电能质量监测与治理综述
电能质量监测与治理综述
随着我国国民经济的蓬勃发展，电网中电能质量污染源大量涌现，电能质量问题日趋复杂。电网中污染源按照它们所处的位置不同分为电网侧电能质量污染源和用户侧电能质量污染源。
电网侧污染源主要是发电机，而广泛应用的传统变压器和铁芯电抗器等也会产生电能质量问题。当然灵活交流输电装置比如基于传统TCR/TCS结构的FACTS装置，由于使用了TCR晶闸管的导通/关断，不可避免的带来了电能污染。
十二五计划中国家将明确要求新能源在发电总量中由5%上升到15%，新能源的大量并网，意味着有更多的变流、整流器件使用，是“垃圾电源”，会更加影响电网的电能质量，为此国家能源局正在颁布并逐步试行《风电场接入电网技术规定》、《光伏电站接入电网技术规定》等，要求这些新能源电厂在并入电网前应对电能质量进行监测和治理。
而用户侧污染源主要是许多厂矿企业大量使用晶闸管整流和换流、电弧炉、中频炉、单晶炉等谐波干扰源负荷设备，也使谐波电能损耗日益增加，严重降低了电能质量。
经济建设中电力机车（比如高铁），地铁等公共交通也带来大量谐波等电能污染。
而家用电器电视机、空调等更是3、5次谐波谐波污染源，每天17：00以后将是这类家电集中用电时段，汇集起来的谐波电流对电网造成强劲冲击。
发展改革委会同有关部门制定的《节能减排综合性工作方案》，明确了2010年中国实现节能减排的目标任务和总体要求。这意味着更多的节能设备的比如节能灯，而这些节能灯无不都是以牺牲电流波形的代价换取节能效果。
我国颁布的GB/T 14549-1993《电能质量 公用电网谐波》的国家标准，对各级公用电网的谐波电压和用户注入电网谐波电流均作出了明确规定。原电力工业部颁布的《电网电能质量技术监督管理的规定》中第五条指出：“因电网或用户原因引起的电能质量不符合国家标准时，按照‘谁干扰，谁污染，谁治理’的原则及时处理，并贯穿于电网及用电设施设计、建设和生产的全过程。”因此，滤除谐波，提高功率因数，减少谐波电能损耗，提高用电效率，延长设备寿命是这类企业节能降耗，提高生产效率和产品质量的当务之急。
因此有必要对电能质量和节能之间的关系进行研究，以便更好的解决相关问题。
在控制电能质量的措施中，会带来节能效益的是谐波抑制和无功补偿。
谐波除了会造成电网污染外，还会产生谐波功率，在电网和电气设备上造成附加损耗，造成能源浪费，并且严重损害设备的使用。
功率因数是供电系统的另一项指标。功率因数偏低，降低了发电机的出力，增加了线损，造成了能源浪费，增加了电网成本。
我公司针对上述问题进行了大量的研究和试验，从电能质量在线监测，到电能质量的治理，最终研发出几套完整的方案。
监测
HGP2816电能质量监测分析系统是适应我国近期出台的加强电网电能质量管理控制应用所设计的网络型电能质量综合监测管理的自动化系统，主要包含HGP2816电能质量在线监测装置，网络化分析管理系统。
主要适用于电力工业输、配、用电电网系统电能质量监测自动化系统工程；电气化铁路输、配、用电电网系统电能质量监测等自动化系统工程；冶金石化工业配、用电电网系统电能质量监测监测等自动化系统工程；城市建筑配、用电电网系统电能质量监测监测自动化系统工程等行业中。为用户提高一套科学、综合、全方面的评估电网电能质量技术指标，为电网结构的合理化建设提供建设性的电能质量数据分析平台。
治理
HGP28100电力有源滤波成套装置是柔性处理电能质量的在线装置；是使用模拟和数字逻辑电路进行电流检测和电流注入的大功率电力电子产品；是采用32位高速浮点型DSP控制处理技术和IGBT触发控制技术相结合的高新技术产品。可以消除电网系统内的任一次谐波成分，改善功率因数。
产品主要适用于负载变化比较大，用电设备产生高次谐波比较丰富，供电效率低，导致无功补偿无法提高供电功率因数的用户端。成套装置复合了综合电能质量在线监测功能。
电能计量系统（针对谐波系统）
电能计量系统包含ERTU-Ⅰ/Ⅱ电能量计费装置、2815系列多功能电能表（含针对谐波系统的基波表等）以及数据记录分析系统，是根据有关部颁标准和广大电力用户的实际要求，采用先进技术设计而成的智能化电量管理系统。
通过与中心主站的设备及应用软件配套运行,可准确快捷的采集、处理、存储和传输电能量数据，及时掌握用户的用电信息，对减轻电管部门的劳动强度、提高和完善用电管理水平具有很大的实用价值。且具有良好的扩展性，灵活性和兼容性。
案例：
一、首钢京唐钢铁公司能源部污水处理站电能质量测试及治理方案
原先线路状态：
1.三相严重不平衡
A，C相电流严重不平衡，C相达到A相的2倍以上（A相为1.2 A，C相为2.5A）。
2.波形畸变严重
电压畸变率达到15.2%，A相电流畸变达到72% ，数据是在轧机未启动前测得数据。 3.谐波含量高
3~11次电流谐波高（都在10%以上）其中3，5，7含量奇高，在25%以上；该测试数据在轧机未工作下的测量结果。根据治理经验当轧机工作时冲击电流达到5倍额定电流，势必产生电压闪变和频率偏移，造成更多的谐波，因此此条线路上UPS电源会烧毁事故。
4.负序电流
由于轧机将产生较大的5次、11次等负序电流，使电力系统中以负序电流为起动元件的许多保护及自动装置产生误动作。
由于负序及正序的旋转方向相反，注入旋转电机后产生附加电动力引起振动及附加损耗。同时负序电流影响发电设备的出力。
回路产生的大量谐波电流、负序及无功冲击导致的电压波动及闪变，严重影响用户本身及电网用电设备的安全运行，降低了供电电网的电能质量，必须按电能质量有关标准的规定，采取综合治理措施。
治理方案：采用就地补偿措施，在低压侧400VAC配置APF有源滤波装置。
示意图如下： 0.4kV馈线组高压功低压功率模块测量控制与保护谐波逆变功率模块测量控制与保护有源滤波装置组„补偿效果监测取样谐波补偿取样
加装消谐滤波设备后的效果：电流谐波占有率控制在5%以内；原有受谐波过电压影响，不能正常使用的无功补偿设备将安全投入运行；实现正常的无功补偿控制功能；原有受谐波干扰影响，框架主开关保护控制器不能正常工作将安全投入运行，实现保护控制功能。
二、华能河北张家口化德风电场电能质量测试及治理方案
现场状况：
系统总示意图如下图2：
图2
T1为690V/35KV变压器，T3为35KV/220KV变压器，1~33为风机简单示意图，G为风机，风机分为4组，分别为8台/组、8台/组、8台/组、9台/组，如上图2中所示。
测量结果：
1、风机690V下电压畸变严重：3，5，7次谐波含量比较多，特别是3次，达到9%，超过了国家标准；电流不平衡。
2、35KV处数三相电压畸变率基本维持在1.5%左右； ABC三相电流畸变随时间变化有上升趋势最大达到了6%左右，而且电流不平衡，畸变率超过国家标准；
治理方案：
1 集中补偿：在集电线路处（点2）配置有源线路调节器APLC（Active Power Line Conditioner）。通过单节点单装置的装设，可以达到多节点谐波电压的综合治理。
示意图如下图3
单台APLC向网络中某个优选的节点注入消谐电流，利用补偿电流在网络范围内的传输，实现该范围内所有节点谐波电压的抑制。
APLC可按照不同的谐波抑制标准选择不同的消谐电流注入方式，达到侧重点不同的谐波抑制目的，并且与APF的开环运行方式相比，APLC也进一步实现了闭环运行方式。
图3
加装消谐滤波设备后的效果
电流谐波占有率控制在5%以内；
原有受谐波过电压影响，不能正常使用的无功补偿设备将安全投入运行；实现正常的无功补偿控制功能；
原有受谐波干扰影响，框架主开关保护控制器不能正常工作将安全投入运行，实现保护控制功能。
附件1：国家有关电能质量的规定政策
1.电网电能质量技术监督管理规定
2.风电场接入电网技术规定
3.光伏电站接入电网技术规定
附件2：技术标准
1.GB/T14549—93电能质量公用电网谐波
2.GB12326—2000电能质量 电压波动和闪变
附件3：产品资料
1.电能质量监测装置系列 1.1.HGP2816-1电能质量在线监测分析录波装置（单通道）
1.2.HGP2816-3电能质量在线监测分析录波装置（三通道）
1.3.HGP2816-6电能质量在线监测分析录波装置（便携式）
2.谐波治理及无功补偿
2.1.HGP28100电力有源滤波成套装置
2.2.HGPJ28200系列动态无功补偿成套装置
附件4：实例
1.首钢京唐钢铁公司能源部污水处理站电能质量测试及治理方案
2.华能河北张家口化德风电场电能质量测试及治理方案
电力系统中电能质量监测的数据分析方法
电力系统中电能质量监测的数据分析方法
电力系统中电能质量监测是保障电力系统运行稳定和供电质量的重要环节。随着电力系统的发展和复杂化，电能质量监测的数据量也日益增大，如何高效地利用这些数据成为了一个关键问题。本文将介绍电力系统中电能质量监测的数据分析方法，包括数据预处理、特征提取和异常检测等方面。
一、数据预处理
数据预处理是数据分析的第一步，通常包括数据清洗、数据转换和数据集成等过程。在电能质量监测中，由于监测设备的限制或环境因素的影响，得到的数据可能存在噪声、缺失值或异常值等问题。
1.数据清洗
数据清洗主要是对收集到的原始数据进行质量控制和修复，以保证后续的数据分析可靠性。具体而言，可以采用滤波算法对数据进行平滑处理，滤除来自测量装置和其它设备的高频噪声。另外，对于数据中的异常值，可以通过一些统计方法进行检测和修复。
2.数据转换
数据转换是将原始数据转换为适合进一步分析的形式。在电能质量监测中，可以采用数字滤波技术对数据进行降采样，以减少数据存储和计算量。此外，还可以进行数据标准化，将数据转换为特定的单位或范围。
3.数据集成
数据集成是将来自不同监测设备或测量点的数据进行统一整合，以便于后续的分析。在电能质量监测中，可以采用时间对齐等方法将数据进行整合，并计算相应的统计特征。
二、特征提取
特征提取是从原始数据中提取有用的信息以描述数据的过程。在电能质量监测中，特征提取通常包括时间域特征、频域特征和时频域特征等。
1.时间域特征
时间域特征是对数据在时间上的变化进行描述。常用的时间域特征有均值、方差、最大值、最小值等。这些特征可以反映电能质量的基本统计特性。
2.频域特征
频域特征是对数据在频率上的分布进行描述。通常通过傅里叶变换或小波变换等方法将数据从时域转换到频域。常用的频域特征有频谱密度、谐波含量等。这些特征可以反映电能质量的频率组成和谐波含量等信息。
3.时频域特征 时频域特征是对数据在时域和频域上的变化进行描述。常用的时频域特征有能量谱密度、瞬时频率等。这些特征可以反映电能质量的瞬态特征和频率变化等信息。
电能质量监测系统研究
电能质量监测系统研究
崔 磊Ξ1,2
(1.华北电力大学电力工程系,北京102206;2.华能国际电力股份有限公司,北京100031)
摘 要:电能质量监测技术是当前电力系统领域的研究热点。根据电能质量监测对于系统支持复杂算法和实时性的特
殊要求,并在综合分析了目前电能质量监测现状的基础上,提出了一种基于DSP技术的电能质量监测系统的解决方案,将上
下位机有机地融合在一起。这种新型设计符合电能质量监测的最新发展要求,相对以往的设计,具有实时性好、性能高、体积小、成本低等优点,更适合于大量安装在现场。
关键词:电能质量;监测技术;DSP
在现代企业中,由于变频调速驱动器、机器人、自动生产
线、精密的加工工具、可编程控制器、计算机信息系统的日益
广泛使用,对电能质量的控制提出了日益严格的要求。这些设备对电源的波动和各种干扰十分敏感,任何供电质量的恶
化都可能会造成产品质量的下降,产生重大损失。因此,现
代工业的发展对提高供电的可靠性、改善电能质量提出了越来越高的要求。
在这种背景下,我们认为,电能质量监视应走向全电网
关联监视,并充分利用各种通讯条件以及计算机技术,实现自动传输和统计分析等功能。因此,建立一套电能质量监测
系统,采用自动监控手段,监测和记录供电过程中电能质量
的运行曲线,对提高电能供电质量具有十分重要的意义,对电力部门的工作也有着指导作用。
电能质量监测系统就是根据以上需求而开发的。该系
统主要实现对电能质量频率变化、电压偏差、谐波和三相不平衡及电压骤降等指标的监测。
1.电能质量监测系统的设计目前国内很多电能质量监测装置,在功能和实用化方面均未达到理想效果。一般处理功能较差,可扩展存储空间
小,运算速度慢。由于采用的微处理器多为51系列和96系
列单片机,这些单片机在计算能力方面不能适应目前的高精度测量,以及实时监控的要求。有的产品引进了国外的技
术,功能比较强,但价格较高,不适合国内市场的需要。
DSP芯片与传统单片机相比,更加适合于复杂的数字信号处理。而且采用哈佛总线结构,程序处理器与数据处理器
电能质量问题来源及其影响综述
第３２卷第１７期
Ｖｏｌ＿３２ Ｎｏ．１７ 企业技术开发 ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＩＣＡＬ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ０Ｆ ＥＮＴＥＲＰＲＩＳＥ ２０１３年６月 Ｊｕｎ．２０１３
电能质量问题来源及其影响综述
肖美玲，陈根根
（国网福建永春县供电有限公司，福建永春３６２６００）
摘要：随着经济和技术的不断发展，电力系统中接入越来越多的电力电子设备和其他非线性负荷，这些设备和负荷的接入 给系统的电能质量带来了严重的干扰，为了确保电网和用电设备的安全、稳定、经济运行，对电能质量进行研究和分析愈显重 要。文章重点论述了电能质量的主要问题来源及其影响。 ‘ 关键词：电能质量；污染来源；影响 中图分类号：ＴＭ７１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６～８９３７（２０１３）１７—０１１３—０２
随着我国电力工业的飞速发展，新能源发电广泛接人 电网以及发电机本身制作工艺的原因，电网电源出现了非 线性干扰。此外，大量的非线性负荷和不对称负荷接入电
网，也导致了电能质量不断恶化。电能质量的恶化及其所
带来的问题已经引起电力运行部门和对电能质量敏感用 户的关注，因而对电能质量的研究尤为重要。 １．２．４谐波和间谐波
谐波一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级 数分解，频率是基波频率整数倍频率的正弦电压或电流。频
率是基波频率非整数倍的正弦电压或电流称为间谐波，小 于基波频率的分数次谐波也属于间谐波。谐波将对系统各
设备产生干扰，因而要求系统谐波控制在一定的范围内。
１ 电能质量的定义及其主要评价指标 ２电能质量污染主要来源及其影响
１．１电能质量定义 由于看待问题的角度和对电能质量的具体要求不同，
电力企业和电力用户对电能质量的定义往往会产生很大 的区别。为了方便监管和控制，电力企业更倾向于认为：电 能质量问题是各种电力系统干扰问题的总称，其实质是电
压和频率质量问题。电力用户是以生产为目标的，他们认 为合格的电能质量是指电源特性能够完全满足生产的需
电能质量分析与参数估计的研究方法综述
第２２卷第３期 ２０１０年６月 电力系统及其自动化学报 Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＳＵ—ＥＰＳＡ Ｖｏ１．２２ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ． ２０１０
电能质量分析与参数估计的研究方法综述
冯 宇 ，唐轶 ，石延辉 ，程军照
（１．国网电力科学研究院，武汉４３００７４；
２．中国矿业大学信息与电气工程学院，徐州２２１００８）
摘要：当前，整个社会对高质量电能的追求与电能质量问题Ｅｔ趋严峻的矛盾越来越突出，准确全面地进行电 能质量分析，进而采取合理措施实现电能质量的改善和治理已十分必要。综述电能质量信号的特征提取、消 噪、扰动的参数估计和扰动分类等四个电能质量分析领域的研究现状，总结了各种分析方法的优缺点和适用
范围。所得结论对于进一步开展电能质量分析的研究具有参考价值。 关键词：电能质量分析；特征提取；消噪；参数估计；扰动分类 中图分类号：ＴＭ ７２；ＴＭ６０ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３—８９３０（２０１０）０３—００７８—０８
Ｓｕｒｖｅｙ ｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｑｕａｌｉｔｙ Ａｎａｌｙｓｉｓ
ａｎｄ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｅｓｔｉｍａｔｅ
ＦＥＮＧ Ｙｕ ，ＴＡＮＧ Ｙｉ。，ＳＨＩ Ｙａｎ—ｈｕｉ ，ＣＨＥＮＧ Ｊｕｎ—ｚｈａｏ
（１．Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｎｉｎｇ
ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ ２２１００８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｐｕｒｓｕｉｔ ｏｆ ｈｉｇｈ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｃｏｍｍｕ— ｎｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｂｅｃｏｍｅｓ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｐｒｏｍｉｎｅｎｔ．Ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｎ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｃｃｒｕａｔｅｌｙ ａｎｄ ｔｈｏｒｏｕｇｈｌｙ，ａｎｄ ｔａｋｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔＯ ｉｍｐｒｏｖｅ ａｎｄ ｍａｎａｇｅ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉ—
动态电能计量算法研究综述
动态电能计量算法研究综述
摘要：随着科技的不断进步，能源互联网背景下,电网表现出“双高”和“双随机”特征,致使其电压、频率随机且频繁出现波动变化,引发新的电能质量问题。动态条件下如何实现电能的准确计量,以保证其公平公正,已越来越受到关注。文章从稳态和动态两方面对现有电能计量算法进行梳理和归纳,总结点积和与快速傅里叶变换等稳态算法的原理、技术特征及对信号动态变化的不适用性;对估计基波频率类动态算法,以及短时傅里叶变换、小波变换、希尔伯特-黄变换和S变换等时-频分析类动态算法的原理、技术特点、局限性等进行比较和分析;并重点归纳了小波变换方法的优缺点及应用前景。在此基础上,对动态电能计量算法的未来研究给出了建议。
关键词：动态；电能计量；算法研究；综述
引言
随着双碳目标的开展与落地应用，电力领域对终端侧电能计量与碳计量的需求迅速增加，当前的电力工业正日益面临着在更短的生产时间内提供更多定制电力计量产品的挑战]。因此，这反过来要求电力计量装备生产系统拥有灵活的生产线来应对，尽可能地缩短生产周期与配置时间，以满足市场需求。为了加强电网系统中现场计量设备异常或采集异常的运维工作,依托现有的计量自动化系统、营销系统,设计了一套支撑异常问题现场处理和计划巡检相结合的电能计量设备运维管理系统,完善了电网自动化计量体系。在信息物理融合的背景下，通过生产系统的数字孪生技术，可以通过在模拟环境中实现和测试重新配置的情景，满足产品快速迭代中面临的复杂系统参数变化带来的挑战。
1电能计量方式发展历程和现状
用于电能计量的仪表即电能表,是遵循需要考核的计量指标的定义而设计和制造的。因此,正确阐述功率流的物理机制,建立健全完善的、能够被普遍接受的功率理论,是研究电能计量算法的理论基础。现阶段普遍采用的电能计量方式,可分为全电能计量、基波电能计量和谐波电能计量三种方式。早期,数字式电能表采用最简单的点积和电能计量算法,所实现的,就是对全电能的计量。然而,由于投入电网的电力电子化非线性负荷越来越多,电网电压、电流中出现大量谐波,甚至还有间谐波以及直流衰减等成分。电网电压、电流中出现的谐波源,有些是由非线性负荷产生的,会向电网注入谐波电流,其方向与基波电流相反,产生的谐波有功功率会抵消部分基波有功功率;而线性负荷用电户则受到谐波的危害,消耗基波电能的同时,还会消耗谐波电能。如此,全电能计量方式下,非线性负荷产生谐波、污染电网的同时,在它上计量到的有功电能,反而会比其实际消耗的电能少,会少计电费;而线性负荷,则不仅受到谐波污染,还要多交电费。可见,当电网中存在非线性负荷时,采用全电能计量方式测算电能不尽合理。
单相电子式电能表的电能质量分析与改善策略研究
单相电子式电能表的电能质量分析与改善策略研究
摘要：
随着能源技术的不断发展，电能质量逐渐成为一个重要的关注点。单相电子式电能表作为电能测量的关键设备，在实际应用中也面临电能质量的问题。本文旨在对单相电子式电能表的电能质量进行分析，并提出针对性的改善策略。首先，我们将介绍电能质量的概念和重要性；然后，对单相电子式电能表的电能质量问题进行详细分析；最后，根据分析结果提出相应的改善策略。
1. 引言
电能质量是指电能在传输和利用过程中的稳定性、连续性和可靠性。随着电力设备的智能化和电能质量要求的提高，单相电子式电能表在电能质量方面承担着越来越重要的角色。因此，对单相电子式电能表的电能质量进行分析和改善具有实际意义。
2. 单相电子式电能表的电能质量问题
2.1 电流波形失真
电流波形失真是单相电子式电能表面临的一个主要问题。电流波形失真可能由非线性负载、电源干扰或其他电力设备引起。波形失真会对电能测量的精度和稳定性产生负面影响。
2.2 电压变化
电压变化是另一个常见的电能质量问题。电压的不稳定性可能导致电能测量的误差，并对电能表的运行产生不良影响。
2.3 功率因数失调 功率因数失调也是单相电子式电能表常见的电能质量问题之一。功率因数失调会导致电能测量的准确性下降，并可能引发电力系统的谐波问题。
3. 分析方法
3.1 波形分析
通过对电流波形和电压波形进行分析，可以了解单相电子式电能表的电能质量问题。波形分析可以通过数据采集系统得到精确的电流和电压波形数据，并通过数学方法对波形进行分析和处理。
3.2 谐波分析
谐波分析是判断单相电子式电能表功率因数失调的重要方法之一。利用谐波分析仪器可以检测出谐波的频率和幅值，从而评估功率因数是否失调。
4. 改善策略
4.1 过滤器的应用
通过安装合适的过滤器，可以有效减少电源干扰和谐波对电能质量的影响，提高单相电子式电能表的精度和稳定性。
4.2 电能质量监测和管理系统的建立
电能质量及谐波标准
精品整理
页脚内容 电能质量及谐波标准
内容提纲
1． 电能质量基本概念
2． 电能质量的影响
3． 电能质量国家标准综述
4． 电能质量国家标准摘要
5． 电能质量国外标准简介
6． 谐波国家标准基本内容
7． 国外谐波标准介绍
1 电能质量的基本概念
（1） 电力系统概况：结构、有功和无功平衡，各种干扰
（2） 电能质量——关系到电气设备工作（运行）的供电电压指标。
（3） 电能质量指标：电压偏差、频率偏差、谐波、电压波动和闪变、三相电压不平衡度、暂时过电压和瞬态过电压、电压暂降、波形缺口、……
（4） 电能质量指标特点：
a. 空间上、时间上不断变化
b. 需要供、用电双方共同合作维护
（5） 电能质量问题的由来
Ø 随电力工业诞生而存在的一个传统问题；
Ø 现代用电负荷结构发生了质的变化。电力电子技术广泛应用，家用电器普及，炼钢电弧炉和轧机的发展等，由于其非线性、冲击性以及不平衡的用电特性引起电能质量的恶化。
Ø 计算机的普及、IT产业的发展、微电子控制技术应用导致对电能质量要求越来越高。
例如：一个计算中心失电2s就可能破坏几十个小时数据处理结果，导致几十万美元产值损失；
1～2周波供电电压暂降，就可能破坏半导体生产线，导致上百万美元损失。
据统计美国因电能质量问题造成的损失每年高达260亿美元。
2005年由国际铜业协会（中国）的一次“中国电能质量行业现状与用户行为调研报告”中，调查了32个行业，共92个企业中有49个企业，因电能质量问题，在经济上损失2.5～3.5亿元（人民币），每个企业年经济损失约10万～100万（人民币）（其中有四家年损失1000万元以上）。
（6） 关于电能质量的定义
Power Quality——电能质量（电源质量、电力质量、电力品质）
电能质量在线监控技术的探讨
电能质量在线监控技术的探讨
摘要:在分析电能质量的标准的基础上,探讨了电能质量在线监测系统,其计测装置Ps II,通过终端装置PS II采集电压电流信号保存到终端装置的存储卡中,再由开发的多线程FTP数据采集软件通过网络向各个终端计测装置采集数据,将该数据转化为一定格式的数据存入数据库,然后由主站软件进行分析显示。该系统为电网电能质量的治理和改善提供依据,也可以为电网的进一步建设完善和事故分析提供准确的历史数据和基础数据。
关键词:电能质量 监测 系统
电能质量监测作为电能质量监控的一个关键环节,在系统运行管理和技术监督中起着重要作用,同时也是保证系统良好供电质量的必要条件。功能强大的电能质量监测系统的建立,能详细一记录系统运行过程中的电能质量指标、监督电能质量污染源,并能为电网电能质量的治理和改善提供依据,也可以为电网的进一步建设完善和事故分析提供准确的历史数据和基础数据。
1 电能质量的标准
电能质量是指优质供电,从工程实用角度出发,电能质量问题终究是由电力用户的生产需求驱动的,用户的衡量标准应占有优先的位置,因此电能质量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、短时或暂态过电压、波形畸变、电压凹陷与短时间间断以及供电连续性等。值得一提的是信息技术的发展和用电负荷性质的变化,使得短时内涵得以进一步扩展,除了供电系统的稳态性能外,也对其暂态性能提出了新的理解。由此可见,随着电能质量概念不断深化和量化,对采用技术先进的产品来全面可靠的监测和分析电网电能质量提出了进一步需求。从现有的国家标准不难看出,我国的电能质量标准体系还不完善,如有些指标是工业生产中急需提出的,但目前还没有做出必要的规定,缺少相应的检测方法和测量精度等的规定,有些指标的科学性和可操作性差等,而且还缺少完整的技术指导和行业规程及导则。因此,建立全面的电能质量标准体系仍有大量的工作需要开展。本文探讨的指标主要是谐波、三相不平衡、电压闪变、电压暂降和暂升、频率偏差等。
电能质量涉及的内容。
电能质量涉及的内容。
电能质量（Power Quality）是指对电能的供应和使用进行评估和监测，以确保电能能够满足各种电力设备和系统的要求。电能质量涉及的内容主要包括以下几个方面：
1. 电压稳定性：即电压的波动和闪变情况。电压的波动指电压的瞬时变化，而电压的闪变则是指电压的短时间、剧烈波动。
2. 频率稳定性：即电网的供电频率稳定性。供电频率的不稳定会影响到设备的正常运行。
3. 谐波：谐波是指电源产生的超过电网基波频率的正弦波信号。高水平的谐波会导致设备过热、故障和能源损失。
4. 电压暂降和电压暂增：电压的瞬时下降或上升，通常被称为电压的暂降和电压的暂增。这种现象可能导致设备的故障。
5. 偏差电流：偏差电流是指经过电力系统的非线性负载所产生的使频率不同于电源频率的电流。这种电流会导致二次电路的不断变化。
6. 电能质量监测与测量：通过对电网的监测和测量，了解和评估电能质量的各项参数，以及检测电能质量问题的发生和解决。
7. 电能质量改善技术：针对电能质量问题，采取相应的技术手段和设备进行改善，如安装滤波器、电压稳定器等。
综上所述，电能质量涉及以上几个方面，通过对电能质量的监测和改善，可以提高电力系统的可靠性和稳定性，确保设备的正常运行。
电能质量监测仪说明书
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未来1
电能质量监测仪（多通道）
使用说明书
保定市华航电气有限公司
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未来1 第一章 概 述
1.1 综述
理想的电力系统向用户提供的应该是一个恒定工频的正弦波形电压，而随着电力电子技术的发展，直流输电、大功率单相整流技术在工业部门和用电设备上被广泛应用，如大功率可控硅器件、开关电源、变频调速等，这些典型非线性负荷将从电网吸入或注入谐波电流，从而引起电网电压畸变，使电网波形受到污染，供电质量恶化，附加损失增加，传输能力下降，成为影响电能质量的重要因素。
在电网中，三相负荷不平衡、电力系统谐振接地等会产生负序，大功率整流和非线性设备等会产生谐波。负序和谐波严重影响了供电质量，它们首先影响了电力设备安全运行。谐波可能引起谐振，谐振高压加在电容器两端，因为高次谐波对电容器阻抗很小，所以电容器易过负荷而击穿；高次谐波电流流入变压器，铁芯损耗增加；高次谐波电流流入电动机，不仅铁芯损耗增加，而且使转子发生振动，严重影响加工质量；高次谐波使保护设备误动作，使系统损失加大；高次谐波使电力系统发生电压谐振，在线路上引起过电压，会击穿设备绝缘。负序和谐波对发电机不仅有热效应，产生局部发热，而且会使发电机组产生振动，并伴有噪音，严重威胁机组的安全稳定运行。
电能质量监测装置采用先进的32位DSP处理器，是具有高速采样、计算、分析、统计、通讯和显示等功能相结合的电能质量监测设备。可实时监测电网的高达63次的谐波含有率、谐波总畸变率、三相电压不平衡度、闪变、电压偏差、电压波动、频率、各次谐波有功功率、无功功率、功率因数、相移功率因数、有效值、正负序等电能质量指标。
1.2 装置功能特点
电能质量在线监测装置，是我公司在研究总结国内外电能质量监测装置特点和实践经验基础上，严格按照国家颁布的相关技术标准，自主设计开发的新一代嵌入式电能质量在线监测产品。
1.2.1 装置特点 精心打造