浅谈电能质量的影响因素及控制方法
浅谈电能质量的影响因素及控制方法
浅谈电能质量的影响因素及控制方法摘要：电能是一切行业中必需的能源，用电企业从供电企业所获得的电能的质量直接决定着企业的生存发展。
而电能质量是衡量电能从供电企业传输用电企业时有效性的指标。
基于此，本文对电能质量的影响因素及控制方法进行了研究。
关键词：电能质量；影响因素；控制方法1 电能质量的影响因素电能质量随着系统中非线性负荷的不断增加，电力系统受到的谐波污染也越来越严重，加上电力系统可能出现的各种故障，均会影响系统的电能质量。
（1）非线性负载。
在工业和生活用电负载中非线性负载占很大比例，也是电力系统谐波的主要来源。
荧光灯和电弧炉是主要的非线性负载。
电弧炉的谐波主要由起弧的延时和电弧的严重非线性引起。
电弧长度的不稳定性和随机性，使电流谐波频谱复杂，而且随时间会有明显的变化。
大功率整流或变频装置等也属非线性负载，会产生严重的谐波电流，对电网造成严重污染，使功率因数降低。
（2）电力系统的非线性。
在电力电子装置大量使用前，电力系统中主要谐波源是发电机和电力变压器。
发电机是公用电网的电源，在实际运行中，由于多种原因使发电机的感应电动势不是理想的正弦波（其输出电压中含有一定的谐波）。
变压器谐波电流是由励磁回路的非线性引起。
产生谐波电流的大小与变压器的铁心结构、铁心饱和程度及变压器的连接方式有关。
（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。
雷击、误操作、电网故障、短路故障时发电机及励磁系统工作状态的改变、保护装置中电力电子设备的启动等均会造成各种电能质量问题。
2 衡量电能质量的主要指标2.1 电压偏差。
电压偏差是指电力系统在正常运行条件下，供电电压对额定电压的偏离程度：（3）式中U2（1）表示三相基波负序电压有效值；Ue表示额定电压有效值。
三相电压不平衡标准对三相电压的不平衡度得限值做了限定，正常运行时三相电压的不平衡可以存在，但负序电压不平衡度小于2%，短时小于4%。
单个用电单位对电力系统公共连接点产生的负序电压不平衡度小于1.3%，短时小于2.6%。
电能质量问题分析与解决方案研究
电能质量问题分析与解决方案研究近年来，随着现代工业和生活中对电力依赖性的不断增加，电能质量问题也日益引起人们的关注。
电能质量问题指的是电力供应中的各种电压波动、电压闪变、电流谐波等现象对设备和系统稳定运行造成的干扰。
本文将分析电能质量问题的原因，并探讨一些解决方案。
1. 电能质量问题的原因分析1.1 电力负荷增加导致的电能质量问题随着经济的发展和人们生活水平的提高，电力负荷不断增加，这直接导致了电能质量问题的出现。
电力系统中的电力设备由于负荷过大而超负荷运行，引起电压波动、闪变等问题，影响电力供应的稳定性。
此外，高负荷运行还会增加电力线路阻抗和电力设备的损耗，进一步影响电能质量。
1.2 新能源接入导致的电能质量问题近年来，新能源发电逐渐得到推广和应用，如太阳能发电、风力发电等。
然而，新能源发电的不稳定性和间歇性导致了电网负荷的不稳定，造成电能质量问题的出现。
此外，新能源发电中的逆变器等设备也会引入电压谐波等问题。
1.3 电力设备老化引起的电能质量问题随着电力设备的使用时间的增加，设备老化现象不可避免。
设备老化会导致电气接触不良、绝缘性能下降等问题，进而引发电能质量问题。
例如，老化的电缆会出现电感增加、电阻增加等影响电能质量的问题。
2. 电能质量问题的解决方案2.1 电力系统的线路改造和设备更换针对电力负荷增加导致的电能质量问题，可以通过对电力系统的线路进行改造和设备更换来解决。
例如，增设补偿装置来减小线路阻抗和提高电力传输能力，同时采用先进的电力设备和技术来减小设备损耗和电压波动。
2.2 新能源发电系统的优化设计对于新能源发电导致的电能质量问题，可以通过优化设计来解决。
例如，增加新能源发电系统中的储能设备，提高系统的稳定性，减小电力波动。
同时，对逆变器等设备进行优化，降低谐波污染。
2.3 定期检测和维护电力设备为了解决电力设备老化导致的电能质量问题，定期检测和维护电力设备是必不可少的。
通过定期的设备检查和维护，可以及时发现设备老化问题，并采取合适的措施进行修复或更换，保证电力设备的正常运行，减小电能质量问题发生的可能性。
电力系统电能质量恶化原因分析与改善对策研究
电力系统电能质量恶化原因分析与改善对策研究电力作为现代社会最为重要的能源之一，对于各行各业的正常运转都起着至关重要的作用。
然而，近年来电力系统的电能质量问题日益凸显，给工业生产、市民生活和环境保护带来了种种隐患。
本文旨在通过对电力系统电能质量恶化原因的分析以及相应的改善对策研究，以期为解决这一问题提供一定的参考。
一、电力系统电能质量恶化原因分析电力系统电能质量恶化的原因是多方面的，主要可以从供电侧、用电侧以及电力系统本身三个方面进行分析。
1. 供电侧原因供电侧的电能质量恶化主要源于电源的不稳定性和电网的失调。
首先，电源的不稳定性指的是电压、频率等供电参数的波动性较大，例如输电线路老化、电源负荷不均衡等；其次，电网的失调可能来自于电网的电压偏差、谐波、闪变等各种电能质量问题。
这些因素直接影响到电力系统的供电可靠性和电能质量。
2. 用电侧原因用电侧的电能质量恶化主要来自于用户设备的异常工作状态。
例如，大型电机的开启和停止可能引起电压闪烁，从而影响供电质量；非线性负载的增加会引发谐波污染等问题。
此外，用户设备的使用老化和维护不当也是导致电能质量恶化的重要原因。
3. 电力系统本身原因电力系统本身存在的问题，例如输电线路的老化，变压器的损耗，变电站的不足等，也会直接导致电能质量的恶化。
二、电力系统电能质量改善对策研究针对电力系统电能质量的恶化，可采取以下对策以实现改善。
1. 加强电力系统运维管理提高电网设备的检修维护水平，定期进行设备的巡检和维护保养，及时排查潜在问题。
此外，以现代化的监控手段，如远程监测，实时了解电网运行状况，及时预警和处理问题，以确保电力系统的稳定与可靠运行。
2. 减少电源的不稳定性针对电源的不稳定性，应采取措施加强电力输电线路的维修更换，提升输电线路的质量和供电的稳定性。
同时，推行电源负荷均衡的措施，如制定合理的电网规划和供需管理政策，合理配置电力资源，减少电网负荷不平衡。
3. 加强用户设备的管理和使用改进用户设备的技术水平，推进设备的节能技术和高效使用，减少设备的功耗和谐波产生。
电力系统电能质量改善措施
电力系统电能质量改善措施随着工业化和城市化的快速发展，电能质量成为电力系统稳定运行和电气设备正常工作的重要保障。
然而，由于各种因素的综合作用，电能质量问题愈发突出，给社会经济发展带来诸多不利影响。
本文将就电力系统电能质量的问题进行探讨，并提出相应的改善措施。
1. 电能质量问题的现状1.1 电能质量问题的定义电能质量是指电力系统供电设备满足用户需要的一种状态，主要包括电压波动、频率变化、谐波畸变和电能消耗等方面。
低电压、闪变、谐波等问题会导致电力设备的故障、运行效率降低以及电能损耗增加。
1.2 电能质量问题的影响电能质量问题对工商业生产以及普通家庭使用都会产生较大影响。
首先，低电压造成电力设备的工作不稳定，降低了设备的使用寿命，增加了维修成本。
其次，电压波动和频率变化会导致电器设备异常工作，甚至损坏。
最后，谐波会导致电能消耗增加，使电力系统的效率下降，增加了能源的浪费。
2. 电能质量改善措施2.1 加强电力设备的维护和改造电力设备的维护和改造是改善电能质量的重要手段。
首先，要加强对电源变压器的日常维护和检修工作，确保其在工作过程中的稳定性。
其次，对老化、损坏的电能计量设备进行更换和升级，提高测量准确度，减少电能误差。
此外，要积极采用先进的电力设备，如变频器、电能滤波器等，以减少谐波的生成和传播。
2.2 加强对电力系统的监测和管理对电力系统进行监测和管理是改善电能质量的重要措施。
应建立完善的电能质量监测系统，实时监测电能质量参数，及时发现问题并进行处理。
此外，要对电力系统进行合理规划和运行，避免过载和故障的发生，减少电能质量的波动和变化。
2.3 推行节能与清洁能源技术节能与清洁能源技术的应用也是改善电能质量的重要途径。
通过采用高效节能设备和技术，可以降低电能消耗，减少电压波动和谐波的产生。
此外，积极推行清洁能源技术，如风力发电、太阳能发电等，可以减少对传统电力网络的依赖，提高电能质量的稳定性。
2.4 加强用户的节能意识与用电管理用户的节能意识和用电管理也对电能质量的改善至关重要。
电力设备的电能质量分析与改善
电力设备的电能质量分析与改善一、引言电力设备作为现代工业和生活中不可或缺的组成部分，其稳定可靠的运行对于保障电力供应质量至关重要。
然而，在实际运行过程中，电力设备常常会受到电能质量问题的影响，如电压波动、谐波、间断等，给设备的正常工作带来一系列问题。
因此，本文将对电力设备的电能质量进行细致分析，并提出改善方案。
二、电能质量的概念及影响因素1. 电能质量的概念电能质量是指供电系统中电能在传输、分配和使用过程中，满足电能需求的程度以及电能与用户需求相匹配的程度。
良好的电能质量能保障电力设备的正常工作，同时避免对用户产生不良影响。
2. 影响电能质量的因素（1）电压波动：电压的瞬时变化会导致设备的误动作或损坏，降低设备寿命。
（2）频率偏差：频率稳定性差会使设备无法正常工作。
（3）谐波污染：谐波会引起电磁干扰，导致信号失真，甚至设备损坏。
（4）电压闪变：电压的瞬时突变会造成设备的闪烁或者熄灭。
（5）电力中断：电力中断会导致设备停止工作，造成生产损失。
三、电能质量分析方法1. 电能质量监测通过使用电能质量监测仪器，对电力供应系统进行长时间监测，记录电能质量参数的变化情况，如电压、电流、谐波等，从而获取相关的数据用于后续的分析。
2. 电能质量参数分析通过对电能质量监测仪器所采集到的数据进行分析，计算各项电能质量指标，如电压总谐波畸变率、频率偏差等，从而评估供电系统的电能质量状况。
四、电能质量改善方法1. 电源滤波器的应用电源滤波器能够有效滤除谐波成分，降低谐波对电力设备的干扰，提高电能质量。
2. 设备绝缘的完善通过改进设备的绝缘结构和隔离措施，提高设备的绝缘能力，减少对电能质量的影响。
3. 电压稳定器的使用电压稳定器能够稳定电压波动，保障电力设备的正常工作。
4. 进行电线的优化布局合理设计电源线路的布局，减少电缆长度和电磁干扰，提高电能质量。
5. 定期维护与检测定期对电力设备进行维护和检测，及时发现问题并及时修复，保障设备的正常运行。
影响电能质量的因素及改善方法
最 小值
４ ９ ． ９ ５
９ ５ ％ 值
５ ０ ． ０ ２
国 际值
± ０ ． ２
结 论
合格
三 相 电 压 不 平衡 度 （ ％）
Ａ 相
短 时 间 闪 变 Ｂ相 Ｃ相 Ａ 相
０ ． ４ ５ １ ． ２源自３ ４ １ ． ２ ４ ４ １ ． ６ １ ５ ０ ． ７ ５ ３
Ｂ相
０ ． ６ ８ ４ Ｏ ． ８ ０
０ ． ７ Ｏ Ｏ ． ７ ０
Ｃ相
合格 合 格
参 数
电压 偏 差 （ ％）
国标 值 最 大 值 平均 值 最 小 值 结论 最 大值 平 均 值 最 小值 结 论 最 大 值 平 均 值 最 小值 结论
１ ０ ． ５ １ ６ ． ８ ２ — ２ ． １ ３ 不合 格 １ ０ ． ４ ８ ６ ． ７ ３ — ２ ． ３ １ 不合 格 １ ０ ． ４ ５ ６ ． ７ ４ — ２ ． ２ ５ 不 合 格 ±７
２ ． ０ ０
０ ． ９ Ｏ
０ ． ９ ０ ０ ． ９ ０ ０ ． ７ ０
合格
不 合 格
不 合 格 不合 格 合 格
长 时 间 闪 变
Ｂ相 Ｃ相
０ ． ７ ４ ４ ０ ． ８ ６ ８
Ａ 相
０ ． ５ ０ ９ ０ ． ５ ３ ２
０ ． ３ ０ １ ０ ． ３ ０ １
由表 １ 的官地选煤厂 的三相闪变的数据分析可知 ： ５ ｝ ｝ 进线 段 的三相长时闪变和短时闪变不满足 国标要求 ， 且 电压偏差 的 主要表现为 电压偏高 ， 正偏 差超 出了国标 的上限值 ， 因此 要对 电压 波动与 闪变进行有效 的控制 。首先 要准确 地提取 出波动
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。
电能质量问题分析与治理
电能质量问题分析与治理电能质量是指电网电能满足用户负载性能要求的能力，其指标包括电压稳定性、频率稳定性、谐波、波形畸变等。
电能质量问题不仅会影响电器设备的使用寿命和性能，还会造成电能的浪费和对环境的污染。
因此，电能质量问题的分析和治理也成为了当今电力领域的重要议题。
电能质量问题的原因电能质量问题的出现是由于电力系统中各种因素的影响，包括电源、电网、负载等因素。
其中，电源方面的因素主要包括电压波动、电压闪变、电压谐波等；电网方面的因素主要包括短路故障、线路阻抗等；负载方面的因素则主要包括非线性负载等。
电源方面的因素电源方面的因素主要包括电压波动、电压闪变、电压谐波等。
电压波动是指电网电压在一定时间内突然变化的现象，例如因短路故障、大负荷启动等原因造成电网电压瞬间降低或升高。
电压闪变则是指电网电压的瞬间变化，例如当大型电动机启动时，其突然的电流冲击会引起电压的瞬间下降，从而影响电能质量。
电压谐波则是指电网电压中包含有超过基波频率的波形，其存在主要是由于非线性负载所导致的。
电网方面的因素电网方面的因素主要包括短路故障、线路阻抗等。
短路故障是指电力系统中线路短路故障导致电站输出电能下降或中断，从而影响电能质量。
线路阻抗则是指线路本身的电阻和电感，其存在会使得电能传输时会出现损耗并影响电能质量。
负载方面的因素负载方面的因素主要包括非线性负载等。
非线性负载指的是与电源输出电压不成线性关系的负载，例如电动机、放电灯、电子设备等。
由于非线性负载会产生电磁干扰和谐波，从而导致电能质量问题的出现。
电能质量问题的治理针对电能质量问题，需要采取一系列的技术手段和管理措施进行治理。
其中，技术手段主要包括改进供电网的质量和稳定性、提高电器设备的质量、采用滤波器和无功补偿等措施；管理措施则主要包括制定相关的技术标准和规范、加强对电能质量监测和测试、加强对新能源电力系统的规划和建设等。
改进供电网的质量和稳定性在电能质量问题治理中，一个重要的方向就是改进供电网的质量和稳定性。
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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。
2.2 非线性负荷
非线性负荷是造成工业生产和生活用电电力系统谐波问题的首要原因。
而电弧炉就是其中非线性负载的典型。
电弧炉起弧时延迟和电弧的非线性致使它产生谐波。
海洋装备生产集团陆续搬迁至崇明三岛,造船企业负荷中有大量锅炉、中频炉和电焊等非线性负荷,如江南造船厂、振华港机等大型企业。
2.3 电力系统故障
随着系统中非线性负荷的不断增加, 谐波对电力系统的影响程度逐渐加大,与此同时,系统本身也存在出现故障的风险,这些都是导致电能质量受影响的原因。
比如员工对设备人为地运行操作失误,天气因素等都将造成各种电能质量问题[2]。
2.4 冲击负荷对电能质量的影响
电力工业的发展迫使国家对此方面的衡量标注制度不断更新着。
然后同一种标准却并不适应国家的每个区域,比如说那些电力工业发展尚未健全的地区。
在GB12326-1990标准中的由于负荷引起的闪变%V10≤0.4～0.6和在原水电部颁发的标准中规定的系统发电机总容量小于3000 MW时,负荷引起的频率波动不得超过0.5 Hz等规定,对于上述小型电网进行的约束是比较切实可行的规定。
这些标准的使用在我国已达数十年之久,系统在运行负荷的时候多默认采用此标准,社会在进步,过去的东西如果不得到及时的更新,系统难免会出现或多或少的偏差,尽管如此,大部分的用电设备还是能依照此标准正常的运行。
于是部分地区在增加了频率和闪变等限值条件后制定了新的标准,通过与电力部分进行磋商,使用新的用电条款,这些改革的引进和使用,在许多地区操作起来难度较大,可行性较低。
3 电能质量的分析方法和改善策略
3.1 电能质量的分析方法
3.1.1 时域仿真法
时域仿真法分析电能质量问题,可以计及各种非线性因素的作用,得到各量随时间变化的详细数值结果和直观的图形结果,缺点是无法鉴别系统的扭振模式和阻尼特性;Prony算法不但可以分析仿真数据,还可以分析实测数据,能够对SSO进行模态辨识,从而得到有关SSO 的模式信息和阻尼特性。
两种方法结合后,既可以相互验证,又互为补充,使SSO的时频信息更加完整。
仿真分析表明了该方法的正确性与有效性,并可以取得令人满意的分析结果,这种方法可用于实际电力系统的SSO分析。
3.1.2 频谱分析法
将非正弦周期性电压(电流)分解为一系列不同频率的正弦量之和,按照正弦交流电路计算方法对不同频率的正弦量分别求解,再根据线性电路叠加定理进行叠加即为所求的解,这是分析非正弦周期性电路的基本方法,这种方法叫频域分析法。
频域分析方法主要包括频率扫描、谐波潮流计算等,该方法多用于电能质量中谐波问题的分析。
频率扫描和谐波潮流计算在反映非线性负载动态特性方面有一定局限性[3]。
3.2 以DSP为基础的智能化控制技术
我们应该对以DSP为基础的实时数字信号处理技术进行广泛推广,它具有以下优点:(1)智能化控制;(2)使系统运行更加稳定;(3)在不切
换电路的同时就能更改控制的算法[4]。
DSP技术在当今继续不断地更新和完善,同时价格也越来越让人接受,以DSP控制技术取代过去的模拟量控制技术是电网发展的趋势所在。
3.3 大力发展电力电子技术和非电子技术的融合
FACTS、CusPow等新型电子技术也为电能质量的改善找到了一条新的出路,将他们和传统的非电子技术进行协同改善,共同稳定融合发展,必将为今后电能质量中电子负荷的解决贡献不凡的力量。
4 结语
总而言之,自动化技术的应用是科技发展的产物,我们合理利用这些技术可以有效的解决电网电能质量中的许多非线性负荷的问题。
而新时代的电网发展对设备以及仪器要求更加的严格,人们不断追求着更高享受的电网服务,电能质量关系着一个国家的经济发展和人民的生活质量,分析和讨论电能质量问题在当下具有很重要的意义。
参考文献
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[3] 张樊.略论中国用户电力技术[J].中国电网技术.2011(6).
[4] 陈英杰.浅谈电能质量分析方法与控制及发展方向[J].城市建设理论研究.2012(1).。