电能质量控制综合试验设计
电能质量技术监督实施细则1
电能质量技术监督实施细则目次1 范围 (3)2 规范性引用文件 (3)3 定义与术语 (3)4 符号、代号和缩略语 (4)5 总则 (4)6 监督范围及主要指标 (4)6.1监督范围 (4)6.2主要指标 (5)7 主要内容 (5)7.1电能质量监测的分类 (5)7.2频率质量监督 (5)7.3电压质量监督 (6)7.4电压波动和闪变、三相电压不平衡监督 (6)7.5电压暂降与短时中断监督 (7)7.6谐波和间谐波监督 (7)7.7电能质量监测仪器 (8)8 技术监督管理 (8)附录A (9)附录B (10)电能质量技术监督实施文件1 范围2.1 本标准规定了（以下简称）电能质量技术监督的监督范围、监督内容和相关的技术管理要求。
2.2本标准适用于所属境内水电企业以电能质量技术监督服务职责的相关部门。
2.3 监督范围主要包括频率偏差、电压偏差、波动、闪变、谐波、三相电压不平衡等内容。
应对发电机的无功出力、调压功能、进相运行及电压质量进行管理与监督，应加强有功功率和无功功率的调整、控制及改进，使电压和频率等指标满足标准要求。
2 规范性引用文件下列所列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本标准必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本标准；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。
GB/T 12325电能质量供电电压偏差GB/T 12326电能质量电压波动和闪变GB/T 14549电能质量公用电网谐波GB/T 15543电能质量三相电压不平衡GB/T 15945电能质量电力系统频率偏差GB/T 17626.30电磁兼容试验和测量技术电能质量测量方法GB/T 18481电能质量暂时过电压和瞬态过电压GB/T19862电能质量监测设备通用要求GB/T 24337电能质量公用电网间谐波DL/T 1053 电能质量技术监督规程DL/T 1194 电能质量术语DL/T 1198 电力系统电能质量技术管理规定3 定义与术语下列术语和定义适用于本标准。
电能质量是什么？超标的影响体现在那些方面,怎么治理
电能质量控制工程系统仿真设计的用途： 电能质量治理公司设计并优化电能质量控制工程； 电网公司或电力用户校核电能质量控制工程的设计； 配电网重构的安全稳定运行校核和参数优化； 配电网故障诊断分析及解决方案仿真；
电能质量问题的影响（1）
• （5）三相电压不平衡 原因:电力线负荷的增减、不平衡设备机 器的增设等因素造成特定的单相重负荷 。因此，产生电压、电流波形的变形， 电压下降和逆相电压
电能质量问题的影响（1）
• 2.3 超标的危害
• （5）三相电压不平衡
• 电机附加发热，并引起二倍频的附加振动力矩使电机负载能力降低（图5、表4） ；
电压
无功功率
故雷 障击
电力系统电磁现象
理想波形
电能质量定义
Power Quality——电能质量（电源质量、电力质量、电力 品质） ➢ 导致用户设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率
偏差。 ➢ 合格电能质量的概念是指给敏感设备提供的电力和设置
的接地系统是都适合于该设备正常工作的。 ➢ 在电力系统中某一指定点上电的特性，这些特性可根据
• 阻波器（TRAP） 阻止高频载波信号进入开关站或分支线电力设备的电气设备。
电能质量控制技术——术语
• 晶闸管可控串联补偿器（TCSC）thyristor controlled series compensator 一种容性电抗补偿器，它由一个串联电容器组并上一个晶闸管控制电抗器组成，用以提供平稳变化的串联容性电抗。
电能质量问题的影响（1）
电能质量指标国家标准
等同
GB 17625.2—1998
IEC 61000-3-2：1995 （国际标准） IEC 61000-3-6：1996 （第三类技术报告） IEC 61000-2-5：1995 （第二类技术报告） IEC 61000-2-6：1995 （第三类技术报告）
等效
GB/Z 17625.4—2000
等同
电能质量测量国家标准
供电系统及相连设备的谐波、谐间波的测量和测 量仪器导则（GB/T 17626.7—1998） 电能质量监测设备——通用要求（GB/T 19862— 2005）
相关的设备国家标准
低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备 每相输入电流≤16A）（GB 17625.1—1998） 对额定电流不大于16A设备在低压供电系统中产生 的电压波动和闪烁的限制（GB 17625.2—1999） 对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生 的电压波动和闪烁的限制（GB/Z 17625.3—2000） 半导体变流器与供电系统的兼容及干扰防护导则 （GB/T 10236—2007）
电能质量标准31电能质量国家标准电能质量指标国家标准供电电压允许偏差gbt123252003电压波动和闪变gb123262000公用电网谐波gbt1454993三相电压允许不平衡度gbt155431995电力系统频率允许偏差gbt159451995暂时过电压和瞬态过电压gbt184812001供电系统及相连设备的谐波谐间波的测量和测量仪器导则gbt1762671998电能质量监测设备通用要求gbt198622005低压电气及电子设备发出的谐波电流限值设备每相输入电流16agb1762511998对额定电流不大于16a设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制gb1762521999对额定电流大于16a的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制gbz1762532000半导体变流器与供电系统的兼容及干扰防护导则gbt102362007电能质量治理设备装置国家标准dsc04871jpg输配电系统静止无功补偿器用晶闸管阀的试验待批静止型无功功率补偿装置svc功能特性gbt202982006静止型无功功率补偿装置svc现场试验gbt202972006计算机和商用设备制造商协会computerbusinessenquipmentmanufacturersassociation即cbema出于大型计算机及其控制装置对电能质量要求提出了电压容限曲线称为cbema曲线
电能质量(无功)技术监督实施细则
电能质量(无功)技术监督实施细则1 全体的1.1 技术监督是保证电网和电力设备长期稳定运行，提高设备健康水平的重要环节，必须依靠规程标准，利用先进的测试与管理手段，对保证设备健康水平与安全、经济、稳定运行有重要作用的参数与指标进行监督、检查、调整，以确保发供电设备在良好状态或允许范围内运行。
为贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，适应电网的发展，进一步加强技术监督工作，依据《西北电网有限公司技术监督条例》结合新疆实际制定本细则。
1.2 技术监督按照依法监督、分级管理、行业归口的原则，从设计审查、设备选型、设备监造、安装、调试、运行、检修、停输技改后发电、建设全过程进行技术监督，及时发现和消除各种隐患，防止事故的发生。
1.3 技术监督以质量为中心，以标准为依据，以计量为手段建立质量、标准、计量三位一体技术监督体系。
1.4 这些规则适用于连接到电网的发电、电网企业、重要电力用户及电力设计单位。
2 监督范围规划其管辖电网中影响电能质量水平的设备、设计、运行、检测。
3 监督内容3.1 电能质量指数检测电能质量是指公共电网向用户接收端提供的交流电能质量，其质量指标为：供电频率允许偏差，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，电网谐波允许指标。
3.1.1 电能质量指数检测有连续检测、不定期检查和专项检查：3.1.1.1 连续检测主要适用于电源电压偏差和频率偏差指示器的运行检测；3.1.1.2 定时检测主要适用于需要掌握电源电能质量且不具备连续检测条件的检测方法；3.1.1.3 专项检测主要适用于干扰源设备接入电网(或容量变化)前后的检测方式，它用于确定电网电能质量指标的背景条件和实际干扰量，或验证技术措施效果。
3.1.2 电能质量指数检测点的设置，应综合考虑下列因素：3.1.2.1 覆盖主网和所有电源电压等级，并在电网内(地域和线路首末)呈均匀分布；3.1.2.2 满足电能质量指标调控要求；3.1.2.3 满足特殊用户和订有电能质量指标条款合同用户的要求，根据电能指标的特点和电网的实际运行情况，确定各种检测方法和检测点的设置。
(完整版)电能质量指标标准
电能质量指标标准1.电能质量指标定义电能质量包括四个方面的相关术语和概念：电压质量（VOLTAGEQUALITY）即用实际电压与额定电压间的偏差（偏差含电压幅值，波形和相位的偏差），反映供电企业向用户供给的电力是否合格；电流质量（CURRENTQUALITY）即对用户取用电流提出恒定频率、正弦波形要求，并使电流波形与供电电压同相位，以保证系统以高功率因数运行，这个定义有助于电网电能质量的改善，并降低网损；供电质量（QUALITYOFSUPPL Y）包含技术含义和非技术含义两个方面：技术含义有电压质量和供电可靠性；非技术含义是指服务质量（QUALITYOFSERVICE）包括供电企业对用户投诉的反应速度和电力价格等；用电质量（QUALITYOFCONSUMPTION）包括电流质量和非技术含义，如用户是否按时、如数缴纳电费等，它反映供用双方相互作用与影响用电方的责任和义务。
一般地，电能质量的定义：导致用户设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差。
这个定义简单明晰，概括了电能质量问题的成因和后果。
随着基于计算机系统的控制设备与电子装置的广泛应用，电力系统中用电负荷结构发生改变，即变频装置、电弧炉炼钢、电气化铁道等非线性、冲击性负荷造成对电能质量的污染与破坏，而电能作为商品，人们会对电能质量提出更高的要求，电能质量已逐渐成为全社会共同关注的问题，有关电能质量的问题已经成为电工领域的前沿性课题，有必要对其相关指标与改善措施作讨论和分析。
2.电能质量指标电能质量指标是电能质量各个方面的具体描述，不同的指标有不同的定义，参考IEC标准、从电磁现象及相互作用和影响角度考虑给出的引起干扰的基本现象分类如下：（1）低频传导现象：谐波、间谐波、电压波动、电压与电流不平衡，电压暂降与短时断电，电网频率变化，低频感应电压，交流网络中的直流；（2）低频辐射现象：磁场、电场；（3）高频传导现象：感应连续波电压与电流，单向瞬态、振荡瞬态；（4）高频辐射现象：磁场、电场、电磁场（连续波、瞬态）；（5）静电放电现象。
电能质量标准
电能质量标准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。
一、电能的质量指标频率：额定频率：50Hz；频率偏差：±0.2Hz（≥3000MW系统）±0.5Hz（＜3000MW系统）质量标准：正弦波电压和电流见下表。
谐波的危害与抑制：对于电网、电力设备、通讯都会产生负面影响；二、电压允许偏差用电设备的运行指标和额定寿命是对其额定电压而言的。
当其端子上出现电压偏差时，其运行参数和寿命将受到影响，影响程度视偏差的大小、持续的时间和设备状况而异，电压偏差计算式如下：电压偏差（％）=（实际电压－额定电压）／额定电压×100％《电能质量供电电压允许偏差》（GB12325－90）规定电力系统在正常运行条件下，用户受电端供电电压的允许偏差为：（1）35kV及以上供电以上正、负偏差的绝对值之和小于10%，对电压质量有特殊要求的用户为额定电压的＋5％～－5％；（2）10kV及以下高压供电和低压电力用户为额定电压的＋7％～－7％；（3）低压照明用户为额定电压的＋5％～－10％。
为了保证用电设备的正常运行，在综合考虑了设备制造和电网建设的经济合理性后，对各类用户设备规定了如上的允许偏差值，此值为工业企业供配电系统设计提供了依据。
三、改善电压偏差的主要措施1、就地进行无功功率补偿，及时调整无功功率补偿量，无功负荷的变化在电网各级系统中均产生电压偏差，它是产生电压偏差的源，因此，就地进行无功功率补偿，及时调整无功功率补偿量，从源上解决问题，是最有效的措施。
2、调整同步电动机的励磁电流，在铭牌规定植的范围内适当调整同步电动机的励磁电流，使其超前或滞后运行，就能产生超前或滞后的无功功率，从而达到改善网络负荷的功率因数和调整电压偏差的目的。
某电网公司-中国南方电网有限责任公司电能质量及无功电压管理规定(模板)
Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业管理制度中国南方电网有限责任公司电能质量与无功电压管理规定中国南方电网有限责任公司目录1总则 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (2)4职责 (2)5管理内容与方法 (3)6附则 (8)中国南方电网有限责任公司电能质量与无功电压管理规定1总则1.1为规范中国南方电网有限责任公司电能质量和无功电压管理工作，提高电网和用户电能质量水平，确保电网运行的安全性和稳定性，特制定本规定。
1.2本制度规定了电能质量和无功电压管理的职责分工、管理内容和控制目标。
1.3本规定适用于公司系统所属各单位。
2规范性引用文件下列文件对于本规定的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规定。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规定。
主席令〔第60号〕中华人民共和国电力法电力工业部第8号令供电营业规则国家电监会第27号令供电监管办法GB 156 标准电压GB/T 12325 电能质量供电电压偏差GB/T 12326 电能质量电压波动和闪变GB/T 14549 电能质量公用电网谐波GB/T 15543 电能质量三相电压不平衡GB/T 15945 电能质量电力系统频率偏差GB/T 24337 电能质量公用电网间谐波GB/T 18481 电能质量暂时过电压和瞬态过电压GB/T 19862 电能质量监测设备通用要求DL/T 1198 电力系统电能质量技术管理规定DL/T 1194 电能质量术语DL/T 1028 电能质量测试分析仪检定规程DL/T 1053 电能质量技术监督规程DL/T 500 电压监测仪使用技术条件DL 755 电力系统安全稳定导则SD 325 电力系统电压和无功电力技术导则（试行）能源电[1993]218号电力系统电压质量和无功电力管理规定（试行）3术语和定义3.1本规定所涉及的专业术语和定义与《电能质量术语》(DL/T 1194-2012)、《电力系统电能质量技术管理规定》（DL/T 1198-2013）的规定一致。
采用网侧电流闭环控制的电能质量综合补偿方法_梅红明
ZS GS GC is if ic ZC ir
、 指令电流预测、 电流跟踪控制方
Fig. 3 图 3 单相等效电路结构图 Single-phase equivalent circuit configuration
法等多个方面进行了深入探讨，提出了电网电压不 平衡条件下的谐波检测算法、采用重复控制的延时 和死区补偿方法、基于灰色理论和模糊控制的指令 电流预测方法等。 这些控制方法的改进在一定程度上提升了 APF 装置的补偿效果。但检测负载电流的控制方法 本质上是开环控制系统，这些改进措施无法从根本 上消除由开环系统静差造成的谐波残余，特别是对 于动态变化的谐波负载。 此外，如文献[1]所指出的，由于 PWM 逆变器
GA(s)
图 1 检测负载电流控制方式的 APF 控制框图 Fig. 1 APF control block under load current control mode
对于这样的开环系统而言，其补偿效果很容易 受到测量精度、外部扰动、采样及控制延时等方面 的影响。负载电流的采样误差直接反映到补偿电流 的偏差中；电网电压不平衡、背景谐波等因素会对 指令电流提取和补偿电流生成产生干扰；采样、计 算延时、PWM 的死区等等也直接影响装置的补偿 性能。 文献[2]的分析结果表明，80 μs 的延时将会导 致 5 次谐波存在 12.56%的残余， 且随着谐波次数的 增加，谐波残余也成比例增大。文献[3]详细分析了 死区时间的影响，指出死区造成的输出电压幅值偏 差与死区时间、载波频率及直流母线电压成正比， 在 6.4 kHz 的开关频率下，10 μs 死区造成的输出电 压幅值偏差为直流母线电压的 6.4%， 此外死区还会 造成输出相位上的偏差。 近年来，许多学者针对检测负载电流控制方式 存在的问题开展了广泛研究，从延时及死区补偿、 谐波电流提取
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《电能质量控制综合实验设计》
——基于MATLAB/SIMULINK的虚拟实验教学平台一、电力系统中存在的典型电能质量问题
电力系统中的电能质量问题，主要归结为为电流畸变问题，体现在为图1中的几种典型位置（但不限于此）。
图1 电力系统中典型位置的电能质量问题
其中，采用的典型静止无功补偿装置（SVC）如图2所示，系统单线图如图3所示，系统补偿前后的电压及电流波形如图4所示。
图2 静止型无功补偿装置
图3 系统单线图
图4 无功补偿和（或）谐波抑制前后系统电压电流实际波形
二、实验简介
如上所述，目前的电能质量存在较为严重的问题，而其控制理论的抽象程度较高，需要借助实验环节进行必要的验证性分析，以加深学生对知识点的理解与掌握程度。
这里，通过自行开发的综合设计仿真实验环节，使学生有效地理解抽象的理论知识，化繁为简。
既可以提高学生对本门课的综合掌握程度，弥补现有实验设备和实验环节的不足，又能拓展电气专业学生在电力系统方向的知识面，培养其在工程上提出问题、分析问题和解决问题的能力。
三、实验实施
教师给定实验目的、实验要求、实验条件，由学生根据自身情况和兴趣选题并设计实验方案，进行仿真实验分析。
1.实验目的
（1）理解电能质量控制的相关内容，掌握无功功率及谐波对系统的危害和影响；
（2）掌握瞬时功率理论相关知识，并可以利用MATLAB仿真软件搭建模型；
（3）理解系统无功及谐波电流的检测方法；
（4）掌握典型电力电子设备主电路拓扑方案；
（5）研究典型非线性负载的无功补偿和（或）谐波抑制仿真实验。
2.实验要求
（1）基于MATLAB仿真软件，搭建系统中的各功能模块；
（2）针对典型电流型谐波源负载——晶闸管相控整流桥负载为例，分别研究系统在无功补偿、谐波抑制及二者功能结合时前后的系统电流特性。
3.实验内容
（1）供电网络谐波电流检测仿真；
（2）基于瞬时无功理论的i p-i q算法仿真；
（3）基于瞬时无功理论的p-q算法仿真；
（4）电力系统电能质量综合分析；
（5）供配电系统谐波抑制与无功补偿。
4.实验方案
系统方案结构框图如图5所示.
四、实验报告撰写
仿真实验后，对实验结果进行必要的分析、总结，并撰写实验报告。
五、综合实验设计的特色
1.综合运用电能质量的基本知识，培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力；
2.提高学生查阅资料的能力；
3.根据查获的资料，集体讨论和研究实施方案；
4.自行搭建系统各功能模块的仿真模型；
5.锻炼学生良好的沟通与团队合作及组织协调能力；
6.塑造学生的创新意识和自主研习能力。
R
图5 系统结构框图
六、实验样例
1.系统实验模型
参考图5建立系统仿真模型，如图6所示，其中，子系统内部设计未给出。
图6 系统仿真模型
2.仿真结果
系统部分仿真结果如图7所示。
a.补偿前电压、电流波形
b.补偿后电压、电流波形
c. 负载电流、畸变电流及补偿后电流
d.畸变电流与补偿电流波形
e.补偿前系统电流谐波含量
f.补偿后系统电流谐波含量
图7 部分仿真结果。