电能质量问题分析与解决方案研究

电能质量及改善措施

电能质量

科技名词定义

中文名称：电能质量

英文名称：power quality

定义：关系到供电、用电系统及其设备正常工作(或运行)的电压、电流的各种指标偏离规定范围的程度。

应用学科：电力（一级学科）；电力系统（二级学科）

本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

求助编辑百科名片

电能质量即电力系统中电能的质量。理想的电能应该是完美对称的正弦波。一些因素会使波形偏离对称正弦，由此便产生了电能质量问题。一方面我们研究存在哪些影响因素会导致电能质量问题，一方面我们研究这些因素会导致哪些方面的问题，最后，我们要研究如何消除这些因素，从而最大程度上使电能接近正弦波。

目录

定义

用例

具体指标

指标含义

改善措施

定义

用例

具体指标

指标含义

改善措施

展开

编辑本段定义 电能质量(Power Quality)，从普遍意义上讲是指优质供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。其可以定义为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变（谐波）、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。

编辑本段用例

在现代电力系统中，电压暂降和短时中断已成为最重要的电能质量问题。

编辑本段具体指标

电网频率

我国电力系统的标称频率为50Hz ，GB/T15945-2008《电能质量电力系统频率偏差》中规定：电力系统正常运行条件下频率偏差限值为±0.2Hz，当系统容量较小时，偏差限值可放宽到±0.5Hz，标准中没有说明系统容量大小的界限。在《全国供用电规则》中规定"供电局供电频率的允许偏差：电网容量在300万千瓦及以上者为±0.2HZ；电网容量在300万千瓦以下者，为±0.5HZ。实际运行中，从全国各大电力系统运行看都保持在不大于

±0.1HZ范围内。

电压偏差

GB/T 12325-2008《电能质量供电电压偏差》中规定：35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称电压的10%；20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的土7%；220V单相供电电压偏差为标称电压的

摘要

本文首先介绍了电能质量的背景及提出，近年内随着工业规模扩张电力部门对电能质量有了更高的要求。文章提出电能质量的概念及其属性，从各个角度分析了电能质量研究热起的原因.介绍了电能质量的衡量指标并分析了多种电能质量扰动。对主要电能质量问题给出了具体的定义和主要技术指标，同时详细指出指出了扰动的成因和主要表现以及扰动给整个电力系统带来的负面影响.

关键词:电能质量基本要求衡量指标电能质量分析

一、 引言

长期以来，电能质量概念和电力供应可靠性几乎是等同的。电力部门可能把电能质量定义为电压、频率的合格率以及连续供电的年小时数，并用统计数字来说明电力系统是安全可靠运行的。电力用户则可能把电能质量简单定义为是否向设备提供了电力。然而如何描述供电于用电双方的互相作用和影响，并且给出相应的技术仍是人们探索的问题。

二、 电能质量的提出

电能既是一种经济使用、清洁方便且容易传输、控制和转换的能源形式,又是一种由电厂发电、电力部门向用户提供，并由三方共同保证质量的产品.电能质量目前没有完全统一的定义，从电能生产、输送和使用角度，有着不同的参考框架而对电能质量有着不同的解释。从普遍意义上来讲，电能质量就是优质供电。

随着工业规模的扩大和科学技术的发展,国民经济各个部门用电量不断增加，电气化程度越来越高，电力用户对电能质量的要求也在不断提高。20世纪90年代以来，工业发达国家普遍认为，当代电力系统除了保证电网安全运行的基本要求以外,还应把质量控制、经济运行和高效能量管理作为评估电力系统运行水平的重要内容。

影响电能质量的因素主要有自然现象和灾难,如雷击;电力设备及装置故障或保护误动作;终端用户非线性、冲击性污染型负荷的大量使用；人为事故。保证电能质量水平需要多方面的配合，才能取得双赢或多赢的效果.

二、供电系统电能质量的基本要求

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特性：

1、以单一恒定的电网标称频率50HZ,规定的若干电压等级（如配电网系统一般为110KV，35KV，10KV,380/220V）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。

电能质量的数学分析方法介绍

引言

电能质量是指电力系统中的电流、电压和功率波形偏离标准正弦波的程度。随着电力负荷的不断增加以及非线性设备的广泛应用，电能质量问题越来越引起人们的关注。为了研究和解决电能质量问题，需要采用数学分析方法来定量描述电能质量，本文将介绍几种常见的数学分析方法。

1. 傅里叶分析

傅里叶分析是将任意复杂的周期函数分解成假设干个根本频率的正弦波分量的方法。对于电能质量分析，可以将电流和电压波形用傅里叶级数展开，通过计算各个频率分量的振幅和相位来定量描述电能质量问题。傅里叶分析在频域中对电能质量问题进行了离散化处理，可以通过频谱分析来判断电能质量是否满足要求。 2. 统计分析

统计分析方法可以用来描述电能质量参数的概率分布、均值和方差等统计特性。通过对电能质量参数进行长时间观测和分析，可以得到波形的统计特性，如最大值、最小值、平均值等。通过统计分析可以了解不同负荷条件下电能质量参数的分布情况，以及存在的异常情况，为电能质量改善提供参考依据。

3. 小波分析

小波分析是一种时频分析方法，可以将信号分解成不同频率区间和时间区间的成分。对于电能质量问题，可以利用小波分析来研究电能质量参数在不同频率和时间尺度上的变化规律。小波分析可以揭示电能质量参数的瞬时变化和周期性变化，对于电能质量异常的检测和定位具有重要作用。 4. 熵和相关性分析

熵是信息论中衡量信号复杂度的指标，可以用来描述信号的不确定性。对于电能质量波形，可以利用熵来定量描述其复杂程度和不确定性。相关性分析可以用来研究电能质量参数之间的关联程度，如电流和电压之间的相关性。通过熵和相关性分析可以揭示电能质量参数的特点和规律，为电能质量评估和故障诊断提供依据。

5. 非线性分析

由于电能质量问题通常涉及到非线性负荷和非线性因素的影响，传统的线性分析方法可能无法有效描述电能质量问题。非线性分析方法可以用来研究电力系统中的非线性特性，如混沌行为、实验现象等。通过非线性分析可以揭示电能质量问题的本质，为电能质量改善和保障提供更深入的理论支持。 结论

龙源期刊网

电能质量及其改善措施的研究

作者：刘艳新

来源：《城市建设理论研究》2013年第29期

摘要：供电系统的电能质量问题已成为近年来用户关注的热点问题, 电能质量不合格将给社会经济带来损失,文中对电能质量进行了概述，并提出相应的技术措施。

关键词：电能 质量改善措施

中图分类号： R363.1+24 文献标识码： A

前言

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。根据这一定义,现代电能质量除了保证额定电压和额定功率下的正弦波形外,还包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相比平衡、波形畸变、所有电压瞬变现象,如冲击脉冲、电压下跌、瞬间中断及供电连续性等。

一、电能质量的概述

电能质量的内涵包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量四个方面的内容。电压质量是以实际电压与理想电压的偏差,反映供电部门向用户供应的电能是否合格;电流质量是反映与电压质量有紧密关系的电流的变化,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数运行;供电质量包括技术含义(有电压质量和供电可靠性)和非技术含义(是服务质量,它包括供电部门对用户投诉与抱怨的反应速度和电力价格的透明度等) ;用电质量包括电流质量和非技术含义,它反映公用双方相互作用与影响中用电方的责任和义务。

二、电能质量问题产生的的危害

电能质量问题对系统和用户带来严重的危害，主要表现在几个方面。

1谐波使电网中的元件产生附加的损耗，设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以至损坏，降低了发电、输电及用电设备的效率。使电机产生机械振动和噪声等，使变压器局部严重过热。

2谐波容易引起电网谐振，这种谐振可能使谐波电流放大几倍甚至数十倍，会对系统，特别是对电容器和与之串联的电抗器形成很大的威胁，经常使电容器和电抗器烧毁。