电能质量分析与控制.pptx

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电能质量监测与控制监测与控制课件

减少误差和漂移。
设备集成化
将多个传感器和测量模块集成到一个设备中，简化安装和维护工作，降低成本。
设备智能化
增加自动校准、故障诊断和数据自动处理等功能，提高设备的智能化水平。
控制技术的创新与发展
算法优化
研究和开发更高效、准确的电能质量控制算法，提高系统的响应
速度和稳定性。
预测控制
利用大数据和人工智能技术，实现电能质量的预测控制，提前预
监测方法与技术
01
02
03
时域分析
通过实时监测和分析电压、电流波形，评估电压暂降、暂升和浪涌等电能质量问题。
频域分析
通过分析电压和电流的频率成分，评估谐波和间谐波等电能质量问题。
统计分析
对长时间内的电能质量数据进行统计分析，评估电压偏差、波动和不平衡等问题。
监测数据的收集与分析
数据采集与存储
电能质量的影响因素
要点一
总结词
影响电能质量的因素主要包括电力负荷、发电方式、输电线路和电力系统设备等。
要点二
详细描述
电力负荷是影响电能质量的重要因素之一，不同类型的负荷对电能质量的要求也不同。发电方式和输电线路也会影响电能质量，例如风力发电和太阳能发电可能会引起电压波动和闪变等问题。此外，电力系统中各种设备的运行状态也会影响电能质量，例如变压器和电动机等设备的故障可能会导致电压波动和电流畸变等问题。
警和干预。
多目标优化
综合考虑多种性能指标和经济因素，实现电能质量控制的综合优
化。
监测与控制系统的集成化与智能化
系统集成
将电能质量监测与控制系统整合到一个平台上，实现数据的共享和协同处理。
数据融合

电能质量分析与控制课件

出发点即可得出三相电路谐波和无功电流检测的两种方法：
分别称之为p、q运算方式和ip、iq运算方式。
2023/11/13
19
2电能质量的数学分析方法
(1)p、q运算方式
(2)
2023/11/13
运算方式
20
2电能质量的数学分析方法
该运算方式电压不参与运算，选取
变电压造成的误差不存在。
2023/11/13
和
参与运算，畸
21

生活中的辛苦阻挠不了我对生活的热爱。11月- 2311月- 23Monday, November 13, 2023
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。 11:26:3011:26:3011:2611/13/2023
11:26:30
AM
做一枚螺丝钉，那里需要那里上。11月- 2311:26:3011:26Nov-2313-Nov-23
科学，你是国力的灵魂；同时又是社会发展的标志。11:26:30
上午11:26 上午11:26:3011月-23
每天都是美好的一天，新的一天开启。11月-2311月-2311:2611:26:3011:26:30Nov-23
相信命运，让自己成长，慢慢的长大。2023/11/13 11:26:30Monday, November 13, 2023
加带宽为fS /2的低通滤波器，滤去 fS /2以上信号分量。
提高采样速率。
五、快速傅立叶变换(FFT)
快速傅里叶变换算法最早于1965年提出，巧妙地利用W因子的周
期性和对称性，导出的高效快速算法，FFT使N点DFT的乘法计算

电能质量分析和控制共96页文档

ห้องสมุดไป่ตู้ 谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
电能质量分析和控制
1、纪律是管理关系的形式。——阿法纳西耶夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响，而是让儿童练习良好道德行为，克服懒惰、轻率、不守纪律、颓废等不良行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养成儿童自觉的纪律性，这是儿童道德教育最重要的部分。—— 陈鹤琴

电能质量分析与控制7

5.港口机械港机是大型的提升设备，一般都采用很大的变频器，因此是港口机械主要的谐波发生源。
6.电气化铁路电气化铁路一般使用直流电机拖动，因此是一个市政方面的主要谐波源。根据现有上海、北京等地电气化铁路的运行情况，大多数系统都安装了滤波器。
7.高精度自动化生产线高精度自动化生产线本身不产生谐波，但是对于电能质量有很高的要求，因此需要在高精度自动化生产线的供电侧安装有源滤波器，以降低谐波对生产线的影响。
1 L2C2
L2 / C2 RL2 L2 / C2 RC2
1 L2C2
一般取串、并调谐频率相等
01 02 0
2021/12/28
11
7电能质量控制技术
双调谐滤波器的无功补偿：在工频频率点，串联回路呈容性，并联回路呈感性，无功由串联回路电容实现，忽略并联回路的感性影响，有：
Z
1 1C1
1L1
负荷电流 i(t) ip (t) iq (t)
ip (t) iq1(t) ih (t)
滤波器提供的补偿电流
h
滤除谐波
if (t) ih (t)
h
无功补偿+滤除谐波
if (t) iq (t)
2021/12/28
15
7电能质量控制技术
进一步分析： i(t) b1 sin1t a1 cos1t (bh sinh1t ah cosh1t)
8.办公大楼、大型商业区等节能灯和空调集中场所办公大楼、大型商业区等节能灯和空调集中场所的谐波情况也非常严重，治理方法宜采用集中治理方法，以节省成本。
2021/12/28
22
7电能质量控制技术
混合型有源滤波器
对于高电压、大容量谐波源，目前国内外主要采用LC无源滤波器(Passive Filter，PPF)进行补偿，尽管它具有初期投资小、结构简单等优点，但其滤波性能对系统阻抗、频率等参数变化要求极其敏感，难以达到预期的滤波效果。

电能质量及其控制基本技术概述

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电能质量及其控制基本技术概述
闪变的评定与改善措施
一、评定：
1、当发生闪变干扰的波动负荷（尤其注意电弧炉）存在时，首先考虑用闪变仪测出闪变值；
2、对不同设备导致的闪变值做出预测。规划出供电系统能够接受闪变干扰负荷容量，并选择合适的公共供电点进行补救。
二、改善措施
1、波动性负荷补偿的技术措施 2、静止无功补偿器（SVC）
v 2）对负荷的影响
v 电力系统中大量的负荷是由电动机驱使的，计及负荷阻力特性后，供电频率对电动机（同步和异步）的影响，才是对负荷实际影响。
v 到本世纪70~80年代，电动机调速的根本性变革，eg：通过快递检测电流实现PWM控制的变频技术，以及具有很强抗干扰能力的变结构控制系统等。基本上消除电动机转速受电源频率偏离的影响。
v 电压凹陷（Sag、Dip）问题已经成为当前电能质量中最突出的问题。
相关行业发生单次暂降造成的经济损失数量级图
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电能质量及其控制基本技术概述
1.3 改善电能质量的意义
v 必须重视电能质量的几个原因：
1、计算机系统的控制设备和电子装置等对电能质量非常敏感；
2、负荷结构的变化使半导体、晶闸管、变频调整、电弧炉、铁路电气化、家用电器等非线性用电设备或装置增多；
v 针对一些典型的工业用户通过安装无源滤波器、 SVC（Static Var Compensator，静止无功补偿器）等装置，进行谐波甚至谐波、电压波动、三相不平衡及功率因数的综合治理与补偿。
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电能质量及其控制基本技术概述
1.2 对电能质量认识过程
v 90年代以来，计算机、信息技术迅速发展，对电能质量的要求越来越高。

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）。
2021/12/19
18
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。
2021/12/19
14
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。
2021/12/19
12
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

2016/2/26 17
1.4电能质量标准简介
二、电能质量国家标准简介
1.供电电压允许偏差（GB 12325—1990） 2.电压波动和闪变（GB 12326—2000） 3.公用电网谐波（GB/T 14549—1993） 4.三相电压允许不平衡度（GB/T 15543—1995） 5.电力系统频率允许偏差（GB/T 15945—1995） 6.暂时过电压和瞬态过电压（GB/T 18481—2001）
f (t ) c0 (ah cosh 1t bh sinh1t)
h 1
其中
1 c0 T

T
0
f (t ) dt
2 T ah f (t ) cosh 1tdt T 0 2 T bh f (t )sinh 1tdt T 0
22
2016/2/26
2电能质量的数学分析方法
X (k ) F[ x(n)] x(n)e
n 0 N 1 j 2 k n N
(k = 0, 1, ,N-1) (n=0,1,,N-1)
反变换为
1 x(n) N
X (k )e
k 0
N 1
j
2 k n N
上式又可表示为
2 N 1 -j nk (k = 0,1, ,N - 1;WN = e N ) X (k ) x(n)WN n 0 N 1 nk x ( n) 1 X (k )WN (n = 0,1, ,N - 1) N n 0
2
W k ( N 1)
x0 W N 1 x1 W k ( N 1) xk ( N 1) 2 x W N 1 1

电能质量分析和控制ppt课件

最新编辑ppt
24
最新编辑ppt
25
5、处理电力争端
配电系统电容器投切
电力系统短路
误动作
最新编辑ppt
26
6、智能电网和微电网技术
智能电网和微电网对电能质量有什么影响？
最新编辑ppt
27
研究背景
智能电网的研究工作起源于美国，随后部分其他国家认可了其观点，目标是在2020年或更远的将来实现智能电网。
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21
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）
最新编辑ppt
22
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
所以，改变电能质量是一项系统工程。
最新编辑ppt
12
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
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13
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。
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34
传统电网到智能电网的演变
最新编辑ppt
35
未来能源支撑－智能电网
最新编辑ppt
36
最新编辑ppt
11
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。

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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2.电能质量的特征电能，或称之为电产品，除了具有其他工业产品
的基本特征之外，由于其产品形式单一，而且其生产、输送与消耗的全过程独具特色，因此在引起电能质量问题的原因上、在劣质电能的影响与评价等方面与一般产品的质量问题不同，具有以下显著特点：
一、供电系统运行与电能质量的关系
（1）电力系统的电能质量始终处在动态变化中。（2）电力系统是一个整体,其电能质量状况相互影响。电能不易储存，其生产、输送、分配和转换直至消耗几乎是同时进行的。（3）电能质量扰动具有潜在危害性与广泛传播性。（4）有些情况下用户是保证电能质量的主体部分。（5）对电力系统的电能质量指标进行综合评估非常困难。（6）控制和管理电力系统电能质量是一项系统工程。
电能质量术语:国际电气电子工程室师协会（IEEE）标准化协调委员会已正式通过采用“Power Quality” （电能质量）术语的决定。我国国家标准中已正式更名采用国际通用的英文名称。
一基本概念与定义
电能质量：从普遍意义上讲，电能质量是指优质供电。电力部门可能把电能质量定义为电压、频率的合
1.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基本特性：
（1）以单一恒定的电网标称频率（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。
二、当代电力系统对电能质量的要求
二、当代电力系统对电能质量的要求
综上所述，现代电力系统结构与负荷构成的变化是工业生产不断发展的必然结果，有利于电力用户提高生产率和获得更大的经济效益；同时通过采用高效的电力负荷设备，大量节约电能和延缓用电的需求，从而节省电力建设所需的大量国乔治动力公司曾组织和实施了一项对电力部门和电力用户关于电能质量问题起因的调查，其结果如图1-2所示。据分析，虽然对电力市场的质量调查还存在分类方法上的不同，但是调查报告清楚地表明，电力公司和电力用户对引发电能质量问题的原因的看法往往有很大的分歧，尽管双方都把2/3的事件起因归咎于自然因素（如雷电等），但用户仍然认为电力部门在这方面的责任要比自我测评结果大得多。
电能作为人们广泛使用的能源，其应用程度是一个国家发展水平和综合国力的主要标志之一。时至今日，电力工业面向市场经济，引进竞争机制，以求最小成本与最大效益，电能质量的优劣已经成为电力系统运行与管理水平高低的重要标志，控制和改善电能质量也是保证电力系统自身可持续发展的必要条件。
第二节电能质量概念、定义及分类
二、当代电力系统对电能质量的要求
随着时代进步与科技的飞速发展，现代电网与负荷构成出现了新的变化趋势，由此带来的电能质量问题越来越引起电力部门和电力用户的高度重视。电网与负荷构成出现的变化趋势主要表现在：
二、当代电力系统对电能质量的要求
（1）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。
一般可将负荷分为三类：普通负荷（Common Load）、敏感负荷（Sensitive Load）和重要（要求严格的）负荷（Critical Load）。
二、当代电力系统对电能质量的要求
电力系统的各个部分都是相互联系的，使用电双方的相互影响越来越紧密。因此，综合协调处理电能质量问题至关重要。另外需要注意到，由于看问题的角度不同，在导致电能质量下降的原因与责任上，供用电双方往往存在很大的分歧。
和实现配电自动化的趋势方兴未艾。
（4）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。
二、当代电力系统对电能质量的要求
负荷敏感度：是指负荷对电能质量问题的敏感程度，即提供给负荷的电能质量不良时负荷能承受干扰仍正常工作的能力。
上述理想供电系统的基本特性构成了供电运行对电能质量的基本要求，如果将其概括描述可如图1-1所示。
上图中三个基本集合的交集之内确定了合格电能质量的指标要求，是我们将要阐述的供电系统电能质量的三个基本要素。图1-1 示意性地表明，这三项质量指标相互间存在着紧密的依存和制约关系。
一、供电系统运行与电能质量的关系
如何深入理解现代电能质量问题，如何把提高电能质量与增强竞争意识、电力市场占有率联系起来，如何从技术、经济和运行管理等方面加大力度，保证优质供电，以最小程度减少对现代工业企业和重要电力用户的影响，既是电力用户需求和电力系统运行给我们提出的新任务，也是信息时代给我们提出的新挑战。
一、供电系统运行与电能质量的关系
一、供电系统运行与电能质量的关系
（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。
一、供电系统运行与电能质量的关系
（2）在保证电力系统一定的自然垄断特性的条件下，引进竞争机制，实施电力市场化营运，强化环境保护意识与提高信息管理水平已经势在必行。
（3）当代电力系统与计算机技术和通信技术的结合更加紧密，采用高新技术（如TCSC、 FACTS、HVDC、Cus-Pow）以提高电力传输能力
二、当代电力系统对电能质量的要求
电能质量分析与控制
目录
电能质量概述传统电能质量分析与改善措施电压波动与闪变
第一章电能质量概论
电能既是一种经济实用、清洁方便且容易传输、控制和转换的能源形式，又是一种由电力部门向电力用户提供，并由供、用双方共同保证质量的特殊产品。
第一节概述
人们首先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。