《电能质量现象分类》编制说明
电能质量知识
电能质量知识目录1 电能质量的定义 (2)2 电能质量的分类 (2)3 电能质量标准 (3)4 电能质量问题产生的原因 (5)5 产生谐波的主要设备 (5)6 谐波的危害 (6)7 谐波的治理效果 (8)8 谐波的治理方法 (8)9 电效洁能仕介绍............................................................................................错误!未定义书签。
(1) 产品构成与工作原理.........................................................................错误!未定义书签。
(2) 电效洁能仕的特点.............................................................................错误!未定义书签。
(3) 电效洁能仕相对同行产品的主要优点.............................................错误!未定义书签。
(4) 电效洁能仕的连接方式.....................................................................错误!未定义书签。
1 电能质量的定义（1）IEC（1000-2-2/4）标准：供电装置正常工作情况下不中断和干扰用户使用电力的物理特性。
（2）一种简洁的定义：电压或电流的幅值、频率、波形等参量距规定值的偏差。
电能质量知识Page 4 of 9 表3 注入公共连接点的谐波电流允许值表4 公用电网谐波电压（相电压）限值4 电能质量问题产生的原因表5 电能质量问题产生的原因5 产生谐波的主要设备表6 产生谐波的主要设备6 谐波的危害表7 谐波造成的主要危害表8 谐波对设备仪器的危害附：谐波对电度表的具体影响研究表明，感应式电度表对高次谐波有负的频率误差，而电子式电度表的频响特性一般较好。
用户侧电能质量的分类
用户侧电能质量的分类一、 电能质量基本概念电能质量（PowerQuality ）描述的是通过共用电网供给用户端的交流电能的品质。
理想状态的公用电网应以恒定的频率、正弦波形和标准电压对用户供电。
在常用的三相交流系统中，还要求各相电压电流的幅值大小相等、相位对称且互差120°。
但由于系统中的发电机、变压器、输电线路和各种设备的非线性或不对称性，在加上运行操作、外来干扰和各种故障等原因，这种理想状态并不存在，由此产生了电网运行、电力设备和供电环节的各种电能质量问题。
电能质量问题终究是电力用户的生产需求驱动的，因此用户侧的衡量标准应占有优先的位置。
为了系统的分析和研究用户侧的电能质量现象，本报告围绕电能质量的含义，主要将用户侧电能质量从现象、时间特征、波形变化和暂态四个方面进行分类和分析。
二、 电能质量按现象分类1.电压波动电压波动（V oltageFluctuation ）定义为电压均方根值、或是幅值通常不超过0.9pu ～1.1pu （标幺值）电压范围的为一系列相对快速变动或连续改变的现象。
其变化周期大于工频周期。
波形如图1所示，这种电压现象有可能多次出现，其变化过程可能是规则的、不规则的或是随机的。
其波形也是多种多样的，如跳跃形、斜坡形或稳态形等。
其波形示意图如下：图2-1电压波动波形图电压波动程度d 以电压在急剧变化过程中，相继出现的电压最大值max U 与最小值min U 之差或其百分比来表示：%100min max ⨯-=NU U U d 相对最大电压波动值：%100max ⨯=NU U d 式中，max U 和min U 分别为工频电压调幅波的相邻两个极值电压的均方根值，N U 为系统标称电压。
电压波动的危害：①急剧的电压波动会引起同步电机的震动，影响电动机的使用寿命以及产品的质量和产量；②严重时会导致某些电子设备、测量仪器无法准确、正常的工作；③引起人的视觉不适，容易疲劳影响正常的工作效率。
电能质量
电能质量概述马锦燕，0805020304（河海大学能源与电气工程学院电气工程及其自动化3班，江苏南京211100）摘要：本文简要介绍了电能质量的基本情况，包括电能等级的综合评价、电能质量问题及其分类、电能质量改善措施以及可持续电能质量发展观。
指出随着人们对电能发展的要求，新能源的开发已经被提上日程。
随之带来了更多与电能质量相关的问题，急待解决。
提出坚强智能电网的建设已经成为必然趋势。
关键词：电能质量、新能源、风力发电、太阳能发电0 引言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，又是一种由电厂发电、电力部门向电力用户提供，并由发、供、用三方共同保证质量的特殊产品。
与其他产品一样，讲求商品质量。
尤其是科技的发展、新能源的引入，使得电能质量的问题日益突出。
1 电能质量概述1.1电能质量等级综合评估我国现有的六项电能质量标准分别对电压偏差、频率偏差、谐波、电压三相不平衡、电压波动与闪变、暂态过电压进行了限定。
除暂态过电压外,目前的电能质量测试仪器具有对前五项电能质量指标进行是否满足标准要求的判断。
由于不同负荷受不同质量问题的影响不同,多个电能质量问题共同存在时, 不同的组合对设备的影响是十分复杂的问题, 在作评估时要与当地负荷的敏感度相结合, 才能得到比较准确的评估指标结果。
这使得电能质量的综合评估复杂化。
因此,应结合实际情况并采取适当的数学方法, 如模糊数学、神经网络、概率论等, 建立各电能质量指标的数学模型,进行综合电能质量评估, 给出其等级划分。
1.2 电能质量问题及其分类电能质量问题按产生和持续时间可分为稳态电能质量问题和动态电能质量问题。
稳态电能质量问题：稳态电能质量问题以波形畸变为主要特征, 一般持续时间较长, 在一段时间内( 通常是1 min以上) 出现的电能质量不正常的情况, 主要有下列类型:过电压, 是指持续时间大于l min, 数值大于标称电压的电压。
欠电压, 是指持续时间大于1 min, 数值小于标称电压的电压。
第一章电能质量概论现象分类与基本描述_图文
0.5周波～3s ＜0.1pu
30周波～3s 0.1～0.9pu
30周波～3s 1.1～1.4pu
3s～1min
＜0.1pu
3s～1min 0.1～0.9pu
3s～1min 1.1～1.2pu
IEEE制定的电力系统电能质量特性参数及其分类
长时间变动 电压不平衡
持续间断 欠电压 过电压
＞1min
0.0pu
图中所示为民用馈电一周电压不平 衡变化记录，实际应用时常采用负序 分量和零序分量与正序分量之比的百 分数表示。
电能质量现象的基本描述
◆波形畸变
波形畸变，是指电压或电流波形偏离稳态工频正弦波形的现 象，用偏移频谱表示。波形畸变有五种主要类型，即， 直流偏置、谐波、间谐波、陷波、噪声。 （1） 直流偏置
交流电网中的直流成分 核电磁脉冲（NEMP）
传导型高频现 象
感应连续波电压或电流 单方向瞬变 振荡性瞬变
IEEE制定的电力系统电能质量特性参数及其分类
类别
纳秒级
瞬变现象
冲击脉 冲
振荡
微秒级
毫秒级 低频 中频 高频
典型频谱 典型持续时间 典型电压幅值
ns～1ms
0.1ms上升
电能质量现象的基本描述
◆节电降压（Brownout） 是指由电力部门进行的为减小电力需求而采取的特
有的迅速调度策略，由此也出现持续欠电压。但是它不 象电能质量所说的欠电压概念清楚，至今没有规范定义。 因此应避免名词和概念上的混淆。 （3）持续间断
电力系统中的电能质量现象090516
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电力系统的发展与变化－传统的电力系统
中国电力科学研究院
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电力系统的发展与变化－现代电力系统
中国电力科学研究院
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存在问题： 缺乏达成广泛共识的行业规范，“电能质量”的经济价值及其市场机制和有效的
商业模式尚未形成。技术、设备和服务的标准化还未达到满意的程度。
目标：
意义：
近期目标：继续深化电能质量技术的研究、工程示范和推广应用。建立技术 和服务的相关规范和标准。探讨电能质量协调机制建立的途径和试点运行。 远期目标：建立和完善一套科学、规范、健康发展的电能质量协调机制，实 现“电能质量”的社会和经济价值。
电能作为商品，公众对电能质量提出了更高的要求，有关 电能质量的问题已经成为电工领域的前沿性课题，其任何 干扰导致的设备停机、生产过程中断、设备事故等都成为 供用电双方关注的焦点。
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2.3 电能质量包含的内容
电压偏差 公共连接点的电压会在额定电压的一定范围内随 着系统运行方式和负荷的变化而产生偏移，即电 压偏差。
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电能质量的主要指标
电压波动和闪变
冲击性负荷产生的无功功率冲击，会引起公 共连接点的电压波动，而电压波动频率低于 30Hz时，会引起灯光闪烁，即闪变。
电能质量讲义
2.过电压/欠电压
是指超过或低于额定值的10%，并且持续时间大于1分钟的 长。属于电力系统中的一种电磁扰动现象。过电时间电压 变动现象压/欠电压主要是由于负载的切除和无功补偿电 容器组的投入等过程引起，另外，变压器分接头的不正确 设置也是产生过电压/欠电压的原因。
三、电能质量各指标含义
3.电压骤降（电压暂降/电压跌落）
四、谐波的产生及危害
3、谐波源主要包括哪些设备？
（1）电力电子设备 电力电子设备主要包括整流器、变频器、开关电源(SMPS) 、 不间断电源(UPS)、静态换流器、晶闸管系统及其他SCR （可控硅Silicon Controlled Rectifier)控制系统等。由于工 业与民用电力设备常用到这类电力电子设备和电路，如整 流和变频电路，其负载性质一般分为感性和容性两种，感 性负载的单相整流电路为含奇次谐波的电流型谐波源。而 容性负载的单相整流电路，由于电容电压会通过整流管向 电源反馈，属于电压型谐波源，其谐波含量与电容值的大 小有关，电容值越大，谐波含量越大。变频电路谐波源由 于采用的是相位控制，其谐波成分不仅含有整数倍数的谐 波，还含有非整数倍数的间谐波。
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。
一 、电能质量的概念和影响因素
电能质量直接关系到电力系统的供电安全和供电质量，从技 术上讲，影响电能质量的因素主要包括三个方面： 1）自然现象的因素，如雷击、风暴、雨雪等对电能质量的 影响，使电网发生事故，造成供电可靠性降低。 2）电力设备及装置的自动保护及正常运行的因素，如大型 电力设备的启动和停运、自动开关的跳闸及重合等对电能 质量的影响，使额定电压暂时降低、产生波动与闪变等。 3）电力用户的非线性负荷、冲击性负荷等大量投运的因素， 如炼钢电弧炉、电气化机车运行等对电能质量的影响，使 公用电网产生大量的谐波干扰、产生电压扰动、产生电压 波动与闪变等。
电能质量
背景
电能质量问题的提出由来已久，在电力系统发展的早期!电力负荷的组成比较简单，主要由同步电动机、异步 电动机和各种照明设备等线性负荷组成，因此衡量电能质量的指标也比较简单，主要有频率偏移和电压偏移两种 20世纪80年代以来，随着电力电子技术的发展，非线性电力电子器件和装置在现代工业中得到了广泛应用。同时， 为了解决电力系统自身发展存在的问题，直流输电和FACTS技术不断投入实际工程应用!调速电机以及无功功率补 偿电容器也大量投入运营。这些设备的运行使得电中电压和电流波形畸变越来越严重，谐波水平不断上升。另外， 冲击性、波动性负荷，例如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等，运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且还会产 生电压波动、闪变、三相不平衡等电能质量问题。但另一方面，随着各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用 电设备不断普及，人们对电能质量的要求越来越高，因而电能质量成为目前研究的热点。
改善措施
改善电能质量的装置和措施很多，以大功率电力电子器件为核心单元的新型装置可以用来有效地抑制或抵消 电力系统中出现的各种短时、瞬时扰动，而常规措施则很好地适用于稳态电压调整。电能质量控制装置按功能可 分为以下三大类：无功补偿装置、滤波器和着重于解决暂态电能质量问题的统一电能质量调节器(UPQC)。要想使 电能质量控制装置充分发挥其设计功能，采用准确、高效的分析与控制方法是至关重要的。首先要获得及时、准 确的有关“源”信息，如三相电压、三相电流、中线电流及中线对地电压等，然后对这些源信息进行实时、快速 的分析，得到所需的控制信息，控制装置根据这些控制信息，采用适当的控制方法产生相应的动作，最终才能得 到理想的补偿效果。
概念
电能质量(PowerQuality)，从严格意思上讲，衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。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。电能质量问题可以定义为：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、 瞬时或暂态过电压、波形畸变（谐波）、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。
电力系统中电能质量问题的分析与解决
电力系统中电能质量问题的分析与解决随着我国工业化的发展和人民生活水平的提高，对电力质量的要求越来越高。
然而，电力系统中存在的电能质量问题，常常给生产和生活带来不便和损失。
那么，如何分析和解决电力系统中的电能质量问题呢？一、电能质量问题的概念和分类电能质量是指在电力系统中，电能所需的电压、电流、频率和相位等电学量的标准和期望值与实际值之间的偏差程度。
这种偏差会对电力设备和电子设备的性能和寿命造成损害，甚至会造成生产经济和社会生活的损失。
电能质量问题可以分为以下几类：1. 电压问题：常见的电压问题包括电压偏差、电压闪变和电压谐波等。
电压偏差是指电压值偏离标准值的情况，电压闪变是指电源电压出现短时波动而产生的亮度变化，电压谐波是指交流电信号中频率为整数倍基波频率的谐波信号。
2. 频率问题：频率问题是指电源电压的频率变化，如过低、过高或变频等现象。
频率的变化会影响电动机的运行和电子器件的正常工作。
3. 相位问题：相位问题是指电源电压和电流之间的相位差变化。
相位差的变化会影响电能的传输和转换效率。
二、电能质量问题的原因分析电能质量问题来源于多方面因素，主要包括电网供电条件、用户供电条件、用电负载和新能源接入等。
1. 电网供电条件：电网负荷过大、电网配电线路老化和电网扩建等因素会导致电压的不稳定和电压谐波信号的增加，造成电能质量问题。
2. 用户供电条件：用户内部的供电网络质量不佳、设备老化和过载等因素会影响电能质量。
3. 用电负载：用电负载是指用户接入电网时的用电负荷，负载电器的数量、类型和频率都会影响电能质量。
4. 新能源接入：新能源的接入会影响电网电压和电流的稳定性，导致电能质量问题。
三、电能质量问题的解决方法1. 优化电网系统：电网系统应优化配电线路、升级供电设备和平衡负荷，保持电网稳定。
2. 优化用户供电条件：对于用户供电设备老化或过载等情况，应及时更换或增加设备以优化供电条件。
3. 控制用电负载：对于用电负载过载的现象，应减少用电器数量或采取负载平衡的措施，以保持用电负荷的稳定。
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《电能质量现象分类》编制说明
一、项目来源
该项目为国家能源局2010年9月下达的2010年第一批能源领域行业标准制修订计划，项目计划编号为能源20100425，项目名称为《电能质量现象分类》（国家能源局国能科技﹝2010﹞320 号文件）。
二、起草过程
全国电压电流等级和频率标准化技术委员会秘书处随即公开征集工作组成员，于2010年12 月在上海召开工作启动会议，会议确定由四川大学电气学院的杨洪耕教授为工作组组长，中铁第一勘察设计院集团公司宫衍圣、武汉国测科技股份有限公司卜正良为副组长，正式启动标准制定工作，分配任务，确定标准制定进度。
2011年8月全国电压电流等级和频率标准化技术委员会秘书处在成都召开工作组第一次会议，工作组成员对标准的草案内容进行了深入的讨论。
根据讨论内容在2011年11月1日完成讨论稿，随后在工作组成员内部以邮件方式开展讨论。
根据工作组成员反馈意见对讨论稿修改后，在2012年2月1日形成标准《征求意见稿》。
三、编制内容说明
随着科学技术和国民经济发展，对电能的需求量日益增加，对电能质量要求越来越高。
本标准首次在我国制定。
本标准制定充分参考
了国内外现行的相关专业标准和研究成果，兼顾了国内开展工作状况，并与现行相关标准保持一致。
1、确定标准主要内容
（1）使用电磁兼容的方法来描述电能质量现象。
电磁兼容的方法符合IEC技术委员会77提出的国际电工委员会（IEC）标准。
标准正文给出电能质量现象一般描述，和相关标准保持一致；电能质量反映在方方面面，用资料性附录加以解释。
（2）根据电磁兼容概念，电能质量问题是电能在电力系统沿导体传导时出现的电磁干扰现象，即导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差。
用于电能质量领域的基本电磁现象分类在附录A给出。
（3）电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁骚扰的能力。
反映在两个方面：1）设备或系统产生的电磁骚扰；2）设备或系统对电磁骚扰的耐受能力。
这在附录B和C加以描述。
（4）电能质量同时受电力生产部们和电力用户影响。
保障电能质量既是电力企业责任，也是电力用户的义务。
故附录D、E中列出各行业的电能质量问题和一般控制方法。
（5）附录F指出控制电能质量能带来资源综合利用与可观经济效益，以强调控制电能质量在投入和产出两方面的对立统一。
2、术语定义
（1）已有标准或仍在制定中标准定义的术语，尽量保持一致。
（2）未在已有标准或仍在制定中标准定义的术语，参照目前研究成果较为一致的解释。
如对脉冲上升时间和下降时间的解释。
（3）日常使用中对同一电能质量有多种称呼的术语，如电压暂降、电压凹陷、电压跌落、电压骤降，统一为标准术语：电压暂降。
3、其它应予说明的问题
（1）电能质量一般控制技术是指对电能质量问题的附加控制手段，电力系统建设和扰动负荷改造对电能质量问题有预防作用，但不在讨论范围。
（2）没有被包含在现有电能质量国家标准内的电能质量现象，如振荡暂态、直流偏置、陷波等，但它们可能造成用电设备故障或不能正常工作，所以尽量包含在本标准内。
（3）电能质量定义为导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差。
但现有电能质量标准主要围绕电压制定，在标准中作了专门说明。
标准工作组
2012年2月16日。