实际电力系统中，正序性谐波都有哪些（C）。
关于智能电网的建设方面 智能电网的核心是实现对电网运行的快速影响，提高与分布式能源的兼容能力，从而提高整个系统的经济性、可靠性和安全性。智能电网的核心特征是自愈、安全、交互、协调、兼容、高效、优质、集成，分别针对电网的稳定可靠、抗攻击、电力用户、市场、分布式能源、资产、电能质量和信息系统等不同内容。从目前的情形来看，智能电网建设仍存在一些问题，需要在不断地摸索中进行解决。 标签：智能电网；建设；难因；关键技术 1 智能电网的特征 智能电网顺应时代发展需要而诞生，但目前仍处于发展的初始阶段，还没能形成统一的、成熟的智能电网运行体系，各个国家基于自身电网运行特点而对智能电网的定义也略有不同，但对其本质的理解是是保持一致的。智能电网主要包括可对负荷平衡进行优化的智能技术系统、使用清洁型能源的智能调度系统以及实现动态定价的智能计量系统，其智能性即特点主要有：可观测、可控制、分布智能、高级分析、自适应以及自愈，综合起来其实就是优化兼容、经济集成、坚强自愈。 2 智能电网的主要功能 （1）当电网受到异常信号扰动或短暂故障时，电网仍能保持供电能力，减少停电范围；对于人为的破坏如：病毒入侵，部分电路损坏等仍能继续供电，具有确保供电安全以及抗病毒破坏能力。 （2）支持可再生资源的重复使用合理分配资源，保证管理的功能更加完善和提高，保证实现与用户的高效互动。 （3）采用统一的模型和平台，实现规范化、精细化和标准化的管理。实现电网信息的高度集成和共享。 （4）优化资产的利用，降低建设维护成本，并且提高能源的利用率和技术的先进性保证输电的安全性、可靠性以及高效性。降低排放水平，适应能源的循环使用。 3 智能电网建设的难因 1）电网建设面临的外部问题：前期工作程序复杂，工程核准难度大。工程涉及的相应细节工作如选址，拆迁等协调起来十分困难。工程建设与环境保护协调困难。 2）电网工程建设受阻存在的内部问题：输配电网的规划和设计相对滞后与
第3章 供配电网电能质量限值计算 3.1供配电网电能质量限值的定义 对供配电电网特定供电点的供电指标限值和用电质量指标限值称之为该供电点的电能质量限值。 供配电网电能质量限值不包括设备定型试验时对无条件接入公用低压供电系统的设备的电磁兼容限值（谐波电流发射限值和电压波动和闪烁的限制）。 供配电网供电质量指标限值包括供电电压偏差限值、电力系统频率偏差限值、三相电压不平衡度限值、电压波动和闪变限值、谐波电压限值、间谐波电压限值、电压暂降限值等。 供配电网用电质量指标限值包括负序电流限值、波动负荷产生的电压闪变限值、谐波电流限值、单个用户引起的间谐波电压限值、功率因数限值、有功冲击限值等、。 用电质量恶化是使供电质量变差的主要因素，因此用户对电网电能质量的干扰水平常用用电质量指标衡量。 3.2供配电网电能质量限值计算的必要性 严格地控制用户或电力设备对电网的干扰水平和提高电网供电的电压质量需要较高的电网控制和管理成本，但是可以降低电网损耗，净化电网和电力设备的运行环境，使电网和电力设备更加安全高效运行，降低电力设备的设计制造费用。反之，如果放宽用户或电力设备对电网的干扰和降低电网供电的电压质量则会降低电网控制和管理成本，但是将使电网损耗增大，电网和电力设备运行环境恶化，增加电网和电力设备的运行故障，增大电力设备的设计制造难度和费用。 为了协调维护电力公司、用户和电力设备制造商三者之间的利益，以在整体社会成本最小的条件下，把电能质量控制在允许的范围内，需要一套统一而且完整的电能质量标准。电能质量限值计算实际上就是在相关各方的权利和利益平衡的基础上，按照标准为相关各方提供
一个共同的遵守规范，进而在整个社会成本最小的条件下，通过相关各方的合作，在电力公司、电力用户和电力设备三者之间实现最大的兼容。 3.3供配电网电能质量考核 3.3.1公用电网公共连接点的电能质量考核（电网公司内部管理考核） （1）考核点 公用电网公共连接点PCC,如图3.1中的A点。 （2）供电质量考核 考核对象：电网公司； 考核内容 考核PCC的供电电压偏差、电力系统频率偏差、三相电压不平衡度、电压波动和闪变、谐波电压、间谐波电压是否在公用电网电能质量标准规定的限值以内。 （3）用电质量考核 考核对象：电网公司。 考核内容： 考核全部用户注入PCC的负序电流和谐波电流、波动负荷产生的电压波动与闪变是否在公用电网电能质量标准规定的限值以内，考核PCC的功率因数、有功冲击是否在企业标准或相关规定或供用电合同规定的限值以内。 图3.1 电能质量考核点分布图 （4）公用电网电能质量标准 GB/T 14549 电能质量 公用电网谐波； GB/T 12325 电能质量 供电电压偏差； GB/T 15945 电能质量 电力系统频率偏差； GB/T 12326 电能质量 电压波动和闪变；
智能电网的主要特征 智能电网包括八个方面的主要特征，这些特征从功能上描述了电网的特性，而不是最终应用的具体技术，它们形成了智能电网完整的景象。智能电网是自愈电网。从本质上讲，自愈就是智能电网的“免疫系统”。自愈电网进行连续不断的在线自我评估以预测电网可能出现的问题，发现已经存在的或正在发展的问题，并立即采取措施加以控制或纠正。以确保电网的可靠性、安全性、电能质量和效率。智能电网激励和包括用户。从智能电网的角度来看，用户的需求完全是另一种可管理的资源，它将有助于平衡供求关系，确保系统的可靠性；从用户的角度来看，电力消费是一种经济的选择，通过参与电网的运行和管理，修正其使用和购买电力的方式，从而获得实实在在的好处。智能电网将抵御攻击。智能电网的安全策略将包含威慑、预防、检测、反应，以尽量减少和减轻对电网和经济发展的影响。智能电网提供满足21世纪用户需求的电能质量。电能质量指标包括电压偏移、频率偏移、三相不平衡、谐波、闪变、电压骤降和突升等。智能电网将减轻来自输电和配电系统中的电能质量事件。通过其先进的控制方法监测电网的基本元件，从而快速诊断并准确地提出解决任何电能质量事件的方案。此外，智能电网的设计还要考虑减少由于闪电、开关涌流、线路故障和谐波源引起的电能质量的扰动，同时应用超导、材料、储能以及改善电能质量的电力技术的最新研究成果来解决电能质量的问题。智能电网将容许各种不同类型发电和储能系统的接入。智能电网将使电力市场蓬勃发展。智能电网通过市场上供给和需求的互动，可以最有效地管理如能源、容量、容量变化率、潮流阻塞等参量，降低潮流阻塞，扩大市场，汇集更多的买家和卖家。智能电网优化其资产应用，使运行更加高效。例如，通过动态评估技术以使资产发挥其最佳的能力，通过连续不断地监测和评价其能力使资
一、单选题 1.电压源型变换器的英文缩写为（）。 A.UPQC B.VSC C.SVG D.SVC 2.根据对称分量法，下列哪项无法得到（）。 A.正序分量 B.基波分量 C.负序分量 D.零序分量 3.下列有关静止无功发生器的说法不正确的是（）。 A.英文缩写是SVC B.无功功率随电压的降低按一次方关系下降 C.采用PWM控制 D.具有更快的响应速度 4.基于数学变换方法分析电能质量问题的方法不包括哪一个（）。 A.傅里叶变换 B.方均根值计算方法 C.小波变换 D.矢量变换 5.架空线上发生的多数故障属于（）性质。 A.暂态 B.稳态 C.动态 D.临界态 6.为获取稳态情况下某电压波形中的谐波分量，最常用的变化为（） A.αβ变换 B.dq变换 C.傅里叶变换 D.小波变换 7.改善异步电动机启动方式不包括（）。 A.降压启动 B.串接变阻器启动 C.软启动 D.升压启动 8.总谐波畸变率的定义是（）。 A.总谐波有效值与基波有效值的百分比 B.总谐波有效值与额定值的百分比 C.基波有效值与额定值的百分比 D.基波有效值与总谐波有效值的百分比 9.基于瞬时无功功率理论的方法，在只检测（）时，可以完全无延时地得出检测结果。 A.无功电流 B.谐波电流 C.有功电流 D.基波电流 10.发电机的下列措施中有助于谐波抑制的是（）。 A.在三相发电机中，采用星形连接，线电动势中不出现3次及倍数次谐波电动势 B.凸极同步发电机采用适当的极靴宽度和不均匀的气隙长度，使气隙磁场的波形尽可能接近正弦分布 C.采用短距绕组，以消除某次谐波 D.以上三项都对 11.以下不属于电能质量基本概念的是（）。 A.电压质量 B.电流质量 C.供用电质量 D.输配电设备质量 12.对于高压电网中改变线路参数的方法中，用于减小线路电抗的方法常采用（）。 A.分裂导线 B.增加导线截面积 C.串联电抗器 D.并联电容器 13.改进型有源电力滤波器由有源滤波器、（）和检测与控制电路组成。 A.低通滤波器 B.C型低通滤波器 C.高通滤波器 D.C型高通滤波器 14.长时间电压中断的主要原因不包括（）。 A.永久性故障 B.瞬时性故障，重合闸拒动 C.线路故障检修 D.运行人员误操作 二、判断题 1.电力系统的电能质量始终是固定不变的（） 2.三相负荷不对称是系统三相不平衡的主要因素。（） 3.静止无功补偿装置是基于电力电子全控器件的装置。（） 4.频率质量监督和电压监测点的设置是电能质量技术监督的主要工作内容（） 5.整流电路会产生大量的谐波。（） 6.发生故障时，故障不仅会引起公共连接点幅值的降低，而且还会引起电压相位的跳变。（） 三、综合题 1.电能质量的定义是什么？ 2.统一电能质量调节器的功能? 3.什么是电力系统频率的一次调整和二次调整？ - 1 -
议智能电网与电能质量的关系 摘要：随着社会的进步、科学技术的发展，人们对电能的需求日益攀升，对电能质量标准越来越高、要求更加的严格。因此，在对电能质量的不断深入研究中，人们期望能够改善电能质量的必要影响因素如谐波、电压偏差等，以此来抓住新科技发展的良好机遇并解决我们生活中每日剧增的新挑战如能源压力、数字化社会、高压电能的需求。于此，智能电网的出现与发展对传统电网形式暴露的诸多问题给人们提供了更好的解决方向。它也是今后电网的发展趋势。 关键字：电能质量；影响因素；智能电网； 引言 众所周知，电能是一种经济实用、清洁环保、便于能量传输与转换的能源形式。它几乎成为了每一个行业生存发展的必要能源，因此电能的质量对于企业的生存发展有着关键性的作用。而近年来，在社会的快速前进，经济、科技的迅猛发展的大环境下，与我们的生活息息相关的、不可或缺的电力系统正面临着越来越多的挑战，其中包括全球暖化、能源压力和生态文明意识的提升，以及数字化社会对供电可靠性和电能质量的严格要求等。所以，现代电网不能再固步自封，必须与时俱进，重视并且要解决因社会发展带来的各类电能质量问题，满足现代社会对电能质量新的、高标准的需求。为此，在北美和欧洲已经形成了强大的研究群体在开展“智能电网”的研究和实践。在中国，智能电网虽然仍旧方兴未艾，但鉴于它对电能质量问题的改善与解决有着重要作用，所以它必然是今后的发展趋势。 一、电能质量的概念 从广义上讲，电能质量就是指优质供电，给予企业等稳定、良好的电能供应。但目前，对电能质量的定义仍旧没有一个相对统一的衡量标准。世界各国都有着不完全相同的界定。从不同的角度对电能质量也会有不同的理解，比如在供电角度看，电能质量是指供电的参数符合标准及供电的可靠性；从用户角度看，电能质量问题是指一切会引起用电设备运行故障的供电电压、电流及频率的异常扰动。通常电能质量可用电网谐波、电压波动和闪变、电压暂将与中断、电磁暂态、波形失真、三相不平衡度等指标来表示。IEC 标准对电能质量的定义为:电能质量是指供电装置在正常工作情况下不中断和不干扰用户使用电力的物理特性。最严重的电能质量问题是电压跌落和电压完全中断。根据美国电气与电子工程师协会（IEEE）标准化协调委员会的技术定义, 电能质量问题表现为电压电流或频率的偏差和造成用户设备的故障或错误动作的任何电力问题。 二、电能质量的影响因素 电能质量直接关系到电力系统的供电安全和供电质量。人们通过研究把对电能质量这个抽象的概念通过一些评价指标如谐波、三相不平衡度等将其具体化。对电能质量的影响因素研究就需要研究影响这些评价指标波动的因素。从技术上讲，影响电能质量的因素主要包括四个方面：
配电网电能质量实时监测与管理系统及治理措施研究 发表时间：2017-09-22T15:18:34.050Z 来源：《电力设备》2017年第13期作者：邸峰 [导读] 摘要：当前，提升配电网电能质量已经是配电网的运行目标之一，而目前的运行质量还存在一些问题 （国网河北省电力公司唐县供电分公司） 摘要：当前，提升配电网电能质量已经是配电网的运行目标之一，而目前的运行质量还存在一些问题，所以，我们有必要对配电网电能质量进行实时监测，并从管理系统的应用出发，依靠系统来进行有效的监测和治理。本文思考了配电网电能质量的实时监测方案，并思考了管理系统应用方法和治理措施。 关键词：配电网；电能质量；监测；管理；治理 前言 配电网电能质量是很多学者、专家关注和研究的课题，将配电网电能质量放入到研究的视野之中，可以为我们带来更好的借鉴和参考，也有利于我们今后更好的管理配电网。 1、电能质量监测在国内外的发展现状 目前，我国已经逐步开展配电台区监测，作为配电的基础工作，但是受到个别原因的影响，像有些地方，其测试设备过于老化、陈旧，严重影响可用率，实用性较差，无法完成预期设定的效果。以多功能电度表为主的测量装置，在监测电压质量水平时采用了电压表测量；利用便携式测试仪器来测量谐波、电压波动及闪变，对变电所的每一级母线电压以及主变压器每一侧的谐波电流、电容器组的谐波电依次进行测量。无论任何一种监测手段或是管理模式，它都会有缺陷，对电网电能质量水平及实际系统运行状况无法及时进行了解，有明显的局限性，装置、系统实时监测能力较差，且功能单一仅限于电气元件运行参数的测量。 有些国家这方面的工作早已深入研究，韩国、日本、英国、美国、德国等国家也基本上投入应用中了。配网自动化，日本属这方面发展较早的国家，其配电线自动化达到了58％，德国在56％左右，韩国在45％左右，这些国家配电自动化的基本功能虽然少但适用，应用程度较高。“自动化孤岛”现象，是目前国内外配电自动化系统都普遍存在着一个较严重的问题，信息实现共享的程度较差，无法将数据来源统一。从当今的发展形势及存在问题来分析，以后的发展趋势必将利用网络化、集成化、通用化、实时性、开放式平台，灵活采用多种技术手段，面向对象式设计，并结合灵活输电、电网结构规划、需方管理等来实现。我们眼前的首要任务就是研制并开发出适合配电网络的智能化台区监测分析系统。 2、配电网电能质量存在的问题及其危害 2.1电压偏差 用电设备的运行指标和额定寿命是对其额定电压而言的。当其端子上出现电压偏差时，其运行参数和寿命将受到影响，影响程度视偏差的大小、持续的时间和设备状况而异。 2.2公用电网谐波 由于硅整流、可控硅换流设备、电弧炉、电焊机等各种非线性负荷的增加，大量的谐波电流注入电网，造成电压正弦波形畸变，使电能质量下降，给发供电设备、客户用电设备、用电计量、继电保护带来危害，成为污染电网的公害。谐波使电网中感性负荷造成过电压，容性负载造成过电流，影响用电计量准确度，对安全运行带来危害。例如使继电保护误动，引起故障；干扰电子设备，使计算机误动作，电子设备无触发；通信回路、弱电回路产生杂音，造成故障。 2.3电压波动和闪变 无论电网低电压或高电压运行，都会给电气设备的运行带来较大的危害，照明负荷电压低，使发光效率下降，影响照度；电压下降时，经常是电动机过负荷而烧毁，同时与会使电动机的启动十分困难，反之，长期高电压运行，会对电机的绝缘造成危害；电压偏低会增加供电线路及电气设备中的电能损失；电压偏低常常会引起低电压保护装置动作，电磁开关、空气开关跳闸，影响生产的正常进行，反之，电压偏高也将引起过电压保护装置动作，电气设备的电压线圈烧毁等。电压偏高或偏低都会影响到通信、广播电视等音像的质量，影响家用电器设备的正常工作，如电压偏低电冰箱、空调等难以启动；如果电网的无功功率严重匮乏，将导致电压崩溃，系统震荡，电网瓦解，严重危及供用电安全运行。 2.4电网频率 低频率会使发动机，电磁开关等用电设备烧毁；频率下降使电动机转速下降，因而使一些产品出现废品、次品、如纸的厚薄不均、棉纱的粗细等不均；低频率运行的电网稳定性差，降低了电网应付事故的能力，稍有波动就可能导致系统的瓦解崩溃。 高频率运行同样也会产生危害，损坏设备，高频率运行时，发电机、电动机和所有生产设备的转速将增加，电压上升，往往因超过原设计要求而遭损坏，影响广播、通信、电视等音像质量。 3、配电网电能质量监测技术 实际供电系统中，电能质量危害主要体现在用户密切相关的配电系统以及低压网络中，如低压跌落问题引起的设备误跳闸；短时断电现象造成计算机服务器数据丢失；谐波问题引起用户设备不正常发热等。下面详细的分析电能质量各项指标和监测方法。 3.1谐波的测量和分析 电网谐波主要由非线性负荷产生。国际上公认的谐波含义为，谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。因此谐波次数必须为整数。 谐波的测量通常是先将采样信号经过快速傅立叶变换求出各次谐波（电压或电流）分量的实部和虚部，然后利用公式求出k次谐波的幅值和相角，最后分别求出谐波含有率、总谐波畸变率、谐波功率、谐波阻抗等。 3.2电压波动和闪变的测量 3.2.1电压波动的测量根据电压波动与闪变的国家标准GB12326-2000，电压波动是指每半个基波电压周期均方根值的一系列变动或连续的改变。在配电系统中，这种电压波形现象有可能多次出现，变化过程可能是规则的、不规则的，亦或是随机的。 3.2.2闪变的测量和分析闪变定义为，电光源的电压波动造成灯光照度不稳定的人眼视感反应。对于电压波动与闪变问题一直难以建立精确的数学模型。因此，闪变的评价方法不是通过纯数学推导与理论证明得到的，而是通过对同一观察者反复进行闪变实验和对不同观察
新增（无答案） 一、单选题 1.一般用（a）方法来分析不对称系统。 A.对称分量法 B.无功功率法 C.独立分量分析法 D.极大似然估计法 2.三相对称系统表示为在任意时刻，三相电量的瞬时值结果不正确的是（）。 A. B. C. D. 3.电力系统中中枢点的调压方式不包括（C ）。 A.逆调压 B.恒调压 C.动态调压 D.顺调压 4.电力系统中的波形畸变不包括以下哪一个（）。 A.直流偏置 B.谐波 C.噪声 D.振荡性瞬变 5.有源电力滤波器通过产生与补偿谐波（b），来抵消非线性负荷产生的谐波电流。 A.形状一致，相位相同 B.形状一致，相位相反 C.形状不同，相位相同 D.形状不同，相位相反 6.动态电压调节器的英文缩写是（b）。 A.SVC B.DVR C.APF D.UPFC 7.三相电压不平衡度允许值一般为（b） A.1% B.2% C.3% D.5% 8.静止无功补偿装置是基于电力电子（b）的装置。 A.不控器件 B.半控器件 C.全控器件 D.可控器件 9.在谐波分析中经常采用的傅里叶变换属于（b）。 A.时域变换 B.频域变换 C.时频域变换 D.综合分析
变换 10.关于电能质量评估的复杂性的描述，错误的是（d）。 A.多个质量指标共同作用于一个系统，组合太多 B.电网节点多，电能质量问题具有传播性 C.不同电气设备在不同条件下对电压干扰的敏感度不同 D.电能质量测量仪表精度不够 11.电网（）补偿能力不足，电压容易失去稳定性。 A.有功功率 B.无功功率 C.电压 D.视在功率 12.同步调相机的主要缺点不包括（d）。 A.有功功率损耗大 B.维护复杂 C.投资大 D.调节能力不大 13.电能质量问题可以分为变化型和事件型两类，变化型指持续存在而且可能连续变化的情况，事件型指突然出现剧烈变化的情况。下列电能质量问题属于事件型的是（d）。 A.电压波动 B.波形畸变 C.电压不平衡 D.电压暂升 二、判断题 1.电压暂降和短时间中断的主要原因是电力系统的故障（） 2.功率不是系统设计和运行中要考虑的一个重要因素（×） 3.谐波电压即第h次谐波电压的有效值或其相对于基波电流有效值的百分数（×） 4.电压与有功功率相关，频率与无功功率相关。（） 5.当系统频率发生变化时，投入系统运行的所有发电机组都参加频率的一次调整和二次调整。（×） 6.电力系统中同步发电机产生的谐波与日益增长的系统谐波水平相比,可以忽略不计。（√） 三、综合题 1.什么是电压偏差，电压偏差产生的原因和危害是什么？
电网电能质量控制--本 -.综合题（70分） 1、简述电压波动的含义、引起电压波动的原因。 学生答案：电压均方根值一系列相对快速变动或连续改变的现象，其变化周期大于工频周期（20ms）。电压波动是指电网电压有效值（方均根值）的快速变动。电压波动值以用户公共供电点在时间上相邻的最大与最小电压方均根值之差对电网额定电压的百分值来表示；电压波动的频率用单位时间内电压波动（变动）的次数来表示。原因：（1）用电设备具有冲击负荷或波动负荷，如电弧炉、炼钢炉、轧钢机、电焊机、轨道交通、电气化铁路、以及短路试验负荷等。（2）系统发生短路故障，引起电网波动和闪变。（3）系统设备自动投切时产生操作波的影响，如备用电源自动投切、自动重合闸动作等。（4）系统遭受雷击引起的电网电压波动等。2.电压波动与闪变存在的影响电压闪变主要是表征人眼对灯闪主观感觉的参数。它一般是由开关动作或与系统的短路容量相比出现足够大的负荷变动引起的。 2、统一电能质量调节器的功能？ 3、什么是电力系统频率的一次调整和二次调整？ 学生答案：电力系统的负荷时刻都在变化，对系统实际负荷变化曲线的分析表明，系统负荷可以看做三种具有不同变化规律的变动负荷所组成：第一种是变化幅度很小，变化周期相对较短，一般是几秒就会变化的；第二种是变化幅度较大，变化周期较长，一般是几分钟；第三种是变化缓慢的持续变动负荷，引起负荷变化的原因主要是工厂的作息制度，人民的生活规律，气象条件的变化等。 第一种变化负荷引起的频率偏移将由发电机组的调速器进行调整，这种调整通常称为频率的一次调整。第二种变化负荷引起的频率变动仅靠调速器的作用往往不能将频率偏移限制在容许的范围之内，这是必须要有调频器参与频率调整，这种调整通常称为频率的二次调整。 当电力系统中负荷突然变大，那么频率将会相应降低，根据情况就会有一次二次调整。 4、电能质量的定义是什么？
电网电能质量监测系统的设计与实现 发表时间：2018-06-19T10:45:57.313Z 来源：《电力设备》2018年第4期作者：李娟 [导读] 摘要：对于当前电网电能质量监测出现的问题,设计了一种针对DSP和ARM以及ZigBee无线传感网络技术的电网电能质量的监测系统,并且对当前系统架构进行了建立,硬件方案以及软件设计。 （国网清徐县供电公司山西太原 030400） 摘要：对于当前电网电能质量监测出现的问题,设计了一种针对DSP和ARM以及ZigBee无线传感网络技术的电网电能质量的监测系统,并且对当前系统架构进行了建立,硬件方案以及软件设计。 关键词：DSP ZigBee 电能监测 伴随着工农业生产的飞速发展,多种非线性的负荷和非对称性以及冲击性用电设备得到了多方面的使用,这种情况出现了很多的谐波干扰,严重的对于电网电能自身的质量受到了严重的影响。所以,实时有效的去对电网自身的电能质量给予监测,其对于确保电力系统自身的安全和稳定运行有着一定的意义。当前的电网电能质量监测系统都是使用有线形式去对监测数据进行传输,其使得在一些比较特殊的环境条件下去进行布线产生了极大的困难, 并不容易进行需要的维护。对于上述产生的问题, 设计了将DSP和ARM与ZigBee无线传感网络技术作为基础的一种电网电能质量的监测系统,其能够对电网电能自身质量其智能的在线监测给予有效的实现。 1 系统架构 1.1 ZigBee技术 ZigBee技术可以说属于一种近距离和较低复杂度，还有低数据速率以及低功耗和低成本的一种双向的无线通信技术,其主要是使用IEEE802.15.4无线标准的新一代无线传感器的网络系统。ZigBee网络自身有着自动的组网和自动路由以及自愈的功能,其自身能够在工作在2.4GHz的免执照的频段,使用调频以及扩频技术有着时延短和节点容量比较大的优点。并且2.4GHz无线信号其自身在强磁场和高电压环境里的传播有着较强的性能,数据的传输能力非常强大的,自身有着较高的可靠性,可以说其实对电网电能质量无线组网监测给予实现的一种有效的处置方案。 1.2 系统原理 通过电压和电流传感器构成的电压电流的检测电路,把被检测的高电压和大电流信号去转变为适宜的A/D变换的小信号,其自身景观滤波之后将其送到A/D转换器完成模数的转换。DSP数字信号处置器去对A/D转换结果进行读取并同时去对有关电能的质量参数进行有效的分析，完成运算以及处理,处理的具体结果使用ZigBee无线传感网络去将其传送到ARM的控制模块中,使其能够完成对数据进行的处理存储以及显示,使得电能质量参数能够实时的被监测到。电网其自身的电能质量监测系统架构示意图。 图1 电网电能质量监测系统架构示意图 2 硬件设计 2.1 信号采集处理模块 信号采集的处理模块主要是通过电压电流去对电路和滤波电路以及A/D转换器电路与DSP数字信号处理器以及外围电路共同构成的。 SP数字信号处理器采用TI的TMS320F2812芯片，这是一款高性能，低功耗，32位定点数字信号处理器。最高150MHz的工作频率为在短时间内实时控制和完成复杂算法提供了充足的条件。高性能的32位CPU包括16×16位和32×32位乘法累加器操作。，16×16位双乘累加器，可完成64位数据处理，高精度处理任务。具有丰富的硬件资源，片上Flash，ROM，RAM，定时器，多用途通用输入输出接口GPIO和仿真接口JTAG。支持TI的eX-pressDSPTM实时开发技术，TMS320DSP算法标准和CCS集成开发环境，为软件开发提供便利的环境。凭借其强大的数据处理能力，算法优化可以提高测量精度，并且使用外设接口资源可以有效降低电路的复杂性。 电压电流检测电路采用南京奇华公司生产的VSM025A电压传感器和CS040G电流传感器。传感器产生的噪声干扰由一个二阶巴特沃斯低通滤波器进行滤波。 A / D转换器选用TI高性能模数转换器ADS8364，具有6通道同步采样的16位高速并行接口，具有2.5V基准电压，低功耗和高采样率。 ADS8364的6个通道用于采样三相交流电压和电流。 ADS8364的数据端口D0-15和EOC分别连接到DSP的数据端口D0-15和外部中断INT1。 ADS8364的时钟信号由DSP控制。 DSP响应ARM控制模块的指令，控制ADS8364执行A / D转换，读取转换数据，执行快速傅里叶变换（FFT）和相关的电能质量参数计算，实现电压和电流信号的采集和处理。 2.2 ZigBee无线收发器模块 ZigBee无线收发器得模块主要使用的是ZigBee芯片CC2530和CC2530其属于TI公司支持ZigBee协议的一种系统芯片,集微处理器以及无线收发器是融合在一体的,可以说其属于业界标准非常标准的一种增强型的8051MCU内核还有与IEEE802.15.4规范相一致的2.4GHz的无线收发器。其中还包含了定时器以及可选32/64/128/256KB的Flash存储单元,并且还对于串行通信的接口以及UART接口还有21个可编程I/O引脚给予了丰富,并对于硬件资源简化了电路设计给予了丰富,CC2530和DSP主要是通过其自身的不同的串口去完成所需要的数据传输。无线收发器电路主要使用的是CC2530数据手册里所提供的一种比较典型的应用电路,天线主要是选择PCB天线[2]。 2.3 ARM控制模块 ARM控制模块主要是通过键盘和LCD显示，以及存储器还有ARM芯片以及外围的电路共同的构成。其自身应该进行实现的功能主要有:使用ZigBee网络使其能够对DSP发送控制的指令,接收并且对DSP中进行传送的数据给予保存,同时还需要对于其自身接收到的电能质量的相关参数还有电能参数给予有效的显示。 系统使用三星公司进行生产的ARM9系列的S3C2440处置器芯片,S3C2440主要使用的是16/32位RISC的处理器,其自身主要有外部的存储器与控制器和LCD控制器，以及USB的控制器，还有SD接口，以及4通道DMA与3通道UART、2通道SPI和24个外部中断源以及超过130个
电能质量监测装置在电网中的作用 摘要：随着社会经济不断提高，企业和居民用电负荷也越来越重，同时伴随各种电器设备的使用，大量谐波会被引进低压电网系统，各地供电局也开始重点关注和解决电能质量的问题。 实例： 广东省某110KV变电站，隶属于广东电网公司某供电局，该变电站共有两台主变，总容量达到80MVA，该站主接线方式为线路变压器组结线，通过两条110KV线路：110KV A路支线、110KV B路支线与220KV C变电站和220KV D变电站相连。该变电站电气连接图如所示。 图1 变电站电气连接图 该变电站经常出现电压异常以及谐波问题，曾经导致一台变压器烧毁。为了解决此问题，该变电站安装了三台E8000设备，其中两台分别用于监测#1主变线路和#2主变线路，第三台作为备用监测装置以防发生故障时主变电能数据丢失。现场接线图如所示。 图2 现场接线图 测试分析： 现场部署的为E8000单回路电能质量在线监测装置，该装置对两路主变进行持续的监
控，并将采集的数据传输到主站监控软件PQS，PQS与E8000设备通信采用通用的IEC61850通信协议。 E8000监测装置将采集到的历史数据同步至设备IEC61850服务器模型中，并存储进PQDIF文件，根据主站要求上送实时数据、历史数据以及报表数据，主站监控软件PQS对设备采集的数据进行存储和转换，由数据分析软件进行具体的分析，监测设备与主站服务器交互过程如所示。 图3 电能质量在线检测系统拓扑图 数据分析软件能对电能数据进行多方面的精确分析，主要功能包括实时数据浏览、综合统计报表导出、告警数据查询以及历史数据查询等，通过对电能数据以上几方面的分析最终评估出区域的电能质量状况。 图4 数据分析软件 案例总结：