电能质量分析与控制6

电力系统中的电能质量分析与调节策略改进随着电力需求的不断增长和电力设备的普及，电能质量问题已成为电力系统面临的重要挑战之一。

电能质量问题对于现代工业制造、商业运营和家庭生活都产生了巨大的影响。

为了保证电力系统运行的可靠性和稳定性，需要对电能质量进行分析和调节。

本文将介绍电力系统中电能质量的分析方法，并探讨调节策略的改进。

电能质量问题主要体现在电压波动、频率偏差、谐波污染、闪变和电能消耗等方面。

为了准确评估电能质量，需要对这些问题进行有效的分析。

在现代电力系统中，广泛采用的分析方法有以下几种。

首先，电能质量监测是分析电能质量问题的关键步骤。

通过安装电能质量监测设备，可以实时监测电压、电流和功率等参数的波形和谐波含量，从而准确评估电能质量的水平。

电能质量监测设备一般包括电压记录仪、电流记录仪和功率记录仪。

这些设备可以将监测到的数据进行存储和分析，为后续的电能质量改进提供依据。

其次，电能质量问题的分析需要对监测到的数据进行处理和分析。

在电能质量监测数据分析的过程中，常用的方法有时域、频域和时频域分析法。

时域分析主要是从时间的角度考察波形的变化情况，如电压波动和闪变等；频域分析则是通过对信号进行频谱分解，来研究谐波问题；时频域分析则结合了时域和频域的方法，可以更全面地分析电能质量问题。

针对电能质量问题，需要提出相应的改进策略来保障电力系统的正常运行。

目前，常见的改进策略主要包括以下几个方面。

首先，提高电力系统的运行质量。

通过控制电压波动、频率偏差和谐波污染等问题，可以有效提升电能质量。

可以采用调节变压器的输出电压、使用高质量的电源和电器设备以及优化电力系统的电源质量等方法来实现。

其次，加强电力设备的检修和维护。

电能质量问题往往与电力设备的老化和故障有关。

定期对电力设备进行检修和维护，可以有效降低电能质量问题的发生率。

此外，还可以加强对电力设备的监测和预警，及时发现并解决潜在的问题。

此外，合理规划电力系统的负荷分配和电源配置也能对电能质量的改进起到积极的作用。

浅谈电能质量的影响因素及控制方法摘要:电能质量是当今社会科学重点关注的一个的热点话题。

如何有效的改善电能质量问题是各国专家努力钻研的课题之一。

本文扼要介绍了衡量电能质量的主要指标,提出了影响区域电能质量因素,最后讨论了对电能质量进行有效改善的策略和方法。

关键词:电能质量电力系统电力技术1 衡量电能质量的主要指标1.1 电压偏差根据《电能质量-供电电压允许偏差》(GB12325—2003),电压偏差的限值规定为:220 kV、110 kV、35 kV供电电压正负偏差的绝对值之和不超过10%;10 kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%;单相供电电压允许偏差为+7%～10%。

崇明三岛最高电压等级为220 kV,现有220 kV变电站4座,110 kV及以下共有30座。

1.2 频率偏差根据《电能质量-电力系统频率允许偏差》(GB/T15945—95)对频率偏差的限值规定:电力系统正常频率偏差允许值为±0.2 Hz。

当系统容量较小时,偏差值可放宽到±0.5 Hz。

用户冲击负荷引起的系统频率变动不得超过±0.1 Hz[1]。

崇明三岛电网为江苏电源与上海电源分送东西部负荷,崇明三岛频率随主网频率的变化而变化。

1.3 其他技术指标谐波含量是指具有供电系统基波频率整数倍频率的正弦电压或电流;电压波动及闪变是指具有供电系统基波频率整数倍频率的正弦电压或电流以及人眼对由电压波动所引起的照明异常的视觉感受。

电力谐波产生的主要原因:一是发电源质量不高产生谐波;二是输配电系统产生谐波;三是用电设备产生的谐波。

2 电能质量问题的产生原因2.1 电力系统元件存在的非线性问题电力系统元件的非线性问题主要包括:发电机产生的谐波;变压器产生的谐波;直流输电产生的谐波等。

近年来,随着生态岛的建设,崇明风风力发电逐渐发展,至今风机装机容量为13 MV A。

风力发电将成为崇明电网不容忽视的电源点,风机的非线性问题将更为凸显。

电能质量分析与控制 - 肖湘宁第五章课后答案1. 什么是谐波？谐波产生的原因是什么？谐波是指在电力系统中，除了基频分量之外，存在的频率为基频整数倍的分量。

谐波产生的原因主要有以下几点：•非线性负载：当负载中存在非线性元件（如电力电子器件、电弧炉、电弧炉等）时，会产生谐波。

•电力电子装置：电力电子装置（如变频器、整流器等）的工作原理决定了其输出中会存在谐波分量。

•谐波扩散：谐波分量在电力系统中会通过传导、辐射等方式相互扩散，使得谐波影响范围扩大。

2. 请简述谐波的分类及其对电力系统的影响。

谐波可以分为电压谐波和电流谐波，其对电力系统的影响主要体现在以下几个方面：•降低电网效率：谐波引起的功率损耗会导致电网效率下降。

•造成设备损坏：谐波引起的不合格电压、电流对设备的绝缘、热、机械损伤等都会对设备寿命造成负面影响。

•产生电磁干扰：谐波会引起电磁干扰，干扰其他设备的正常运行。

•影响电能计量：谐波会导致电能表计算不准确，影响电能计量和费用核算。

3. 请简述衡量谐波的指标有哪些？衡量谐波的指标主要有以下几个：•谐波总畸变率（THD）：表示谐波电压或电流与基波有效值之比的总百分比，用于衡量谐波含量的大小。

•谐波电压总畸变率（THDu）：表示谐波电压与基波电压之比的总百分比。

•谐波电流总畸变率（THDi）：表示谐波电流与基波电流之比的总百分比。

•各次谐波总畸变率（TDDi）：表示各次谐波电流与基波电流之比的总百分比。

•谐波电压总畸变程度（Dv）：表示谐波电压波形的畸变程度，是采用具体参数来描述谐波电压波形的畸变情况。

4. 请简述谐波分析的方法。

谐波分析的方法主要有以下几种：•数字谐波分析法：利用数字计算机或嵌入式处理器对采集到的电压、电流波形进行数字滤波、采样、FFT变换等处理，得到谐波分量及其相位。

•统计谐波分析法：通过统计方法，对采集到的电压、电流波形进行统计和分析，得到谐波分量的出现频率、占空比等信息。

•仿真谐波分析法：借助电力系统仿真软件（如PSCAD、PSIM等）建立电力系统的数学模型，进行谐波分析。

电能质量控制与分析方法随着国民经济的发展，科学技术的进步和生产过程的高度自动化，电网中各种非线性负荷不断增长；各种复杂的、精密的，对电能质量敏感的用电设备越来越多。

随着计算机技术的日益普及，大量基于计算机系统的控制设备和电子装置不仅对供电电能质量异常敏感，同时也加剧了电能质量的进一步恶化。

一、电力系统电能质量问题的产生主要有以下几个原因1.电力系统元件存在的非线性问题。

电力系统元件的非线性问题主要包括：发电机产生的谐波；变压器产生的谐波；直流输电产生的谐波。

此外，还有变电站并联电容器补偿装置等因素对谐波的影响。

其中，直流输电是目前电力系统最大的谐波源。

3.电力系统故障。

电力系统运行的各种故障也会造成电能质量问题，如各种短路故障、自然灾害、人为误操作、电网故障时发电机及励磁系统工作状态的改变、故障保护装置中的电力电子设备的启动等都将造成各种电能质量问题。

衡量电能质量的主要指标：由于所处立场不同，关注电能质量的角度不同，人们对电能质量的定义还未能达成完全的共识，但是对其主要技术指标都有较为一致的认识。

主要指标为国家技术监督局相继颁布的涉及电能质量六个方面的国家标准，即：供电电压允许偏差，供电电压允许波动和闪变，供电三相电压允许不平衡度，公用电网谐波，暂时过电压和瞬态过电压以及供电频率允许偏差等的指标限制。

二、电能质量控制策略与技术1.PID控制。

这是应用最为广泛的调节器控制规律，其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便，易于在中实现。

当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，应用PID控制技术最为方便。

其缺点是：响应有超调，对系统参数摄动和抗负载扰动能力较差。

2.空间矢量控制。

空间矢量控制也是一种较为常规的控制方法。

其原理是：将基于三相静止坐标系（abc）的交流量经过派克变换得到基于旋转坐标系（dq）的直流量从而实现解耦控制。

常规的矢量控制方法一般采用DSP进行处理，具有良好的稳态性能与暂态性能。

电能质量分析与控制结课论文论文题目：小波电能质量分析学号：1067130225姓名：丛培坤专业: 电气工程及其自动化班级：10级电气二班2013年11 月10 日摘要随着国民经济和科学技术的蓬勃发展，冶金、化学等现代化大工业的发展,电网负荷加大，电力系统中的非线性负荷（硅整流设备、电解设备、电力机车)及冲击性、波动性负荷（电弧炉、轧钢机、电力机车运行）使得电网发生波形畸变,非对称性(负序）和负荷波动性日趋严重。

电能质量的下降严重地影响了供用电设备的安全、经济运行，降低了人民的生活质量。

所以在世界各国都十分重视电能质量的管理。

衡量电能质量的主要指标是电网频率和电压质量。

频率质量指标为频率允许偏差；电压质量指标包括允许电压偏差、允许波形畸变率（谐波）、三相电压允许不平衡度以及允许电压波动和闪变。

国家技术监督局已公布了上述电能质量的五个国家标准。

我国《电力法》明确规定”供电企业应当保证供给用户的供电质量符合国家标准，对公用供电设施引起的供电质量问题,应当及时处理”，在《供电营业规则》中也明确规定用户的非线性负荷、冲击负荷、波动负荷、非对称负荷对供电质量产生影响或对安全运行构成干扰和妨碍时，用户必须采取措施予以消除，如不采取措施或采取措施不力，达不到国家标准，供电企业可中止对其供电.在市场经济条件下，供电企业有依法向用户提供质量合格电能产品的责任,用户也有依法用电，不污染电网的义务。

因此如何加强电能质量管理,提高电能质量，是市场经济条件下，电网建设管理中必须认真探讨的重要课题。

1．针对当前电力系统中稳态电能质量的谐波问题,结合小波变换中的小波包算法对谐波问题进行相关分析.运用算法推导出谐波电压，电流和功率的 RMS 值。

运用 Db40 小波函数进行谐波分析，并通过 MATLAB 环境下的仿真分析，验证其实用性。

2．针对当前电力系统中暂态电能质量问题，需要检测与分析暂态，非平稳信号。

运用小波变换模极大值的原理能有效的检测信号奇异点的性质，对电力系统中暂态电能质量如电压骤升，电压骤降，短时中断，振荡暂态，脉冲暂态现象进行分析并实现对暂态现象发生故障时的准确定位。

电力系统中的电能质量研究与控制电力系统中的电能质量一直是电力行业关注的重要问题。

随着电力系统的不断发展和电力负荷的增加，电能质量问题变得愈发突出。

电能质量不仅关系到电力系统的稳定运行，还直接影响到用户的用电质量和设备的寿命。

因此，对电力系统中的电能质量进行深入研究和有效控制，对于提高电力系统的可靠性和稳定性具有重要意义。

一、电能质量的定义和影响因素电能质量是指电能在传输和利用过程中所具有的稳定性、可靠性和纯净度等特性。

电能质量问题主要包括电压波动、电压暂降、电压谐波、电压不对称、频率偏差等。

这些问题的产生主要受到电力系统的运行状态、负荷特性、设备故障等因素的影响。

二、电能质量的研究现状目前，国内外对电能质量的研究主要集中在电能质量监测、电能质量分析和电能质量控制等方面。

通过对电力系统中的电能质量进行监测和分析，可以及时发现问题并采取有效措施进行控制和改善。

三、电能质量的控制方法针对电力系统中的电能质量问题，可以采取一系列控制方法进行改善。

包括电能质量监测系统的建设、电能质量分析技术的应用、电能质量改善设备的安装等。

通过这些控制方法的应用，可以有效提高电力系统的电能质量，保障用户的用电质量。

四、电能质量的影响及对策电能质量问题不仅影响到电力系统的稳定运行，还直接影响到用户的用电质量和设备的寿命。

因此，对于电能质量问题的研究和控制具有重要意义。

在实际应用中，可以通过加强电能质量监测和分析，及时发现问题并采取有效措施进行改善。

五、电能质量的未来发展趋势随着电力系统的不断发展和电力负荷的增加，电能质量问题将变得愈发突出。

未来，将成为电力行业的重要研究方向。

通过不断深入研究和技术创新，可以有效提高电力系统的可靠性和稳定性，为用户提供更加优质的用电服务。

梳理一下本文的重点，我们可以发现，电力系统中的电能质量研究与控制是电力行业的重要课题。

通过对电能质量问题的深入研究和有效控制，可以提高电力系统的可靠性和稳定性，保障用户的用电质量。