电能质量分析与控制
电能质量分析与控制2
电能质量分析与控制21. 介绍电能质量是指电力系统中电能波形的完整性和稳定性。
在现代社会中，电能质量的好坏对于各行各业的正常运行至关重要。
本文将介绍电能质量的分析与控制方法，并讨论一些常见的电能质量问题及其解决方案。
2. 电能质量分析方法2.1 电能质量参数首先，我们需要了解电能质量的评估参数。
常用的电能质量参数包括电压波形失真率、电压变动、频率偏差等。
这些参数可以通过使用专业的电能质量监测设备进行测量和分析得到。
2.2 电能质量监测为了实时地监测电能质量，可以使用电能质量监测系统。
这些系统可以记录电能质量参数的变化，并生成相应的报表和图表，便于分析和处理。
2.3 电能质量分析电能质量分析是通过对监测数据进行处理和分析，找出电能质量问题的原因和特征。
常见的电能质量问题包括电压波形失真、电压闪变、电压暂降等。
通过对这些问题进行分析，可以采取相应的措施来改善电能质量。
3. 电能质量改善措施3.1 电能质量改善设备通常，为了改善电能质量，可以安装电能质量改善设备。
常见的电能质量改善设备包括无功补偿装置、滤波器、电压稳定器等。
这些设备可以消除电能质量问题，提高电力系统的可靠性和稳定性。
3.2 故障管理另一方面，及时处理电力系统中的故障，也是改善电能质量的重要措施。
故障可能导致电能质量下降，甚至引起设备的损坏。
因此，及时排查和处理故障，对于维护电力系统的正常运行和电能质量的提高至关重要。
4. 电能质量问题案例分析4.1 电压波动电压波动是一种常见的电能质量问题，通常由负载变化引起。
电压波动会影响设备的正常运行，甚至导致设备的损坏。
针对电压波动问题，可以通过安装电压稳定器或调整负载平衡来解决。
4.2 电压暂降电压暂降是指电压瞬间下降的现象，通常由设备启动或故障引起。
电压暂降会导致设备断电、数据丧失等问题。
对于电压暂降问题，可以通过安装不间断电源或改善设备的保护机制来解决。
5. 结论电能质量的分析与控制对于维护电力系统的正常运行至关重要。
电能质量分析与控制课件
分别称之为p、q运算方式和ip、iq运算方式。
2023/11/13
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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
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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
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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
电能质量分析与控制-肖湘宁-第五章课后答案
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。
电能质量分析与控制7
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
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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
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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
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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。
电能质量控制与分析方法
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。
电能质量分析方法与控制技术探讨
电能质量分析方法与控制技术探讨电能质量是指电力系统中电流、电压的稳定性和纹波率，以及电力设备对电能质量的需求程度。
电能质量的不良会导致电力系统的异常运行和设备的损坏。
因此，进行电能质量分析和控制至关重要。
一、电能质量分析方法1.电能质量参数测量：通过测量电压和电流的参数来评估电能质量。
常见的参数有电压的纹波率、电压的波动、电流的谐波含量、电能的三相不平衡度等。
通过参数测量可以了解电能质量的具体情况，为进一步的分析提供数据支持。
2.电能质量事件监测：使用电能质量监测仪器可以记录电压和电流的实时数据，包括瞬时值和波形曲线。
通过对电能质量事件的监测，可以获得电能质量的详细信息，并进行后续的分析和控制。
3.电能质量分析软件：利用电能质量分析软件对电能质量参数和事件数据进行处理和分析。
通过软件可以绘制波形图、频谱图、矢量图等，对电能质量的异常情况进行详细分析，找出问题根源和解决方案。
二、电能质量控制技术1.电力质量改善装置：通过安装电力质量改善设备，如电力滤波器、电力调压器等，来降低电能质量的纹波率和波动度。
这些装置可以滤除电网中的谐波、抑制瞬态电压波动，并提供稳定的电源给用户设备。
2.电力负荷管理：合理管理电力负荷可以减小供电系统的负载波动。
通过采用先进的负荷管理技术，如优化供电方案、负荷分配策略等，可以降低电网的谐波含量和不平衡度，提高电能质量。
3.谐波抑制技术：谐波是电能质量的重要指标之一、采用谐波抑制技术，如使用无谐波源的互连电池系统、安装谐波滤波器等，可以有效降低电网中的谐波含量。
4.频率调节技术：电网的频率稳定性对电能质量有重要影响。
要保持电网频率的稳定，可以采用频率调节技术，如合理调整电源的供电能力、控制负荷的充放电过程等。
综上所述，电能质量分析方法和控制技术是保证电力系统正常运行和设备安全运行的重要工具。
通过合理的电能质量分析和控制手段，可以提高电网的稳定性和设备的可靠性，同时提高电力系统的效率和可持续性。
电力系统电能质量分析与控制
电力系统电能质量分析与控制摘要随着工业化进程的加速和科技的不断进步，电力系统已经成为现代社会不可或缺的基础设施之一。
在电力系统中，电能质量是一个重要的参数，它与电力设备的运行稳定性、能源利用效率和供电质量有着密切的关系。
本文对电力系统电能质量分析与控制进行了深入研究，介绍了电能质量的基本概念、分类、指标和影响因素，并提出了相应的电能质量分析和控制方法。
在电能质量分析方面，本文重点探讨了电压、电流、功率因数、谐波和闪变等方面的分析方法，包括传统的频域分析、时域分析和复域分析等方法，以及现代的小波分析、瞬时功率理论和谐波抑制技术等方法。
在电能质量控制方面，本文主要介绍了静态无功补偿技术、动态无功补偿技术、谐波抑制技术和电力电子技术等方法，对其原理、实现方式和应用效果进行了详细的讨论。
本文以电力系统中的变电站为例，设计了一个基于DSP控制器的电能质量控制系统，并进行了实验验证。
实验结果表明，所设计的电能质量控制系统可以有效地改善电能质量，提高供电可靠性和运行稳定性。
关键词：电力系统；电能质量；分析；控制；DSP控制器AbstractWith the acceleration of industrialization and the continuous progress of technology, the power system has become one of the indispensable infrastructure in modern society. In the power system, power quality is an important parameter, which is closely related to the operational stability of power equipment, energy utilization efficiency and power supply quality. In this paper, a deep research is conducted on the analysis and control of power quality in power systems. The basic concepts, classification, indicators and influencing factors of power quality are introduced, and corresponding methods for power quality analysis and control are proposed.In terms of power quality analysis, this paper focuses on the analysis methods of voltage, current, power factor, harmonics and flicker, including traditional frequency domain analysis, time domain analysis and complex domain analysis, as well as modern wavelet analysis, instantaneous power theory and harmonic suppression technology. In terms of power quality control, this paper mainly introduces static reactive power compensation technology, dynamic reactive power compensation technology, harmonic suppression technology and power electronic technology, and discusses their principles, implementation methods and application effects in detail.Taking the substation in the power system as an example, this paper designs a power quality control system based on DSP controller and carries out experimental verification. The experimental results show that the designed power quality control system can effectively improve power quality, improve power supply reliability and operational stability.Keywords: Power system; Power quality;Analysis; Control; DSP controller引言随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，电力已经成为现代社会不可或缺的基础设施之一。
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。
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设立南方电网公司。其经营范围为云南、 贵州、广西、广东和海南。在国家计划 中单列。
区域电网公司按现代企业制度设立，将 区域内的现省级电力公司改组为分公司 或子公司，负责经营当地相应的输配电 业务。区域电网公司可以拥有抽水蓄能 电厂或少数应急、调峰电厂。个别暂时 未纳入重组后发电企业的电厂，可由区 域电网公司代管。
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）
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 权履行电力监管职责。电力监管委员会按照 垂直管理体系设置，向区域电网公司电力调 度交易中心派驻代表机构。其主要职责为：
提出了现代电能质量问题
最终要形成全面的电能质量监督管 理体系。
一、供电系统运行与电能质量的
关系
1、理想供电系统运行的基本特性：
单一恒定的电网标称频率、规定的若干 电压等级和以正弦函数波形变化的交流 电向用户供电，并保证这些参数不受用 电负荷的影响
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保证最大传输 效率，且各负荷之间互不干扰。
中国华能集团 中国大唐集团 中国华电集团
2) 重组国家电力公司管理中的中国发国电国力电电投资集资产团集团， 按照建立现代企业制度要求组建若干独 立的发电企业。
通过重组形成五大全国性发电企业， 由国务院授权经营，分别在国家计划中 实行单列。发电资产重组综合了考虑电 厂的资产质量和所在地域条件等，进行 合理组合。每个发电企业在各电力市场 中的份额原则上不超过20%。
➢制定电力市场运行规则，监管市场运行， 维护公平竞争；
➢处理电力市场纠纷；负责监督社会普遍服 务政策的实施。
电能质量分析与控制
武晓冬
参考书目
电能质量分析ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ控制 肖湘宁 电能质量概论 程浩忠
课程特点
理论与实际相结合 不是单一课程 可以讲，所有的电力系统故障都与电能
质量问题有关 监测是基础 仿真是手段 治理设备是重点
本课程讲授的主要内容
传统电能质量问题 现代电能质量问题 电能质量综合评估 电能质量综合治理 电能质量检测仪器及电能质量监测网 电能质量分析软件 电能质量数据处理
第一章 电能质量概论
第一节 概述
电能是一种由电力部门向用户提供，并 由供、用双方共同保证质量的特殊商品。
起初，人们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。
之后，新型电气设备的应用会向电力系 统注入各种电磁干扰，对系统和设备的 安全运行造成影响。
因此，人们意识到电力部门只要将 电能“如数”的传送到电力用户， 并保证一定的供电连续性即可满足 需求的想法是不完善的。
打破原有自然垄断，引进竞争机制，实 施市场化运营，强化环境意识与提高信 息管理水平已势在必行 ；
与计算机技术、通讯技术结合紧密，采 用高新技术以提高电力传输能力和实现 配电自动化的趋势方兴未艾 。（TCSC、 FACTS、HVDC、cus－pow）
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。
所以，改变电能质量是一项系统工程。
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
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。
新型用电设备：变频装置、大容量并联 电容器补偿装置，以及非线性、冲击性 和波动性负荷。
4、进入电力市场后
电力企业间竞争加强
用户增加电能质量意识
电力改革的实施方案和现状
由于种种原因的推动，电力体制改革 终于在 2002年底正式实施。
1) 实行厂网分开
将国家电力公司管理的资产按照发 电和电网两类业务划分，并分别进行资 产、财务和人员的重组。属地方政府和 其它部门管理的电力企业，也要实行厂 网分开。以小水电自发自供为主的供电 区，要加强电网建设，适时实行厂网分 开。
3) 重组电网资产，建立国家电网公司和南方 电网公司
由国务院授权国家电网公司，作为原国家 电力公司管理的电网资产出资人代表。国家 电网公司按照国有独资形式设置，在国家计 划中实行单列。
设立华北（含山东）、东北（含内蒙古东 部）、西北、华东（含福建）、华中（含重 庆、四川）电网公司。 这些区域电网公司的 经营范围内，原国家电力公司资产比重较大， 其组建工作由国家电网公司负责，各地方以 所拥有的电网尽资产比例为基础参股，组建 区域电网有限责任公司或股份有限公司。西 藏电力企业由国家电网公司代管。
影响； 电能质量扰动具有潜在危害性和广泛传播性； 有些情况下用户是保证电能质量的主体部分
对电力系统的电能质量指标进行综合评估非 常困难；
控制和管理电力系统电能质量是一项系统工 程。
二、当代电力系统对电能质量的
要求
1、电网与负荷构成的变化主要表现为：
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；
电能供应充足，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 率供需是平衡的。
因此得到了供电系统电能质量的基本 要求：电压合格、频率合格、连续供 电。
电压合格 频率合格
连续供电
2、电能质量的特征
电力系统的电能质量始终处在动态变化中； 电力系统是一个整体，其电能质量状况相互