电能质量分析和控制ppt

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电能质量标准介绍ppt课件

下的供电电压对标称系统电压的偏差。本标准不适用于瞬态和非正常情况。
供电电压的允许偏差-术语
术语
标称系统电压 nominal system voltage
系统设计选定的电压。
供电端 supply terminals
供电部门的配电系统与用户电气系统的联结点。
供电电压 supply voltage
电能质量 1 供电电压的允许偏差
现行标准：GB/T12325-2003 代替标准：GB/T12325-1990 //Old standard ======================================
1. 范围：
本标准规定了供电电压允许偏差。本标准适用于交流50HZ电力系统正常运行条件
任何设备都会产生，大小而已。
短时间谐波 short duration harmonics
冲击持续时间不超过2s，且两次冲击之间的时间间隔时间不小于30s的电流所含有的谐波及其引起的谐波电压。
公用电网谐波 ---谐波电压限值
电网标称电压 THDu
kV
%
0.38
5.0
6 4.0
10
35 3.0
从周期性交流量中减去基波分量后所得量。
公用电网谐波---术语
谐波含有率 harmonic ratio (HR)
周期性交流量中含有的第h次谐波分量的方均跟值与基波分量的方均跟值之比（用百分数表示）。
第h次谐波电压含有率以HRUh表示，第h次谐波电流含有率以HRIh表示。
公用电网谐波---术语
三相电压允许不平衡度-术语
公共连接点 point of common coupling
电力系统中一个以上用户的连接处。

电能质量讲座PPT课件

的优化配置和调度。
05 电能质量问题的解决方案
针对电压波动与闪变的解决方案
总结词
通过改善电源和负载特性，可以降低电压波动与闪变对电力
系统的影响。
优化电源和负载特性
通过改进电源和负载的设计，降低其波动性和敏感性，从而减少电压波动与闪变的影响。
增加无功补偿装置
通过在系统关键节点安装无功补偿装置，可以改善电压稳定性，减少电压波动与闪变。
影响
可能导致电机过热，影响照明设备寿命，增加变压器和线路损耗。
03 电能质量监测与评估
监测方法与设备
监测方法
实时监测、定期监测、抽样监测
监测设备
电能质量分析仪、示波器、频谱分析仪等
评估标准与流程
评估标准
电压波动、频率偏差、谐波、闪变等
评估流程
数据采集、数据处理、结果分析、报告编制等
监测数据的分析与应用
标准化发展
不断完善电能质量相关的标准体系，包括基础标准、测试方法标准、设备标准等，为电能质量技术的发展和应用提供指导和依据。
新技术与新方法的研发与应用
新技术研究
研究新的电能质量检测、分析、评估和控制技术，提高电能质量监测的准确性和实时性，为电能质量的优化提供技术支持。
新方法应用
推广和应用新的电能质量管理方法，如基于数据挖掘和人工智能的电能质量监测与评估方法，提高电能质量管理的效率和效果。
加强无功补偿和滤波处理
在系统关键节点安装无功补偿装置和滤波器，提高系统的无功支撑能力和滤波效果，减少电压不平衡的发生。
优化电源和负载的设计，降低其不对称性，从而减少电压不平衡的发生。
06 电能质量发展趋势与展望
国际合作与标准化发展

电能质量讲座 PPT课件

近十几年来，许多工业发达国家已制定了更加完备的电能质量系列标准，而且各国的电能质量标准正在与国际相关专业委员会推荐标准接轨，逐步实现标准的统一与完整。
电气化铁路与电能质量
电气化铁道负荷的波动性、不对稳性、低力率（低功率因数）和非线性一直是电力专家关注的电能质量问题。
我国第一条电气化铁路——宝成铁路宝鸡至凤州段于1961年8月15日建成通车。由于当时向该段供电的电网容量较小，电网三相电压不平衡是当时专家们关注较多的问题。
• 2002年6月成都铁路局、西南交通大学、四川电力公司对内－昆电气化铁路昭通段进行谐波、负序测试。
(3) 严格负荷 (Critical Load)，对此类负荷, 必须确保供电严格符合要求, 如信息技术的芯片生产、微电子元件的智能化流水线、医院、银行和证供、用电应具有以下特征： (1) 供电电压具有稳定的标称频率、幅值和波形； (2) 保持三相电压和电流的平衡，保证电网最大传输效率； (3) 持续稳定和充足的电能供应； (4) 低廉的电价； (5) 对环境的不良影响较小。
电能质量是评估电力系统运行水平的重要技术标准。
优良的电能质量应由供电方、电器制造厂商和电力用户三方共同保证。
自20世纪90年代起，国际相关组织开始将电能质量以及电磁兼容构筑成一个技术体系加以研究。
电能质量已经成为电力系统研究领域一个新的学科分枝。
电能质量监测与管理已经成为电力市场管理中的一项系统工程。
电能质量的特征
(1) 电力系统的电能质量始终处在动态变化之中；
(2) 电力系统是一个整体，各个局部的电能质量可能相互影响；
(3) 电能质量扰动会在系统中广泛传播，并对其他系统或设备产生实在或潜在危害；
(4) 在一般情况下，用户是保证电能质量的主体；

电能质量分析与控制3

本章主要内容：
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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6
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。

2电能质量分析与控制

对于一些非平稳信号，例如电能质量领域中的电压暂降等问题，不适合用傅里叶变换来进行分析（可采用小波变换）。
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2电能质量的数学分析方法
2、快速傅里叶变换的应用
FFT在谐波分析仪、电能质量分析仪（离线）、电能质量在线监测装置中的应用：同时采集u、I信号，通过FFT分析给出各次谐波幅值、相角、功率等。
75点：-2.2199E-13 -1.0076E-12i 76点：3.4315E-12 + 192i 77点：-3.0263E-14 +7.5609E-13i
很明显，1点、51点、76点的值都比较大，
附近的点值都很小，可以认为是0，即在那些频率点上的信号幅度为0。
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2电能质量的数学分析方法
如果要提高频率分辨率，则必须增加采样点数，也即采样时间。频率分辨率和采样时间是倒数关系。
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2电能质量的数学分析方法
信号的时长的截取
截取信号的时长（N数值)决定了所需分开的两个频率之间的最小的频率间隔。
如：相邻的最小频率间隔是10.2-10=0.2Hz，也就是说你需要把10 和10.2Hz这两个成分分开即可（如果分辨率太高则数据量太长，浪费计算时间，如果分辨率太低，则无法把这两个频率分开），所以可以选择截取的最小时长为t=1/（10.2-10）=5秒。
X (k ) F[x(n)] x(n)e N
n0
利用欧拉公式可以证明：
(k = 0,1, ,N-1)
可见：利用matlab中的函数FFT计算出X（K）乘以2/N，再求模即可得到上述基于连续信号傅立叶级数的各次谐波幅值计算公式，即得到各次谐波的真正幅值。

电能质量培训通用课件

通过先进的电压调节和控制技术，可以实时监测和调整电网中的电压水平，确保其在允许的范围内波动。同时，稳定控制技术可以在发生突然断电时，迅速启动备用电源或实施紧急供电方案，以降低对重要负荷的影响。
分布式电源与储能技术
分布式电源与储能技术的结合应用，为提高电能质量提供了新的解决方案。
分布式电源如风能、太阳能等可再生能源的引入，能够减少传统电网的负担，降低因远距离传输而产生的电能损耗。同时，储能技术的快速发展为电网提供了调峰、调频和稳定电压等功能，进一步改善了电能质量。通过合理配置和应用分布式电源与储能技术，可以实现更加智能、高效的电网运营和管理。
有源滤波器技术是一种先进的谐波治理方法，能够动态抑制谐波并补偿无功功率。
有源滤波器通过实时监测系统中的谐波电流，并产生相应的补偿电流进行抵消，从而消除谐波对电能质量的影响。同时，它还可以根据负载的无功需求提供动态补偿，确保供电系统的稳定性和可靠性。
电压调节与稳定控制
电压调节与稳定控制是保障电能质量的关键措施，能够应对电压波动和突然断电等突发状况。
电能质量监测设备与技术
测量仪表
在线监测系统
用于测量电网参数的仪表，如电压表、电流表、功率因数表等。
集成了多种监测设备和技术，能够对电网进行实时、在线的监测和管理。
专用监测设备
针对电能质量问题开发的专用监测设备，如谐波分析仪、闪变测量仪等。
03 电能质量问题及其影响
电压波动与闪变
总结词
电压波动和闪变是由于电力系统电压幅值快速、周期性地变化所引起的现象，对敏感电力电子设备和控制系统影响较大。
制定国际标准，推动各行业标准化进程，促进全球贸易和发展。
国家电能质量管理政策与法规
国家能源局

电能质量分析与案例(电力节能公司)PPT课件

无功补偿装置通常采用并联电容器、静止无功补偿器（SVC）或静止无功发生器（SVG）等设备，通过自动调节无功功率的输出，维持系统电压的稳定，提高供电可靠性。
有源滤波器
有源滤波器能够滤除谐波电流，改善电网的谐波污染问题。
有源滤波器通过实时监测谐波电流的大小和频率，产生相反的谐波电流进行抵消，从而消除谐波对电网的影响。有源滤波器具有响应速度快、补偿效果好等优点，广泛应用于电力、冶金、化工等行业的谐波治理。
设备老化、谐波污染
详细描述
该钢铁企业由于设备老化，导致电能质量下降，出现谐波污
染问题。
解决方案
采用有源滤波器进行谐波治理，同时对老旧设备进行更新改
造。
实施效果
电能质量明显提升，有效降低了谐波对电力系统的影响。
某大型商场电能质量改善方案
总结词
电压波动、功率因数低
详细描述
解决方案
实施效果
该大型商场在用电高峰期出现电压波动和功率
电能质量标准与指标
总结词
标准与指标
详细描述
电能质量标准是衡量电能质量的依据，包括国际标准、国家标准和行业标准等。电能质量指标则是用于衡量电能质量的具体参数，如电压偏差、频率偏差、波形畸变率等。
电能质量的影响因素
总结词
影响因素分析
详细描述
电能质量受到多种因素的影响，包括电力系统的运行状态、负荷特性、设备故障、自然灾害等。这些因素可能导致电压波动、谐波干扰、暂态事件等问题，影响电力系统的稳定性和可靠性。
02
电能质量问题分析
电压波动与闪变
电压波动
电压幅值快速变化，在正弦波形基础上出现不规则波动。
闪变
由于电压波动引起的照明灯光闪烁，影响视觉舒适度。

电能质量分析与控制5

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4
5电压暂降与短时间中断
非故障线2和故障线路1上的实测电压波形:延迟 U
1 T u 2 (t)dt
T0
(单相、两相和三相电压暂降占全部电压暂降的比例约为66％、17％和17％)
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5
5电压暂降与短时间中断
5.3短时间电压中断的监测与随机预估
一、短时间中断：由于故障或检修而断开，在短的时间内重新供电
有重合闸 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6
无重合闸 1.1 3.1 2.1 2.9 1.9
可见：设置重合闸与否要视用户对中断次数的要求而定
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5电压暂降与短时间中断
配电网中重合器与分段器、熔断器的合理配置
重合器与分段器配合的典型方案如图所示（不包含DG）。CH为重合器，重合次数整定为4。FD1~FD4为分段器，预先整定动作次数分别为4、3、3、2。当k1点故障时，CH动作分闸后重合，若故障为瞬时性的，则线路恢复正常供电，若为永久性故障，CH再次跳闸。而此时FD4已达到预先整定的动作次数2，故分闸并闭锁于分闸状态，从而将永久性故障点k1隔离。当故障发生在k2点时，CH第3次跳闸后，FD2 达到整定的动作次数3，FD2分闸并闭锁在分闸状态，从而隔离故障点k2。虽然FD3 预先整定的次数同为3，但是故障点不在本分支，始终没有感受到故障电流，其计数器一直没有启动，计数次数为0，不会动作。线路其余故障点k3、k4的分析类似。
的敏感程度也是相近的。
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5电压暂降与短时间中断
设电容量为C，电压暂降前与暂降期间直流侧电压值分别为Uo和U，直流侧负荷功率为P
1 2

电能质量的综合评估PPT

在设计中发现的问题
概率统计和矢量统计相结合中基准值选取所带来的影响和等级划分问题电铁MATLAB仿真中滤除谐波所遇到的问题电气化铁路的数据处理问题源自山西１０个地市ＰＱ综合评估结果
谢谢大家的倾听！
电能质量的综合评估
学生：张** 指导老师：***
最初面临的问题
为什么要做电能质量？什么是电能质量的综合评估？电能质量怎么进行综合评估？从哪些指标入手进行评估？
为什么要做电能质量？
大量非线性、冲击性负荷接入电网造成电网电能质量恶化，对电网安全运行及电网中的设备造成潜在威胁。为了保证电网能为用户供给清洁的绿色能源，国家颁布了系列电能质量标准，有利于鼓励各个发电厂商、输配电系统努力改进或提高电能的质量，从而可以提高电力系统整体电能的质量。
什么是电能质量的综合评估？
随着电力市场化的进行，电力系统将出现厂网分开，供输分离的局面，电能将作为一种商品投入到市场竞争中去，竞价上网，做到按质定价、优质优价，因此，在电力市场的环境下对电能质量进行评估具有重要的意义。有了明确的电能质量等级划分方法，就可以综合的评估、将多指标转化为单一量化指标，比较各种电能的质量，从而为建立公平的电力市场创造条件。
从哪些指标入手进行评估？
从稳态指标：电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡度、电压波动和闪变、谐波含量；从暂态指标：电压暂升、电压暂降、瞬时间断、暂时过电压、瞬态过电压、脉冲；评估方法有多种：基于模糊数学、概率统计与矢量代数、层次分析法（AHP）、基于可变权重、基于物元分析法等等。本论文采用的概率统计与矢量代数的方法。
电能质量怎么进行综合评估？
电能质量综合评估就是在分析单项指标的基础上，把部分或全部电能质量问题以及某项电能质量的多个特征量按属性合成一个有机的整体，进而得到其考核值的过程，结果的表现形式可以是电能质量的综合指标或综合等级。根据评估所包括的内容可以分为单项电能质量多参数综合评估（如电压谐波总畸变率THDu）和多项电能质量综合评估。

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
04
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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所以，改变电能质量是一项系统工程。
-
2、长期以来，人们习惯把电能质量＝供电可靠性。传统负荷对短时间的电压变化基本没反映，只在供电中断时才不能正常工作。因此，只用指标RS－1来评价
-
3、负荷敏感度
负荷敏感度：负荷对电能质量问题的敏感程度。
某半导体厂：从未发生停电，但一次几十毫秒的电压暂将就会造成生产线工作紊乱，产品报废。
影响；电能质量扰动具有潜在危害性和广泛传播性；有些情况下用户是保证电能质量的主体部分对电力系统的电能质量指标进行综合评估非
常困难；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
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。
新型用电设备：变频装置、大容量并联电容器补偿装置，以及非线性、冲击性和波动性负荷。
-
4、进入电力市场后
电力企业间竞争加强用户增加电能质量意识
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电力改革的实施方案和现状
由于种种原因的推动，电力体制改革终于在 2002年底正式实施。 1) 实行厂网分开
将国家电力公司管理的资产按照发电和电网两类业务划分，并分别进行资产、财务和人员的重组。属地方政府和其它部门管理的电力企业，也要实行厂网分开。以小水电自发自供为主的供电区，要加强电网建设，适时实行厂网分开。
提出了现。
-
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。
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
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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
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本课程讲授的主要内容
传统电能质量问题现代电能质量问题电能质量综合评估电能质量综合治理电能质量检测仪器及电能质量监测网电能质量分析软件电能质量数据处理
-
-
3) 重组电网资产，建立国家电网公司和南方电网公司
由国务院授权国家电网公司，作为原国家电力公司管理的电网资产出资人代表。国家电网公司按照国有独资形式设置，在国家计划中实行单列。
设立华北（含山东）、东北（含内蒙古东部）、西北、华东（含福建）、华中（含重庆、四川）电网公司。这些区域电网公司的经营范围内，原国家电力公司资产比重较大，其组建工作由国家电网公司负责，各地方以所拥有的电网尽资产比例为基础参股，组建区域电网有限责任公司或股份有限公司。西藏电力企业由国家电网公司代管。
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电能供应充足，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是平衡的。
因此得到了供电系统电能质量的基本要求：电压合格、频率合格、连续供电。
电压合格频率合格
连续供电
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2、电能质量的特征
电力系统的电能质量始终处在动态变化中；电力系统是一个整体，其电能质量状况相互
权履行电力监管职责。电力监管委员会按照垂直管理体系设置，向区域电网公司电力调度交易中心派驻代表机构。其主要职责为： ➢制定电力市场运行规则，监管市场运行，
维护公平竞争； ➢处理电力市场纠纷；负责监督社会普遍服
务政策的实施。 ➢根据市场情况向政府价格主管部门提出调
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第一章电能质量概论
-
第一节概述
电能是一种由电力部门向用户提供，并由供、用双方共同保证质量的特殊商品。
起初，人们把电力系统运行中电压和频率偏离标称值的多少作为检验电能质量的主要指标。
之后，新型电气设备的应用会向电力系统注入各种电磁干扰，对系统和设备的安全运行造成影响。
-
因此，人们意识到电力部门只要将电能“如数”的传送到电力用户，并保证一定的供电连续性即可满足需求的想法是不完善的。
-
-
设立南方电网公司。其经营范围为云南、贵州、广西、广东和海南。在国家计划中单列。
区域电网公司按现代企业制度设立，将区域内的现省级电力公司改组为分公司或子公司，负责经营当地相应的输配电业务。区域电网公司可以拥有抽水蓄能电厂或少数应急、调峰电厂。个别暂时未纳入重组后发电企业的电厂，可由区域电网公司代管。
-
中国华能集团中国大唐集团中国华电集团
2) 重组国家电力公司管理中的中国发国电国力电电投资集资产团集团，按照建立现代企业制度要求组建若干独立的发电企业。通过重组形成五大全国性发电企业，由国务院授权经营，分别在国家计划中实行单列。发电资产重组综合了考虑电厂的资产质量和所在地域条件等，进行合理组合。每个发电企业在各电力市场中的份额原则上不超过20%。
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4）建立电力调度交易中心
在区域电网公司经营范围内，根据各地电网结构、负荷分布特点及地区电价水平的集体情况，设置一个或数个电力调度交易中心，由区域电网公司负责管理。电力调度交易中心之间实行市场开放。（华东和华中的模拟电力市场）
-
5）国务院下设国家电力监管委员会该机构为国务院直属事业单位，按国家授