时间：2023-03-20 02:11:37
一是电网频率，我国电力系统的标称频率是50Hz，并且规定在电力系统的正常运行条件下，其频率偏差限值为±0.2Hz，如果电力系统的容量较小时，这一偏差限值可以适当放宽到±0.5Hz。二是电压偏差，35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不得超过标称电压的10%；20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%；220kV单相供电电压偏差为标称电压的+7%、-10%。三是三相电压不平衡，在对应的相关标准中规定当电网正常运行时，负序电压不平衡度不能超过2%，短时不得超过4%；对于接于公共连接点的每个用户引起该点负序电压不平衡度允许值一般为1.3%，短时不超过2.6%。四是公用电网谐波，我国标准规定6~220kV各级公用电网电压总的谐波畸变率是0.38kV为5.0%，6~10kV为4.0%，35~66kV为0%，110kV为2.0%，并且要求注入电网的谐波电流允许值要和各级电网谐波电压限值相匹配。五是公用电网间谐波，规定间谐波电压含有率是1000V及以下小于1000Hz为0.2%，100~800Hz为0.5%，1000V以上小于100Hz为0.16%，100~800Hz为0.4%，800Hz以上目前尚处于研究之中。六是波动和闪变，对于电力系统公共连接点，在系统运行的较小方式下，以一周为测量周期，所有长时间闪变指Plt满足小于等于110kV时，Plt值为1，大于110kV时，Plt值为0.8。
2电能质量的改善措施
1完善监督管理体系这是要求从宏观管理的角度来提高对电能质量的监督管理水平。首先是要建立和完善电能质量的相关规章制度，提高电能质量监督管理的正规性和有效性，在此基础上建立科学合理的监管体系，完善监管手段，借助信息化管理手段和监测技术实现电网电能质量的实时性监测；其次是要组织协调进行大范围的谐波检测工作，收集大量原始的测量数据，在此基础上形成针对电网谐波状况的分析评估报告；最后是提高对电网事故的响应速度，及时处理出现的各种严重的电能质量问题，最大限度地减少损失，并在以后的工作积累经验，做好事故预防工作。2安装可靠的电能装置目前国内在抑制谐波、解决三相不平衡问题和降低电压波动等方面的研究技术相对来说已经比较成熟，形成了一批相关的设备和装置，并取得了一定的应用范围。比如研究成功的快速调节无功功率的SVC装置已经在采矿和冶金等行业中广泛用于冲击性负荷的补偿。国外一些公司也有很多创新性的技术出现和成果转化，这些都会很多电能质量问题的解决提供了切实可行的途径。我们在电能质量改善实践过程中，要重视对这些电能装置的使用，积极地尝试各种最新的技术，淘汰更换落后的技术装备，应及时对电力系统进行改造，从而提高其技术水平，以上这些方案都对进一步改善电能质量起着非常基础性的作用。3加强电能质量的相关研究工作电能质量的提高在很大程度上离不开相关理论的创新和技术的进步。最重要的是要注重对电能质量标准的研究和制度工作，在标准方面一些国际组织，如国际电工委员会（IEC）、国际大电网会议（CIGRE）和国际电热协会（UIE）等，都有专门的人员在研究和制定相应的电能标准体系，我们一方面要紧跟国际标准的步伐，借鉴他们的最新研究成果；同时要结合自身的情况积极开展研究工作，根据实际需要制定出更加细化和使用的标准，用来指导电能指标的测量和分析工作。
3结论
电能质量在我国经济发展上举足轻重，并且深远的影响着人们的生活质量。我们要本着长远利益和当前利益相结合的实际要求，认真考量电能质量的监督管理工作，切实消除各种不良因素的影响；同时加强各种基础性研究工作，保证各级资金的投入水平，提高进行自主技术创新的能力，并做好研究成果转化，切实改善我国电力系统的电能质量，为国民经济建设和人们生活提高更加优质的电能服务。
一是电网频率,我国电力系统的标称频率是50Hz,并且规定在电力系统的正常运行条件下,其频率偏差限值为±0.2Hz,如果电力系统的容量较小时,这一偏差限值可以适当放宽到±0.5Hz。二是电压偏差,35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不得超过标称电压的10%;20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%;220kV单相供电电压偏差为标称电压的+7%、-10%。三是三相电压不平衡,在对应的相关标准中规定当电网正常运行时,负序电压不平衡度不能超过2%,短时不得超过4%;对于接于公共连接点的每个用户引起该点负序电压不平衡度允许值一般为1.3%,短时不超过2.6%。四是公用电网谐波,我国标准规定6~220kV各级公用电网电压总的谐波畸变率是0.38kV为5.0%,6~10kV为4.0%,35~66kV为0%,110kV为2.0%,并且要求注入电网的谐波电流允许值要和各级电网谐波电压限值相匹配。五是公用电网间谐波,规定间谐波电压含有率是1000V及以下小于1000Hz为0.2%,100~800Hz为0.5%,1000V以上小于100Hz为0.16%,100~800Hz为0.4%,800Hz以上目前尚处于研究之中。六是波动和闪变,对于电力系统公共连接点,在系统运行的较小方式下,以一周为测量周期,所有长时间闪变指Plt满足小于等于110kV时,Plt值为1,大于110kV时,Plt值为0.8。
2电能质量的改善措施
1完善监督管理体系这是要求从宏观管理的角度来提高对电能质量的监督管理水平。首先是要建立和完善电能质量的相关规章制度,提高电能质量监督管理的正规性和有效性,在此基础上建立科学合理的监管体系,完善监管手段,借助信息化管理手段和监测技术实现电网电能质量的实时性监测;其次是要组织协调进行大范围的谐波检测工作,收集大量原始的测量数据,在此基础上形成针对电网谐波状况的分析评估报告;最后是提高对电网事故的响应速度,及时处理出现的各种严重的电能质量问题,最大限度地减少损失,并在以后的工作积累经验,做好事故预防工作。2安装可靠的电能装置目前国内在抑制谐波、解决三相不平衡问题和降低电压波动等方面的研究技术相对来说已经比较成熟,形成了一批相关的设备和装置,并取得了一定的应用范围。比如研究成功的快速调节无功功率的SVC装置已经在采矿和冶金等行业中广泛用于冲击性负荷的补偿。国外一些公司也有很多创新性的技术出现和成果转化,这些都会很多电能质量问题的解决提供了切实可行的途径。我们在电能质量改善实践过程中,要重视对这些电能装置的使用,积极地尝试各种最新的技术,淘汰更换落后的技术装备,应及时对电力系统进行改造,从而提高其技术水平,以上这些方案都对进一步改善电能质量起着非常基础性的作用。3加强电能质量的相关研究工作电能质量的提高在很大程度上离不开相关理论的创新和技术的进步。最重要的是要注重对电能质量标准的研究和制度工作,在标准方面一些国际组织,如国际电工委员会(IEC)、国际大电网会议(CIGRE)和国际电热协会(UIE)等,都有专门的人员在研究和制定相应的电能标准体系,我们一方面要紧跟国际标准的步伐,借鉴他们的最新研究成果;同时要结合自身的情况积极开展研究工作,根据实际需要制定出更加细化和使用的标准,用来指导电能指标的测量和分析工作。
3结论
【关键词】高次谐波；电压波动；闪变抑制
随着电力电子技术的广泛应用与发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，特别是静止变流器，从低压小容量家用电器到高压大容量用的工业交直流变换装置，由于静止变流器是以开关方式工作的，会引起电网电流、电压波形发生畸变，引起电网的谐波“污染”。另外，冲击性、波动性负荷，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，而且使得电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重，这些对电网的不利影响不仅会导致供用电设备本身的安全性降低，而且会严重削弱和干扰电网的经济运行，造成对电网的“公害”，为此，国家技术监督局相继颁布了涉及电能质量五个方面的国家标准，即：供电电压允许偏差，供电电压允许波动和闪变，供电三相电压不允许平衡度，公用电网谐波，以及供电频率允许偏差等的指标限制。
1.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%……（1）
《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及以上供电和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。
在工业企业中，改善电压偏差的主要措施有三：
（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。
（3）采用有载调压变压器。从总体上考虑无功负荷只宜补偿到功率因数为0.90～0.95，仍然有一部分变化无功负荷要电网供给而产生电压偏差，这就需要分区采用一些有效的办法来解决，采用有载调压变压器就是有效而经济的办法之一。
2.公用电网谐波
谐波（Harmonic）即对周期性的变流量进行傅里叶级数分解，得到频率为大于1的整数倍基波频率的分量，它是由电网中非线性负荷而产生的。
电能质量公用电网谐波》（GB/T14529-93）中规定了各电压等级的总谐波畸变率，各单次奇次电压含有率和各单次偶次电压含有率的限制值。
该标准还规定了电网公共连接点的谐波电流（2～25次）注入的允许值；而且同一公共连接点的每个用户向电网注入的谐波电流允许值按此用户在该点的协议容量与其公共连接点的供电设备容量之比进行分配，以体现供配电的公正性。
3.电压波动和闪变
电压波动（Fluctuation）即电压方均根值一系列的变动或连续的改变，闪变（Flick）即灯光照度不稳定造成的视感，是由波动负荷，如电弧炉、轧机、电弧焊机等引起的。
《电能质量电压波动和闪变》（GB12326-2000）是在原来标准GB12326-90的基础上，参考了国际电工委员会（IEC）电磁兼容（EMC）标准IEC6100-3-7等而修订而成的，适用于由波动负荷引起的公共连接点电压的快速变动及由此可能人对灯闪明显感觉的场合，该标准规定了各级电压下的闪变限制值。
括号内的数值仅适用于公共连接点（PCC）点连接的所有用户为同电压等级的用户场合，Pst为短时间闪变值，即衡量短时间（若干分钟）内闪变强弱的一个统计量值；Plt为长时间闪变值，它由Pst推算出，反映出长时间（若干小时）内闪变强弱的一个统计量值。
4.三相电压不平衡
《电能质量三相电压允许不平衡度》（GB/T15543-1995）适用于交流额定频率为50Hz电力系统正常运行方式下由于负序分量而引起的PCC点连接点的电压不平衡，该标准规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。
而且该标准还解释：不平衡度允许值指的是在电力系统正常运行的最小方式下负荷所引起的电压不平衡度为最大的生产（运行）周期中的实测值，例如炼钢电弧炉应在熔化期测量等。在确定三相电压允许不平衡指标时，该标准规定用95%概率值作为衡量值。即正常运行方式下不平衡度允许值，对于波动性较小的场合，应和实际测量的五次接近数值的算术平均值对比；对于波动性较大的场合，应和实际测量的95%概率值对比；以判断是否合格。其短时允许值是指任何时刻均不能超过的限制值，以保证保护和自动装置的正确动作。
5.电网频率
《电能质量电力系统频率允许偏差》（GB/T15945-1995）中规定：电力系统频率偏差允许值为0.2Hz，当系统容量较大时，偏差值可放宽到+0.5Hz～-0.5Hz，标准中并没有说明系统容量大小的界限，而在《全国供用电规则》中有规定：“供电局供电频率的允许偏差：电网容量在300万千瓦及以上者为0.2Hz；电网容量在300万千瓦以下者为0.5Hz。
实际运行中，我国各跨省电力系统频率都保持在+0.1Hz～-0.1Hz的范围内，这点在电网质量中最有保障。
6.结语
[关键词]电能 分析 改善
进入21世纪，电能质量(频率、电压、波形、不对称度和各种瞬态的波动)问题将越来越受到重视，主要原因是：(1)用户越来越注重供电质量问题并能更清楚地认识到断电、电压下跌、切换操作的瞬态扰动等的后果：(2)装有微机控制器和电力电子装置的用电设备迅速增多，而这些设备对电能质量的扰动是很敏感的；(3)一些跨国公司或大型国有企业为增加其总生产率而安装高效率设备。例如调速控制和功率因数校正装置，这种做法的本身又造成了注入电力系统的谐波有所增加，最后不得不考虑其对电力系统的影响。电能质量需要在概念上转变，从“以电力部门的标准来评定”转变为“以用户所感觉到的为标准”。电能质量不好会对用户生产过程起破坏作用；相反，用户的生产过程会影响电能质量。因此，为改善电能质量，用户、电力公司和设备制造商之间的合作是十分需要的。下面就上述电能质量指标所涉及到的几方面内容作一些介绍。
1 频率偏移
1.1 频率过低
意味着输出功率增加而输入功率没有改变时，或者输入功率减少而输出功率尚未改变时造成。它的影响主要有如下几点：使发电机的出力受到限制；造成发电机定、转子绕组和铁心的温度升高；使厂用电动机的转速下降，进而引起机械出力下降；汽轮机低压级叶片将会产生振动加大而导致裂纹；引起异步电动机和变压器激磁电流增加，从而使其所消耗的无功功率增加，进而有可能恶化电力系统的电压水平；对无线电广播，电影制片等工作也有影响。
1.2 频率过高
意味着输出功率减少而输入功率没有改变时，或者输入功率增加而输出功率尚未改变时造成。它的影响主要有如下几点：使发电机转子承受过大的应力；使与频率有关的测控设备降低了其性能，甚至不能正常工作：引起系统中滤波器的失谐和电容器组发出的无功功率变化。
2 电压偏移
2.1 长期电压偏移
定义为持续时间超过1min，稳态工频电压有效值超过规定限值的所有电压偏移。
2.1.1 欠电压
是指典型电压幅值在(0.8-0.9)p.u之间。它的影响主要有如下几点：将降低发电机运行的稳定性，定子绕组的温度可能升高；降低厂用电动机的出力，而且使它的定子绕组温度升高，加速绝缘老化，严重时甚至可能会烧毁电动机：使照明设备发光效率降低，如电压降低5％时，其光通量将减少18％，电压降低10％时，其光通量将减少30％；甚至有可能引起对灯光敏感的电子设备不能正常工作。
2.1.2 过电压
是指典型电压幅值在(1.1～1.2)p.u之间。它的影响主要有如下几点：将损害电气设备的绝缘，使变压器、发电机等电气设备工作在饱和状态。从而引起激励电流增加，设备过热并产生有害的谐波电流：使定子铁心部分磁通逸出轭部，在支持筋、机座、卤压板形成环路而产生涡流，从而使定子机座的这些结构部件出现局部过热，甚至熔化。
2.2 短期电压偏移
2.2.1 电压跌落
指的是工频电压降低到(0.1-0.9)p.u之间，持续时间在2s～1min之间的电压质量问题。瞬时性故障往往以电压跌落开始，大电力负荷的投入、大容量电容器组的投入、大电机的起动或多个电机的同时起动都有可能引起邻近负荷的电压跌落：变电站内某条配电线路的单相接地故障也有可能引起同母线的配电线路的电压跌落。
2.2.2 失去电压
指的是供电电压或电流降到0.1p.u以下，持续时间不超过1min的电能质量问题。失去电压的主要原因是由于雷击输电线路或配电线路、树木倾倒、刮风等引起的电力系统瞬时性故障，也有可能是因为设备失效或控制装置的误动作。对失去电压和电压跌落二者的重视是近年来的事情，主要原因是计算机的大规模应用和自动控制系统的不断精细化。对于计算机操作来说，两秒钟的失去电压或电压跌落会造成计算机系统的工作紊乱，甚至有可能使计算机处理了几个小时的数据丢失。对于一些大型跨国公司或国有企业而言，0.1s的失去电压或电压跌落就有可能引起大面积的产品质量问题。实际上，失去电压和电压跃落超过两个或三个周波。电机、机床或机器人就无法保持对由其驱动的过程的精确控制。
3 电磁暂态
指的是指电力系统从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态时，电压或电流数值的暂时性变化的电能质量问题。它产生的主要原因有雷电冲击和电力系统故障等，又分为两种：冲击暂态和振荡暂态。前者定义为电压或电流在稳态下的突然的非工频变化，变化是单方向的。常用其上升和延迟时间来描述，其产生的主要原因是闪电。由于涉及到的频率很高，所以产生的冲击电压或电流衰减很快，同一个冲击暂态事件，在电力系统的不同点会观察到不同的结果。冲击暂态常常引起设备因过电压而损坏，甚至还有可能激发电力系统的固有振荡而导致振荡暂态。后者定义为电压或电流在稳态下的突然的非工频变化，变化是双方向的，根据其频谱范围又可分为高、中、低三种。高频振荡是由本地冲击暂态所引起的，频率一般在(0.5～5)MHz之间，持续时间约为几个微秒。中频振荡是由背靠背电容器的充电引起的，频率一般在(5～500)kHz之间，持续时间约为几十个毫秒。低频振荡是由配电网中的铁磁谐振现象和变压器充电产生的励磁涌流所产的，频率低于5kHz，持续时间在(0.3～50)ms之间。
4 三相不平衡
它定义为相电压或电流对于三相电压或电流平均值偏移的最大幅度，它的产生一是设计方面的原因，如单相电气设备三相严重不对称，二者也有存在大容量单相负荷的客观原因，如单相电气机车，电炉等。再者电网故障也会导致三相不平衡的产生。在三相电力系统中，三相不平衡的程度常用电压负序分量与正序分量有效值之比来表征。根据国家规定，电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2％，短时不得超过4％。负序和零序分量的存在会对电力设备的运行产生如下影响：凸极式同步发电机对负序分量存在很强的谐波变换效应，三相不平衡会导致同步发电机产生电力谐波，污染电厂周围的运行环境；负序电流流入同步发电机或异步电机，将消耗过多的无功功率，产生附加损耗而过热，并因此产生附加转矩而降低其出力：对直流输电的换流器来说，三相不对称不仅会增加其控制的难度，还会导致非特征谐波的产生；零序电流的存在还会对邻近的通信线路产生很强的干扰。
5 波形失真
它定义为正弦波的稳态偏移，常用其频谱含量来描述，主要包括5个方面的内容：直流偏移、谐波、间谐波、陷波和噪声。
5.1 直流偏移
交流电网中如果存在直流电，则称为直流偏移，它产生的主要原因是由于地球雷暴产生的电磁干扰和电网中半波整流器设备的存在引起的。直流电流流过变压器会引起变压器的直流偏磁，从而产生附加损耗过热并降低其使用寿命。直流电流还会导致接地体或其它联接器的电化腐蚀。
5.2 谐波
定义为具有供电系统基波频率整数倍频率的正弦电。它的失真情况可以用每个单一谐波成份的幅度的相位来描述，而它的大小可用谐波失真度来描述，谐波失真度或畸变率是评价电力系统中谐波含量的主要指标，它定义为各次谐波分量总有效值与基波分量有效值之比。谐波污染对电力设备的危害是相当严重的，主要表现在如下几个方面：(1)谐波电流在电机中流通，产生附加功率损耗而引起定子线圈过热，并减少了转矩出力：(2)可引起无功电容器组谐振和谐波电流增大，从而导致电容器组因过负荷或过电压而烧毁，对电力电缆也会造成过负荷或过电压而损伤绝缘；(3)集肤邻近效应的存在，使输、配电线路、变压器等产生附加损耗而过热：(4)电压或电流波形的畸变改变了电压或电流的变化率，影响了断路器额定电压时的断流容量；f5)对继电保护和自动控制装置产生严重干扰者，可造成误动作或拒动作；(6)使计量仪表，特别是感应电能表那种形式的表计产生计量误差。
5.3 间谐波
定义为具有供电系统基波频率非整数倍频率的正弦波电压或电流，常用离散频率或宽带频谱来表示。各级电网中均存在这种波，其产生的原因是静止频率变换器、变流器、感应电机和电弧设备等，而电力线路的载波信号也可认为是间谐波。间谐波会引起CRT等显示设备的闪烁。
5.4 陷波
它的产生是由于变流器的换相而引起的，尽管可以用傅里叶变换将陷波分解成一系列谐波，但一般将陷波单独处理，这是因为其谐波次数较高且幅值不大，难于用波形测量仪器测得。
5.5 噪声
它是指叠加在每相电压或电流上，频率超过200kHz的非期望电信号。电力电子设备、控制电路、电弧装置、电机设备等投运都会产生电磁噪声。它会影响微机和可编程控制器的正常工作。
6 电压波动和闪变
电压波动是指电压包络线的规则变化或电压的一系列随机变化，但其变化范围在额定值的±10％之内。电压闪变指的是电压波动对照明设备产生影响，而这个影响能为肉眼所感觉。电压波动的主要影响是引起白炽灯等照明设备、电视机显示器设备的闪烁现象。电弧炉和轧钢机等大容量冲击性负荷的存在是引起电压波动和闪变的根本原因。
7 改善
以上所述的各种电能参数的偏移和谐波对电力设备用户的影响很大，而且这些主要是通过配电线路发生的，为了使电能质量在正常范围内运行，我们可采取以下几种新型装置去改善供电质量。
7.1 DSTATCOM及DUPS
DSTATCOM是采用脉宽调制技术和电力系统并联的电压源变换器，它能替代常规的电压和无功控制装置。在正常供电时，DSTATCOM可作为无功电源或处于低耗备用状态。在发生电压波动时，DSTATCOM立即响应，向电力系统注入具有适当相角和幅值的电流使系统电压立即恢复正常。它和固态断路器及一个储能系统联用，也称作动态不间断电源(DUPS)，从发生断电到重新供应电力的时间不超过0.5工频周期。
7.2 SSCB及SSTS
SSCB由可断开晶闸管(GTO)回路和晶闸管(SCR)加限流电抗器(或电阻器)回路两部分并联组成。在正常运行时，负荷电流基本上是经过GTO回路向负荷供电，而SCR回路因阻抗极大而基本上无电流。发生上游故障时，电流大大超过定值，GTO立即断开，发生下游故障时，GTO断开后，故障电流就流经限流电抗器和SCR，限制了故障电流。可利用SSCB在0.5工频周期内快速完成切换的能力向负荷提供不间断电源，这就是SSTS。
7.3 DVR
DVR由GTO及SCR组合起来再配以储能装置后与电力系统串接，能在不到0.5工频周期内将系统故障引起的电压下跌恢复到正常。当供电正常时，DVR处于低耗备用状态，升压变压器的换流器是短路的。当线路侧发生电压下跌(或上升)时，DVR立即响应，分别向电网输入电压的三相串联注入三个单相交流电压，以补偿故障后和故障前的电压差，而注入的每相电压可独立控制其幅值及相角，从而恢复正常电压。整个过程的持续时间小于0.5工频周期。
8 结论
关键词：电能表倾斜度接线方式电能计量
一、 安装位置的影响
电能表在使用或校验时，若安装位置偏离垂直位置，其基本误差就要发生变化，产生附加误差既所谓的“倾斜附加误差”。为了消取这种误差，国家计量局的JJG307―1988标准中规定，在安装电能表时，对垂直位置的倾斜度不应大于下表规定：
电能表对垂直位置的倾斜角度
电能表标准规定的允许倾斜角，只是属于负载电流大于50%标定电流的情况，因此，对有较大的驱动力矩，电能表倾斜引起的摩擦力矩的变化可以忽落，而在轻负载情况下，尤其是5%标定电流时，倾斜引起的误差则不可忽视。而且倾斜角越大，侧压力就越大，产生的倾斜误差也就越大。
产生倾斜误差的主要原因是电能表安装倾斜时将引起圆盘与铁芯和永久磁铁之间相对位置的变化，因此破坏了圆盘在其电磁元件磁路中的对称性，而产生了附加力距，导致圆盘转矩产生变化，引起误差；另外随着电能表倾斜角的增加，转动部分对于上、下轴承的侧压力也相应增加，因而引起摩擦力距增加，使电能表产生“负”的附加误差，从而造成电能计量不准确。
二、 接线方式的影响
（一）单相电能表的接线
1、电能表的相线和零线颠倒（图一）
单相电能表在正常情况下，相线和零线无论哪根线接入电流线圈，电能表都能正确计量所测电路的电能。由于这种接线流过电能表电流线圈的电流方向和大小没有改变，计量结果正确，所以安装人员有时检查发现后也往往不予纠正。其实这种接线方式在实际运行中危害是相当大的：
（1） 存在计量隐患。当电源、负荷两侧同时接地时，电流不经过或少经过电能表的电流线圈，而经大地流过，致使电能表不计或漏计电量。
（2） 容易使用户窃电，给用户窃电以可乘之机。因为用户可用一根电能表相线的出线，再自己另打一根地线代替电能表零线用电，这样由于负荷电流不经过电流线圈而使电能表不走，无法计量。
（3） 严重危及居民安全用电。在平时使用和维护灯具及家用电器时，极易造成电伤、电击等触电事故；如果线路是接零、重复接地保护时，还易发生因短路而引起的电气火灾。
2、 电能表相线进、出线接反（图二）
电能表相线的进、出线接反后，由于电流线圈的极性端反接，使电能表的驱动力矩方向改变，造成电能表圆盘反转。此时，虽然可以用倒减的方法（即用首次抄表读数减去末次抄表读数乘以-1）计算电量，但这种计量结果是很不准确的。这是因为电能表反转时的误差与正转时的误差并不相同，补尝力矩的方向与实际情况正好相反，给计量带来很大的误差，经试验表明：这种附加误差可达百分之几，甚至百分之十几。
3、电能表零线并联在零线干线
这种接线方式是将电能表的零线进端接在零线干线，而零线出端悬空，其接线图如下（图三）
由接线图可知：这种接线方式易使用户进行欠压窃电。如果电能表不在表箱内，则用户就可采用将电能表零线断开或加装分压元件（如附加电阻）的手段，而使电能表不计或少计电量。这种情况多发生在非集中装表地区。
4、 电能表集表箱内零线共用（图四）
这种接线方式是：电能表箱内安装的每块电能表通过相线到各用电户，各表零线串联后再进入各户，之后从零线的干线上并一根线到集中装表箱。其特点是：省事、省导线、好看，且集表箱内安装的电能表越多，节省的导线也就越多。
由于箱内安装的每块电能表只引出一根相线，之后共用一根零线到各家各户，所以可以减少零线的安装。这样虽然可以降低成本、简化工序、美化工艺，但会给电能计量管理造成很大的影响：
（1）、当计量箱内用户的电能表零线进线端或其内部零线接线接触不良时，由于用户使用的零线是共用零线，并没有和自己所使用的电能表构成完整的回路，所以不会因为用户电能表零线出线的接触不良现象而影响用户正常用电，但电能表不能正常计量。
（2）、若电能表进线端或其内部零线断线，电能表就会停止转动，但用户仍能正常用电，而电能表无法计量，从而造成电量大量流失。
（3）、若集表箱内采用的是三相四线制供电，一旦发生零线断线，还会发生烧表事故。
（4）、当集表箱内一只电能表出现故障（如零线断）时，其后的电能表都将无法计量。
5、电能表负荷侧跨相接线（图五）
表箱内：表1因集装电能表时装表工疏忽，将电源进线的相、零线接反。表2接线正常。负荷侧：两用户将家用负荷共同接在用户1刀闸相线和用户2刀闸零线上。
接线分析：表1的电源进线相线、零线虽然接反，但因电能表转动力矩与正常接线时一样，故表计能够正确计量。仅从表箱内看，这两块表都能正确计量，但在将负荷接在用户1刀闸相线和用户2刀闸零线上时（即将负荷接在表1相线出线和表2零线出线上），就造成了跨相窃电，两块电能表均不计量电能。
在这种接线中电能表电压线圈承受的是线电压，比额定电压高出 √3倍，长期运行必然烧坏电能表，而使计量出错。
三、 防范措施及注意事项
（1） 不论是单相电能表还是三相电能表在安装接线时要严格按接线图进行。
（2） 表箱内电源相、零线应采用不同颜色的导线，单相电能表的进线和出线也应采用不同颜色的导线，并严格按导线颜色对号入孔，不得对调。
（3） 单相电能表的零线要经电能表箱接线孔穿越电能表，不得在主线上单独引接一条零线进入电表。
（4） 电能表安装时应使其垂直，倾斜度（前后、左右）不得超过1°。表间距离不得少于5cm，同时不允许有冲击。
（5） 三相用户的电能表中性点零线要在计量箱内引接，禁止从计量箱外接入，也不得与其它单相电能表零线共用。
（6） 认真做好电能表、电表箱的铅封工作，表尾接线完毕要及时封好接线盒盖，尽量减少电能表导线的预留长度。
结束语：综上所述，电能表的安装质量对电能计量的影响是相当大的，不仅会造成电量流失，还会危及居民安全用电。所以我们应加大对电能表安装质量管理的力度，严格按照电能表的安装标准进行接线，以防偷漏电事故的发生。
[关键词]电力企业；电能；质量；探讨
中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）23-0354-01
一、电能质量研究中新技术的应用背景
随着科技的进步，现代电力系统中用电负荷结构发生了重大变化，诸如半导体整流器、晶闸管调压及变频调整装置、炼钢电弧炉、电气化铁路和家用电器等负荷迅速发展，由于其非线性、冲击性以及不平衡的用电特性，使电网的电压波形发生畸变成引起电压波动和闪变以及三相不平衡，甚至引起系统频率波动等，对供电电能质量造成严重的干扰或“污染”。
这些背景下，电能质量的研究迫切需要一些新技术来推动，通过这些新技术的应用，从而使电能质量从检测、分析和监控等方面得到提高，从而有利发现问题和规律、改善供电质量和服务。
二、电能质量检测中的新技术
电能质量检测是获得电能相关数据的最直接手段，也是电能质量其他后续高级应用研究的前端。
2.1 当前电能质量检测的情况？
对电能质量进行监测是获得电能质量信息的直接途径，虽然这方面的检测仪器已不少，但大多数只局限于持续性和稳定性指标的检测，而传统的基于有效值理论的检测技术由于时间窗太长，仅测有效值已不能精确描述实际的电能质量问题，因此需发展满足以下要求的新检测技术：①能捕捉快速（ms级甚至ns级）瞬时干扰的波形。因为许多瞬间扰动很难用个别参量（如有效值）来完整描述，同时随机性强，因此需要采用多种判据来启动量和装置，如幅值、波形畸变、幅值上升率等。②需要测量各次谐波以及间谐波的幅值、相位，需要有足够高的采样速率，以便能测得相当高次谐波的信息。③建立有效的分析和自动辨识系统，使之能反映各种电能质量指标的特征及其随时间的变化规律。
2.2 新技术应用
当前，电能质量在硬件和软件上应用了主要有数字信号处理（DSP），虚拟仪器等新技术以及新的如小波变换的算法。
1.介绍了有关电能质量的基本概念和衡量标准，并给出了适合数字测量的分析方法和闪变检测仿真波形。
2.讨论了DSP器件在电能质量补偿器中的检测应用，重点介绍用该器件实现物理硬件和控制软件方面的实际开发。
3.根据电能质量检测对于系统实时性和支持复杂算法的特殊要求，提出一种基于双CPU的嵌入式实时系统解决方案。主要讨论设备的硬件系统设计和基于双CPU系统的软件设计思想。设计经过实际的调试和运行，电路功能正常，证明了该设计的合理性和可用性。相对于以往的设计，具有实时性好、体积小和成本低的优点。
4.对基于连续小波变换的信号奇异性检测原理及其在电能质量暂态信号检测中的应用进行了详细的研究，通过基于标准偏差估计的小波消噪算法，有效排除了噪声干扰，实现了精确的故障时刻定位。
5.根据小波变换的理论，结合电能质量检测数据的特点，文中将基于小波变换系数的门限方法应用于电能质量检测数据的压缩。仿真计算结果及其分析表明，该方法简单而且压缩效果较好，能保留压缩信号的局部特征，计算速度快，很适合于实时性要求较强的场合。
三、电能质量分析中的新技术
电能质量的分析计算涉及对各种干扰源和电力系统的数学描述，需要开发相应的分析软件和工程方法来对各种电能质量问题进行系统的分析，为改善电能质量提供指导。由于干扰源性质各异，干扰的频谱从0Hz到GHz的广宽范围内，电网元件在不同干扰作用下呈现不同的性能，因此建立干扰源和电网元件（或局部电网）准确的数学模型有时困难很大，而分析计算的准确性不仅取决于数学模型和计算方法，还有赖于电网基础资料的可信度。
目前所采用的方法有二种：
（1）时域仿真方法？该方法在电能质量分析中的应用最为广泛，其主要的用途是利用各种时域仿真程序对电能质量问题中的各种暂态现象进行研究。目前较通用的时域仿真程序主要有EMW、EMTEC、NETOMAC、BPA等系统暂态仿真程序和SPICE、PSPICE、MATLAB、SABER等电力电子仿真程序两大类。由于这些仿真程序在不断发展中，其功能日益强大，还可利用它们进行电力设备、元件的建模和电力系统的谐波分析。
（2）频域分析方法？该方法主要用于谐波问题的分析计算，包括频率扫描，谐波潮流计算等。考虑到一些非线性负载的动态特性，近年来又提出一种混合谐波潮流的计算方法，即在常规的谐波潮流计算法基础上，利用EMTP等时域仿真程序对非线性负载进行仿真计算，可求出各次谐波动态电流失量，从而得到动态谐波潮流解。
四、电能质量研究中的人工智能新技术
最近几年，以专家系统，神经网，模糊逻辑和进化计算为代表的人工智能新技术已开始较全面地应用于电能质量研究，因为它是个较复杂，工作量和数据处理量很大的系统工作。特别是在电能质量分析方面，？很多人工智能应用来进行辅助分析，对复杂的问题进行处理。？而且这些新技术的一个突出特点就是交叉应用的非常广泛，有时很难断言就是哪种技术，而是以某种为主，其它为辅的。也就通常所说的混杂技术。
4.1 专家系统
尽管专家系统成本较高且在开发过程中耗时过长，但依然出现了很多应用。这些主要体现在
对畸变的电压和波形进行分类；
利用专家系统分析谐波；
对电能质量问题的解决方案在专家系统架构下进行开发；
测量和分析电能质量及电力系统电磁兼容性；
识别电能质量的事件通过一个可扩展的系统；
管理电能质量数据，培训电能质量问题的专业咨询人员；
4.2 神经网络
人工神经网作为较成熟的智能技术，在电能质量中已有较广泛的应用，它们主要包含：
4.2.1 从非电能质量信息中识别电能质量事件；
4.2.2 对谐波的产生模式进行建模；
4.2.3 在电网中估计和评价谐波畸变？和其它电能质量问题；
4.2.4 以神经网整合小波变换分辨和识别电能质量事件；
4.2.5 在需要避免噪声和子谐波时对谐波进行分析；
为电力工程师们解决电能质量问题开发一个辅助工具；
五、电能质量监控中的新技术
关键词：电能质量；低压配电网；电能质量监测
1.引言
我国配电网有一个与众不同的显著特征，就是中性点不接地或小接地，在发生单相接地时，仍允许供电一段时间。这一特点使得我国的配电网系统要实现自动化还不能直接引进国外设备，而必须结合实际情况，逐步加以改进。现有的电网运行管理手段已无法适应现代化配电网建设和发展需要，为进一步满足用户对配电网络运行的安全可靠性的要求，改造薄弱的配电网络，已成为今后一段时间的重要任务。然而，目前国内的电能质量监测技术还比较单一，不具备综合分析能力，致使电能异常现象不能及时被发现，产生严重的后果。因此，利用先进的技术手段，提出精确合理的电能质量综合监测方法是十分必要的，也是十分有意义的。
2.电能质量
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、暂时或瞬态过电压、波形畸变、电压暂降与短时间中断以及供电连续性等。
为了系统地分析研究电能质量现象，并能够对其测量结果进行分选识别，从中找出引起电能质量问题的原因和采取针对性的解决办法，因此将电能质量进行分类。用一种比较实用的分类方法，即按照电能质量扰动现象的两个重要表现特征——变化的连续性和事件的突发性为基础分为两类。
3.电能质量的指标限值
我国从20世纪80年代初到2001年，国家技术监督局先后组织制定并颁布了六项电能质量国家标准。它们是：GB12325-1990《电能质量供电电压允许偏差》、GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》、GB/T15543-1995《电能质量三相电压允许不平衡度》、GB/T15945-1995《电能质量电力系统频率允许偏差》、GB12326-2000《电能质量电压波动和闪变》和GB/T18481-2001《电能质量暂时过电压和瞬态过电压》六项国家标准。
4.低压配电网电能质量监测技术
实际供电系统中，电能质量危害主要体现在用户密切相关的配电系统以及低压网络中，如低压跌落问题引起的设备误跳闸；短时断电现象造成计算机服务器数据丢失；谐波问题引起用户设备不正常发热等。下面详细的分析电能质量各项指标和监测方法。
4.1 谐波的测量和分析
电网谐波主要由非线性负荷产生。国际上公认的谐波含义为，谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。因此谐波次数必须为整数。
谐波的测量通常是先将采样信号经过快速傅立叶变换求出各次谐波（电压或电流）分量的实部 和虚部 ，然后利用公式求出k次谐波的幅值 和 相角 ，最后分别求出谐波含有率 、总谐波畸变率 、
谐波功率 、谐波阻抗 等。
4.2 电压波动和闪变的测量
1.电压波动的测量 根据电压波动与闪变的国家标准GB12326-2000，电压波动是指每半个基波电压周期均方根值的一系列变动或连续的改变。在配电系统中，这种电压波形现象有可能多次出现，变化过程可能是规则的、不规则的，亦或是随机的。为了更具体地描述电压波动的特征，我们在1分钟内，测量各个周期（20ms）的电压有效值，取其最大的差值（ - ）求出波动大小。
2.闪变的测量和分析 闪变定义为，电光源的电压波动造成灯光照度不稳定的人眼视感反应。对于电压波动与闪变问题一直难以建立精确的数学模型。因此，闪变的评价方法不是通过纯数学推导与理论证明得到的，而是通过对同一观察者反复进行闪变实验和对不同观察者的闪变视感程度进行抽样调查，经统计分析后找出相互间有规律性的关系曲线，最后利用函数逼近的方法获得闪变特性的近似数学描述来实现的。
4.3 三相电压不平衡的测量
三相不平衡系统的检测采用对称分量法把三相量分解为三组对称的正序、负序、零序分量，并以负序分量与正序分量之比作为三相电压不平衡度。三相电压U为工频电压通过滤波，得到各自的基频分量，再用对称分量法计算出负序和正序分量，可得到三相不平衡度 。
4.4 电压偏差的测量
电压偏差的定义为，在正常运行方式下，某一节点的实际电压与系统标称电压之差对系统标称电压的百分数称为该节点的电压偏差。其数学表达式为
（4-1）
式中 ——电压偏差； ——实际电压，kV； ——系统标称电压，kV。
4.5 频率的测量
电工学定义交流电在1s内的正弦参量交变的次数为频率。频率的测量可以采用以下的方法。采样数值经过去噪处理以后，通过一个45Hz～55HZ的窄带数字滤波器，保证采样数值过零点的唯一性，然后通过插值求波形过零点的时刻来求得采样信号的周期值。两个正斜率过零点间共有N次采样，则该信号的频率为
（4-2）
4.6 暂态电压指标测量
暂态电压指标测量主要包括：电压跌落，电压骤降，短时断电以及暂态过电压的统计分析等。电压骤降是指供电电压均方根值在短时间突然下降的事件，其典型持续时间为0.5～30周波。IEEE将电压骤降定义为下降到额定值90%～10%；IEC将其定义为下降到额定值的90%～1%。当供电电压下降到额定值的1%以下时，称为电压中断。对于短时断电，只需精确统计电压幅值为零的持续时间即可。
当计算跌落电压幅值时，可以采用整周期监测；当检测凹陷起止时刻时，为了提高精度，应当采用半周期检测。对于暂态过电压的测量，根据国家新颁布的电能质量国标（GB/T18481-2001）的要求，应当提供短时录波功能，并且测量暂态波形过电压峰值。
参考文献
[1]肖湘宁.电能质量分析与控制[M].北京：中国电力出版社，2004
一、电能质量的定义
电能质量（Power Quality），从普遍意义上讲就是指优质供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。其可以定义为：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、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。
目前具体的电能质量问题主要有：
1、电能质量问题可分为两个方面的问题：即稳态电能质量问题和暂态电能质量问题；
2、以波形畸变为主的稳态电能质量问题，其持续时间一般都比较长，主要有：间谐波、谐波、电压不平衡等；
3、以频谱变化为主的暂态电能质量问题，其持续的时间一般比较短暂，常见的此类问题为：闪变、暂降、瞬变等。
二、电能质量问题产生原因与分析
（一） 电能质量问题起因
造成当前电能质量问题主要的原因有以下两个方面的原因：
1、电力负荷构成的变化。目前，电力系统中存在大量的非线性负荷：直流输电装置、大规模电力电子应用设备（节能装置、变频装置等）、大功率的电力拖动设备、电化工业设备（冶金企业的整流、化工）、轧机、提升机、电化炉、电气化铁道、感应加热炉及其他非线性负荷。还有，存在很多快速变化的冲击性负荷：如大型马达和马达群组、高层大楼的快速电梯、大型游乐场的电飞车、汽车制造厂得电焊机、高速铁路、高速磁悬浮列车和地铁、港口起重机以及其他快速变化负荷。
2、大量谐波注入电网。含有非线性、冲击性负荷的新型电力设备在实现功率控制和处理的同时，都不可避免的产生非正弦波形电流，从而像电网注入谐波电流，使公共连接点的电压波形严重畸变，负荷波动性和冲击性导致电压波动、瞬时脉冲等各种电能质量干扰。
（二） 电能质量的分析方法
目前电能质量的分析不仅与各种产生源有关，还需要用数学理论对电力系统进行描述，那么现在大家常采用的分析方法有三种，具体如下：
1、时域仿真法
时域仿真法广泛应用于电能质量分析中，该方法主要是利用现有的各种时域仿真程序对电能质量问题进行仿真计算。目前常用的主要有两种，一种是暂态系统的仿真程序，另一种是电力电子的仿真程序。
2、频域分析法
该方法也是分析电能质量的谐波问题常用的一种分析法，其主要流程是：首先对采样的信号进行频率扫描，然后利用谐波的潮流计算来定量的对间谐波的分量进行分析。
3、基于变换的算法
目前在研究的领域里，常用的变换的算法主要包括经典傅里叶变换法（FFT）、短时傅里叶变换法（STFT）、二次变换法、线性调频Z变换法（CZT）、小波分析法等。下面将详细介绍几种：
（1） 经典傅里叶变换法。
这是一个比较成熟的检测间谐波的方法，只要选取的采样的长度合适，就能够使采样的结果比较准确，测量精度还是比较高。对于间谐波的检测，如果选取的采样的长度合适，并能够进行同步采样的话，最得到的数据的结果还是比较准确的。由于在检测过程中，间谐波频率一般是未知的，并且很难实现周期的同步采样，从而采用经典的傅里叶变换方法对间谐波进行检测存在着很大的缺点，具体表现在严重的频谱泄漏和栅栏效应，产生一些原始输入信号里面没有的频率的间谐波分量。正是这样，不少的研究者提出了一些对傅里叶算法的改进算法用于检测间谐波。文献[45-48]给出了基于差值FFT的改进算法，该方法通过选择合适的窗函数或者采用AR模型来减少频谱泄漏，加窗的方法的缺点在于所加的窗函数的窗的宽度一般要达到几十个周期，因而其频率分辨率与信号长度成反比，从而很难保证采样的实时性；而采用AR模型的方法，很难确定在功率谱线算法中频率阶数的选取。
（2）短时傅里叶变换法（STFT）。
STFT是对经典FFT算法的改进，该算法具有很好的时频特性。由于该算法需要采用固定的窗来计算，而且时间分辨率会在很大程度上影响着频率分辨率，因此对这两个分辨率不能同时保证都很高。于此同时该方法不能用快速算法，从而使该变换法的应用的范围大大降低了
（3）线性调频Z变换法（CZT）。
采用基于线性调频z变换（czt）的方法来检测间谐波是通过增加取样的取样点，可以减小由于栅栏效应造成的误差，从而能得到比较准确的间谐波信号频率分布的估计值，但是由于在采样的过程中，还是有一定的频谱的泄漏出现，因此要进行适当的修正。
三、电能质量的特点
电能作为一种特殊的能源，存在与其他的不同的形式的特点，其主要的特点如下：
1、电能质量的动态性：人们使用的电能从发电厂发出到生产用户使这之间是联系很紧密的，不管发电或者用户用电的情况，电能在这个过程中始终是一个动态平衡的，但是电网的负荷的大小以及电网的结构会影响这个动态平衡状态。在整个电力系统中，电能质量的一些指标并不是一直不变的 ，地域的不同，时间上的差异，这些都会导致指标的变化，那么可以说电能质量是一种动态变化的。
2、电能质量的相关性：众所周知整个电网都是有联系的，而电能这种商品不像别的商品那样容易大量的储存起来。由于电能在发出到用户使用的过程中，时间几乎是同一进行的，整个电网从电厂到用户就是一个整体，那么如果出现电能质量问题，将对这个系统中的设备造成一定的不良后果。
3、电能质量的传播性：在整个电力电力系统中，电网是相互关联的，它不仅仅传递电能，还要传递电网的信息。当然电网的一体化为今天的供电带来了方便快捷，但是也正是这个原因使得一个点上的电力污染问题很可能影响整个电网、甚至整个系统，也对这些地方的电能质量大大降低了。
4、电能质量的潜在性：在电能质量问题的研究上发现，电能质量的一些问题不是简单的单个原因造成的，它可能是多个方面共同作用的结果。还有就是有些电能质量问题并不是立马表现出来的，可能是一个比较缓慢的释放过程，因此这些是电网或系统的安全运行的不确定的隐患，表现出了电能质量的潜在性。
5、电能质量的复杂性：在电力系统中，人们要去评判电能质量的好坏所要涉及的指标很多，但是没有一个比较统一的或者定性的指标去衡量，从而给这一问题造成了很大的不便，因此现在比较期望一个完整的能够衡量电能质量的标准，这方面讲，电能质量表现出了其复杂性。
关键词：光伏发电；电能质量；谐波；三相电压；闪变；直流电；交流电
中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）31-0115-03
近十年来，全球的太阳能光伏产业每年以41.3%的速度在增长，中国成为了世界上光伏发电技术和光伏电池组件的大国，年发电产量约占世界产量的44%，预计到2015年中国的光伏发电的装机总量将达到500万kW。由于在10KV接入、400V接入、220V接入系统中都检测到谐波电流总畸变率偏高的问题。随着容量的增大，谐波电流对电网的影响也将随之增大。于是光伏发电并网逆变器易产生谐波、三相电流相对不平衡、输出功率相对不稳定等问题容易造成电网电压的波动、闪变，因此需要对电网进行相应的电能质量处理。
1 光伏发电站发电原理以及接入电网方法
太阳的光子照射到不均匀的半导体或者金属与半导体结合的不同位置产生了电位差。根据能量之间的转化，其过程就是由光子转化为电子，光能转化为电能的过程；由于电位差形成电压，通过连接形成电流的回路，我们把这个称为光伏效应，同时这也是光伏发电站发电的原理。
根据电压等级可以将光伏发电站分为三类：一是接入电压等级为66KV及以上的电网的光伏发电站称为大型光伏发电站；二是接入电压等级为10～35KV电网的光伏发电站称为中型光伏发电站；三是接入电压等级为0.4kV低压电网的光伏发电站称为小型光伏发电站。光伏发电站由四个部分组成：光伏电池阵列、逆变器、升压变压器、控制保护装置，其发电以及接入电网的过程就是首先通过光伏电池阵列将光能转变为电能，电能以直流电的形式通过逆变器转变为交流电输出，此时的交流电是低压交流电，然后通过升压变压器将交流电的电压升压最终接入电网。一个光伏发电站的发电功率通过此发电站的光照量来衡量。光伏发电受环境的影响造成存在高次谐波含量和发电功率不稳定性，从而影响到光伏发电的电能质量。
2 光伏发电站产生谐波对电网的主要影响
某光伏发电站并网点对电能质量进行连续测量，测试时间为60小时30分钟，其中光伏发电时间为25小时20分钟，如表1所示：
测试结果表明：各项指标均合格，其中三项指标裕度很大，电压总畸变率裕度较小且最大值已超标。不同测试时间段对95%概率值有影响。
C相谐波电流最大值测试结果如下图1所示：
图1表明C相25次谐波电流最大，超过协议容量允许值。且95%概率值也已经超过允许电流，但95%概率值还在合格范围内。
2.1 高次谐波含量
通过测量研究表明，电力系统中的三相交流发电机输出的电压的波形通常情况下为正弦波，所谓的正弦波就是波形中近似无直流及高次谐波的分量。对于基波就是对称分量，三相向量之和为零，这样就对外不会形成电磁场。但是对于谐波电流的分量的三相向量之和不等于零，会形成强大的磁场，对光伏发电站的电能质量产生影响。高次谐波源向整个电网注入了整倍于基波频率的谐波电流。谐波电流在电网上产生谐波降压，必然会导致整个电网电压和电流的波形产生变化，直接导致了光伏发电站电能质量的不断下降。
研究发现，光照强度对于光伏发电站输出的谐波影响显著。光伏发电站中通常采用的脉冲宽度调制技术将直流电转化为交流电的过程中都会产生不同的谐波。由于采用脉冲宽度调制技术的逆变器主要目的就是为了降低低频次谐波含量对电网的电能质量的影响，但同时也丢失了抑制高频次谐波含量的能力，导致谐波中的低频次的含量低。
2.2 发电功率的不稳定性
光照强度对于光伏发电站的输出功率同样存在着巨大的影响。光伏发电的输出功率具有波动性、间歇性、周期性这三个主要特点，这就造成了对电网电压的波动闪变。尤其是光伏发电在如今发电形式的比例越来越重要的情况下，它的三个主要特点对用电电网的调节影响也会越来越明显，最终很有可能造成整个电网频率的上下波动。
3 提高光伏发电电能质量的技术措施
3.1 提高并网点短路容量
通过提高光伏发电站并网电压等级并选择短路容量水平比较高的变电站作为电站接入点，既提高电压的波动与闪变，又能提高电压的不平衡度和谐波等指标的合格率。
3.2 电能控制装置在光伏发电系统中的应用
传统的电网电能质量治理装置在光伏发电系统中依然使用，例如APF、DSTATCCOM和SVC等同样可用于大规模的光伏发电站作为无功补偿和谐波治理装置。同时，光伏微源本身具有功率响应积极、有功无功分别可调等优点，可以担当一定的电能质量调节任务，与电能质量治理装置联合使用，从而改善电能质量。
伴随着光伏发电系统渗透率的提高，电能质量的控制难度也在加大，传统的电能治理点如无功补偿节点、有源滤波器的投入节点、电能质量的检测点等都需要重新确定。传统的电能质量治理方案也需要改进。利用光伏并网逆变主电路的特点，将光伏并网的发电控制与无功补偿、有源滤波相结合，有效地进行光伏并网发电的同时，还可以对电网中的无功和谐波进行补偿或抑制，提高电网电能质量。
3.3 增加一定的调压设备
在配电系统中，传统的谐波抑制和无功补偿方法是将无源电力滤波器与需补偿的非线性负荷并联，为谐波提供一个低阻通路的同时，也提供负载所需的无功功率，这是最常见和实用的方法。该装置利用电感和电容器贮能元件。根据谐振原理，通过滤波电路对需要消除的高次谐波进行调谐，使之发生谐振。以便其在谐振时得到阻抗最小的特性，有效消除指定次数的谐波，并在谐波源附件就地吸收谐波电流，从而不使其注入电网中去。该装置的优点是投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便，运行费用也低，不但起到滤波作用，还能进行无功补偿。因此，无源滤波器是目前广泛采用的抑制谐波及无功补偿的重要手段。但该方法的补偿特性受电网阻抗、频率和运行工况的影响，只能起到对某几次固定频率谐波的抑制效果，而很可能对其他次谐波有放大作用，使滤波器过载甚至烧毁。另外，LC滤波电路会因系统阻抗参数变化而产生与系统并联谐振问题，影响和后果严重。
4 结语
光伏发电技术依旧是一个相对较新的研究领域，人们需要不断地探索总结去提高光伏发电站的电能质量，同时把光伏发电这一绿色环保的新能源作为今后的主要能源。通过本文可以了解光伏发电站接入电网后主要的电能质量问题是谐波。谐波注入是否合格是由接入点的短路容量、接入光伏站的容量以及逆变器注入电网的谐波电流决定的。
参考文献
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[4] 国家电网公司光伏电站接入电网技术规定（试行）.国家电网发展，2009：14-23.
论文摘要：结合实际阐述电能质量的几种改善方法与措施；无源滤波器、有源滤波器、静止型无功补偿装置，介绍了它们的基本组成和原理，这些方法可以有效地解决稳态时的电压质量问题；文章还就电能质量技术的改进与提高，提出系统化综合补偿技术是解决电能质量问题的“治本”途径，以解决动态电能质量问题。
一、电能质量指标
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。
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。
对于以上电力系统中的电磁现象，稳态现象可以利用幅值、频率、频谱、调制、缺口深度和面积来描述，非稳态现象可利用上升率、幅值、相位移、持续时间、频谱、频率、发生率、能量强度等描述。
保障电能质量既是电力企业的责任，供电企业应保证供给用户的供电质量符合国家标准；同时也是用户(拥有干扰性负荷)应尽的义务，即用户用电不得危害供电；安全用电；对各种电能质量问题应采取有效的措施加以抑制。
电能质量指标国内外大多取95％概率值作为衡量依据，并需指明监测点，这些指标特点也对用电设备性能提出了相应的要求。即电气设备不仅应能在规定的标准值之内正常运行，而且应具备承受短时超标运行的能力。
二、电能质量标准
综合新颁布的电磁兼容国家标准和发达国家的相关标准，中低压电能质量标准分5大类13个指标。
(1)频率偏差：包括在互联电网和孤立电网中的两种；
(2)电压幅值：慢速电压变化(即电压偏差)；快速电压变化(电压波动和闪变)；电压暂降(是由于系统故障或干扰造成用户电压短时间(10ms～lmin)内下降到90％的额定值以下，然后又恢复到正常水平，会使用户的次品率增大或生产停顿)；短时断电(又称电压中断，是由于系统故障跳闸后造成用户电压完全丧失(3min，电压中断使用户生产停顿，甚至混乱)；长时断电；暂时工频过电压；瞬态过电压；
(3)电压不平衡；
(4)电压波形：谐波电压；间谐波电压；(由较大的波动或冲击性非线性负荷引起，如大功率的交一交变频，间谐波的频率不是工频的整数倍，但其危害等同于整数次谐波)。
(5)信号电压(在电力传输线上的高频信号，用于通信和控制)
三、电能质量污染的治理
1、治理的基础性工作
首先要掌握供电网络运行状态，对电能质量开展实时监测，以掌握其动态；第二是分析诊断其变化，即在详细分析电能质量数据的基础上，利用仿真软件对电网结构的固有谐振特性进行计算与分析，排除虚假的谐波干扰；第三是开展系统的合理设计和改造，变电站的设计和投运以及新的电力用户投运之前都要进行谐波源负荷及电能质量要求等方面的技术咨询，线路网络改造和建设也要结合运行负荷的特点和措施，以降低线损，降低设备损失事故，最后才是开展滤波装置或无功补偿装置的研制、调试和现场测试，以了解治理后的效果，并总结经验。
2、SVC装置
近些年来发展起来的SVC装置是一种快速调节无功功率的装置，已成功地用于电力、冶金、采矿和电气化铁道等冲击性负荷的补偿，它可使所需无功功率作随机调整，从而保持在非线性、冲击性负荷连接点的系统电压水平的恒定。
Qi＝QD+QL-Qc(2)
式(2)中Qi、QD、QL、Qc分别为：系统公共连接点的无功功率、负荷所需的无功功率、可调(可控)电抗器吸收的无功功率、电容器补偿装置发出的无功功率，单位均为kvar。
当负荷产生冲击无功QD时，将引起
Qi＝QD+QL+Qc(3)
其中Qc=0，欲保持QC不变，即Qi＝0，则QD＝-QL，即SVC装置中感性无功功率随冲击负荷无功功率作随机调整，此时电压水平能保持恒定不变。SVC由可控支路和固定(或可变)电容器支路并联而成，主要有四种型式：
(1)可控硅阀控制空芯电抗器型(称TCR型)SVC，它用可控硅阀控制线性电抗器实现快速连续的无功功率调节，它具有反应时间快(5～20ms)、运行可靠、无级补偿、分相调节，能平衡有功，适用范围广，价格便宜等优点。TCR装置还能实现分相控制，有较好的抑制不对称负荷的能力，因而在电弧炉系统中采用最广泛，但这种装置采用了先进的电子和光导纤维技术，对维护人员要专门培训提高维护水平。
(2)可控硅阀控制高阻抗变压器型(TCT型)，优点与TCR型差不多，但高阻抗变压器制造复杂，谐波分量也略大一些。由于有油，要求一级防火，只宜布置在一层平面或户外，容量在30Mvar以上时价格较贵，不能得到广泛采用。
(3)可控硅开关控制电容器型(TSC)：分相调节、直接补偿、装置本身不产生谐波，损耗小，但是它是有级调节，综合价格比较高。
(4)自饱和电抗器型(SSR型)：维护较简单，运行可靠，过载能力强，响应速度快，降低闪变效果好，但其噪音大，原材料消耗大，补偿不对称电炉负荷自身产生较大谐波电流，无平衡有功负荷的能力。
3、无源滤波装置
该装置由电容器、电抗器，有时还包括电阻器等无源元件组成，以对某次谐波或其以上次谐波形成低阻抗通路，以达到抑制高次谐波的作用；由于SVC的调节范围要由感性区扩大到容性区，所以滤波器与动态控制的电抗器一起并联，这样既满足无功补偿、改善功率因数，又能消除高次谐波的影响。
4、有源滤波器
虽然无源滤波器具有投资少、效率高、结构简单及维护方便等优点，在现阶段广泛用于配电网中，但由于滤波器特性受系统参数影响大，只能消除特定的几次谐波，而对某些次谐波会产生放大作用，甚至谐振现象等因素，随着电力电子技术的发展，人们将滤波研究方向逐步转向有源滤波器(ActivePowerFliter，缩写为APF)。
APF即利用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值相等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的。它与无源滤波器相比，有以下特点：
a.不仅能补偿各次谐波，还可抑制闪变，补偿无功，有一机多能的特点，在性价比上较为合理；
b.滤波特性不受系统阻抗等的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险；
c.具有自适应功能，可自动跟踪补偿变化着的谐波，即具有高度可控性和快速响应性等特点。
四、小结