电能质量分析范文
时间：2023-03-14 22:48:49
电能质量分析范文第1篇
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[2]吴春华，陈国呈，丁海洋，等.一种新型光伏并网逆变器控制策略[J].中国电机工程学报，2007，27（33）：103-107.
[3]David G. Infield，PeterOnions，Anton D. Simmons et al.Power Quality From Multiple Grid-Connected Single-Phase Inverters[J].IEEE Transactions on Power Delivery，2004，19（4）：1983-1989.
[4]赵平，严玉廷.并网光伏发电系统对电网影响的研究[J].电气技术，2009（3）：41-44.
[5]赵争鸣，雷一，贺凡波，等.大容量并网光伏电站技术综述[J].电力系统自动化，2011，35（12）：101-107.
[6]周林，张密.大型光伏电站谐振现象分析[J].电力自动化设备，2014，34（6）：8-14.
电能质量分析范文第2篇
关键词：LABVIEW；国家行业标准；电能质量分析
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 24-0000-01
伴随着我国科学技术的不断发展、现代工业化水平的不断提高，我国环境问题也日益严重，在新时代背景下，要求我们在不断提高生产力水平的同时，要更加注重环境的保护，作为我国工业发展的基础能源电能已经是使用最广泛、最具性价比的能源，需求量逐年增加，在一些南方用电高峰期的月份，电能更是奇缺，很多行业，例如计算机行业、微电子电能行业、信息技术产业等新兴产业都对电能有着极高的要求，所以有关部门为了更好的满足高峰期的用电量，就必须采用精确的分析和计量的质量分析技术，这样才能将有限的电能资源分配给最需要电能的地方，而用电量稍微较小的地方可以少分配一些电能，对于企业而言电能的合理分配更是日常生产中的头等大事。
一、电能质量国家标准
在国家电力系统当中，因为电子的性质决定存在着大量的负电荷，很容易造成电流负载，尤其实在用电高峰季节，是本来就不充裕的电能资源被负电荷进一步“污染”造成了电能整体质量的下降。为了规范电能行业，国家特别出台了有关如何管理和改善电能质量的管理办法，规定了国家标准和行业标准：要求供电电压的偏差值，以及供电电压波动的范围值。同时限制供电频率的上下浮动范围。
（一）供电电压的偏差范围。每一种用电设备都有一个运行范围指标以及额定的使用年限，当供电电压的输入端出现了供电电压偏差时，需要计量好运行的具体参数、持续的时间以及设备当时的使用状况。额定电压要参照国家标准《电能质量供电变电电压偏差值参考表》规定的范围内（35kV以上供电电压浮动值为额定电压率的±6%，10kV以下的高压输出电压和低电压电力需求用户的额定电压值为±7）。对于一些地区需要低压照明的用户或者企业单位额定电压限定在+5-+15之间。
（二）供电电压的波动范围和闪变。电压波动范围值和闪变应该分开来讨论，电压波动（Fluctuation）范围值指的是关于电压值浮动的一系列连续的变化。即数学上相邻的两个积分区间内的电压上下浮动值，其中关于波动曲线内的上限和下限值的差构成了电压差，也称为电压。而关于闪变是指电压在波动时候产生的结果，即正弦工作频率的电流波收到非电流波的分阶段限制，使得灯光亮度不稳定，产生的光纤视觉上会有波动，根据在2002年12月我国颁布并实施了《有关电能质量电压波动范围以及闪变的有关规定》规定了电压波动范围和闪变的最大限度参数。禁止输出电压值造成闪变的可观察频率F-50的觉察单位值不允许超过2s。在短时间内的闪变值和长时间的闪变值可参考国家相关标准。
（三）供电三相电压禁止的平衡值。关于三相电压值的不平衡浮动范围值的测量，用下列方式表示：三相电压应该用所谓对称分离的分解负序数值来表示幅度值。而关于U的三相电压变化范围值应该利用数学公式分解以后得到正序的分量排列幅度值。根据国家标准《供电电能质量三相电压的不平衡范围值》（GB/T 15590-19943）中的相关规定，日常民用的电力系统公共连接平台的正常电压范围内允许的不平衡值为2，五秒内不允许超过4，关于公共电网简谐波的交流非负载性，因为其能产生多种频率范围的简谐波而导致电网中某些部分的频率过高，这样的突然增加的电流电压值对于某些对于电压电流感应敏感的设备是一个极大的伤害。
（四）供电频率的偏差范围值。供电频率的偏差范围值对于电网频率的额定频率有严格的限定标准，根据《电能质量电力系统的频率允许的偏差参考表》中规定：电力系统内的偏差频率范围为0-0.2Hz，当系统内容量较大时，偏差频率范围可以延伸到0.5Hz。
二、LABVIEW简介
LABVIEW是美国NI公司研究设计开发出来的一套运行于电力系统的仪器软件。它是底层语言开发的一款图形化编程软件。与传统的设备仪器不同，虚拟仪器（VI）特别容易改变仪器的一些基本功能，却不会苏怀仪器内部的各种部件，还有效的减少设备的损耗，一个虚拟仪器的测试工具的主程序由前面板、基本框图程序以及大量的精密节点构成。很容易的实现机器与人的对接操作，在计算机端显示的操作界面十分友好。VI主要是与DAQ卡结合以后才能实现所有的有关人操作的基本功能，随着工业对于现代信息技术和网络技术的依赖性不断增强，在LABVIEW软件的子模块中还提供了大量的可接入网络节点的接口，可以很方便的建立工作需要的局域网，特别的受工程师和科研工作者的喜爱。
三、基于LABVVIEW的虚拟电能质量分析和测量
根据国家的电能产业的有关规定提出的五项要求，是评价电能质量的基本标准，可分为三方面：电压偏差值、电压波动和电能简谐波。电能的质量分析系统主要依靠这三个标准进行检测。由于电能开发的分析标准为低频段的信号，因此关于传感器收集得到的信号应该采用低通过滤波检测仪检测。通过线性变换曲线值的确定再接入到NI公司所研发的软件5112数据记录卡中，卡上有两种数据通道，一种是模拟信号触发的接口，另一种是可以允许两种数据接入的接口，模拟和数字均可以接入的接口，另外辅以一个辅助的传输数据通道，提高传输效率。将某些电压传感器接入到标准的电压数字接收卡中，即5112卡的channel1通道上。这样一来大大提高了基于LABVIEW的电能的传输质量。
关于电压偏差值的分析应该由计算机操作DAQ卡来收集有关的信号，在计算机中组成完整的数组进行储存，并且计算它的功效和功耗。并且要对连续计量的有效值代入公式做离散法处理，得到有效的输出值。
四、结束语
综上所述，LABVIEW有着非常良好人机UI界面和完善的计算机逻辑算法，能胜任各种情况下的研发和生产需求，并且拥有高效的处理模式，大大的节约了开发者和研发人员的开发周期，节约了企业的生产成本，应用前景广阔，为LABVIEW分析电能质量开辟了一个很好的应用方向空间。
参考文献：
[1]时世晨，单佩韦.基于EEMD的信号处理方法分析和实现[J].现代电子技术，2011，34（01）：88-90.
电能质量分析范文第3篇
关键词：电能质量分析方法控制技术
0引言
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及用户不断增长；各种复杂的、精密的，对电能质量敏感的用电设备越来越多。上述两方面的矛盾越来越突出，用户对电能质量的要求也更高，在这样的环境下，探讨电能质量领域的相关理论及其控制技术，分析我国电能质量管理和控制的发展趋势，具有很强的观实意义。
1衡量电能质量的主要指标
由于所处立场不同，关注或表征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。
(1)电压偏差（voltagedeviation）：是电压下跌(电压跌落)和电压上升(电压隆起）的总称。
(2)频率偏差（friquencydeviation）：对频率质量的要求全网相同，不因用户而异，各国对于该项偏差标准都有相关规定。
(3)电压三相不平衡（unbalance）：表现为电压的最大偏移与三相电压的平均值超过规定的标准。
(4)谐波和间谐波（harmonics&inter-hamonics）：含有基波整数倍频率的正弦电压或电流称为谐波。含有基波非整数倍频率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。
(5)电压波动和闪变（fluctuation&flicker）：电压波动是指在包络线内的电压的有规则变动，或是幅值通常不超出0.9～1.1倍电压范围的一系列电压随机变化。闪变则是指电压波动对照明灯的视觉影响。
2电能质量问题的产生
2.1电能质量问题的定义和分类
电能质量问题是众多单一类型电力系统干扰问题的总称，其实质是电压质量问题。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。
2.2电能质量问题产生原因分析
随着电力系统规模的不断扩大，电力系统电能质量问题的产生主要有以下几个原因。
2.2.1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；输电线路（特别是超高压输电线路）对谐波的放大作用。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。
2.2.2非线性负荷
在工业和生活用电负载中，非线性负载占很大比例，这是电力系统谐波问题的主要来源。电弧炉（包括交流电弧炉和直流电弧炉）是主要的非线性负载，它的谐波主要是由起弧的时延和电弧的严重非线性引起的。居民生活负荷中，荧光灯的伏安特性是严重非线性的，也会引起严重的谐波电流，其中3次谐波的含量最高。大功率整流或变频装置也会产生严重的谐波电流，对电网造成严重污染，同时也使功率因数降低。
2.2.3电力系统故障
电力系统运行的内外故障也会造成电能质量问题，如各种短路故障、自然现象灾害、人为误操作、电网故障时发电机及励磁系统的工作状态的改变、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。
3电能质量分析方法
3.1时域仿真法
时域仿真方法在电能质量分析中的应用最为广泛，其最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有EMTP、EMTDC、NETOMAC等系统暂态仿真程序和SPICE、PSPICE、SABER等电力电子仿真程序。
采用时域仿真计算的缺点是仿真步长的选取决定了可模仿的最大频率范围，因此必须事先知道暂态过程的频率覆盖范围。此外，在模仿开关的开合过程时，还会引起数值振荡。
3.2频域分析法
频域分析方法主要包括频率扫描、谐波潮流计算和混合谐波潮流计算等，该方法多用于电能质量中谐波问题的分析。
频率扫描和谐波潮流计算在反映非线性负载动态特性方面有一定局限性，因此混合谐波潮流计算法在近些年中发展起来。其优点是可详细考虑非线性负载控制系统的作用，因此可精确描述其动态特性。缺点是计算量大，求解过程复杂。
3.3基于变换的方法
在电能质量分析领域中广泛应用的基于变换的方法主要有Fourier变换、神经网络、二次变换、小波变换和Prony分析等5种方法。
3.3.1Fourier变换
Fourier变换是电能质量分析领域中的基本方法，在实时系统中，通常采用短时Fourier变换方法(STFT)和快速Fourier变换方法(FFT)。
Fourier变换的优点是算法快速简单。但其缺点也很多：（1）虽然能够将信号的时域特征和频域特征联系起来观察，但不能将二者有机地结合起来。（2）只能适应于确定性的平稳信号(如谐波)，对时变非平稳信号难以充分描述。（3）STFT的离散形式没有正交展开，难以实现高效算法；只适合于分析特征尺度大致相同的过程，不适合分析多尺度过程和突变过程。（4）FFT变换的时间信息利用不充分，任何信号冲突都会导致整个频带的频谱散布；在不满足前提条件时，会产生“旁瓣”和“频谱泄露”现象。
3.3.2神经网络法
神经网络理论是巨量信息并行处理和大规模平行计算的基础，它既是高度非线性动力学系统，又是自适应组织系统，可用来描述认知、决策及控制的智能行为。
神经网络法的优点是：（1）可处理多输入－多输出系统，具有自学习、自适应等特点。（2）不必建立精确数学模型，只考虑输入输出关系即可。缺点是：（1)存在局部极小问题，会出现局部收敛，影响系统的控制精度；（2)理想的训练样本提取困难，影响网络的训练速度和训练质量；（3)网络结构不易优化。
3.3.3二次变换法
二次变换是一种基于能量角度来考虑的新的时域变换方法。该方法的基本原理是用时间和频率的双线性函数来表示信号的能量函数。
二次变换的优点是：可以准确地检测到信号发生尖锐变化的时刻；精确测量基波和谐波分量的幅值。缺点是：无法准确地估计原始信号的谐波分量幅值；不具有时域分析功能。
3.3.4小波分析法
小波变换是新的多尺度分析数字技术，它通过对时间序列过程从低分辨率到高分辨率的分析，显示过程变化的整体特征和局部变化行为。常用的小波基函数有：Daubechies小波、B小波、Morlet小波Meyer小波等。
小波变换的优点是：（1）具有时－频局部化的特点，特别适合突变信号和不平稳信号分析。（2）可以对信号进行去噪、识别和数据压缩、还原等。缺点是：（1）在实时系统中运算量较大，需要如DSP等高价格的高速芯片。（2）小波分析有“边缘效应”，边界数据处理会占用较多时间，并带来一定误差。
3.3.5Prony分析法
Prony分析衰减的思想类似于小波。在该方法中，信号总是被认为可以由一系列的衰减的正弦波构成，这些衰减正弦波类似于小波函数。所以Prony分析方法和小波一样，可以做多尺度的信号分析。Prony分析的主要缺点是计算时间过长。
4电能质量的控制策略与技术
4.1几种电能质量控制策略
（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，易于在工程中实现。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。也可采用简化算法以缩短实时运算时间。
（3）模糊逻辑控制：知道被控对象精确的数学模型是使用经典控制理论的"频域法"和现代控制理论的“时域法”设计控制器的前提条件。模糊控制作为一种新的智能控制方法，无需对系统建立精确的数学模型。它通过模拟人的思维和语言中对模糊信息的表达和处理方式，对系统特征进行模糊描述，来降低获取系统动态和静态特征量付出的代价。
（4）非线性鲁棒控制：超导储能装置(SMES)实际运行时会受到各种不确定性的影响，因此可通过对SMES的确定性模型引入干扰，得到非线性二阶鲁棒模型。对此非线性模型，既可应用反馈线性化方法使之全局线性化，再利用所有线性系统的控制规律进行控制，也可直接采用鲁棒控制理论设计控制器。
4.2FACTS技术
FACTS，即基于电力电子控制技术的灵活交流输电，是上世纪80年代末期由美国电力研究院（EPRI）提出的。它通过控制电力系统的基本参数来灵活控制系统潮流，使输送容量更接近线路的热稳极限。采用FACTS技术的核心目的是加强交流输电系统的可控性和增大其电力传输能力。
目前有代表性的FACTS装置主要有：可控串联补偿电容器、静止无功补偿器、晶闸管控制的串联投切电容器、统一潮流控制器等。
4.3用户电力（CustomPower）技术
用户电力技术就是将电力电子技术、微处理机技术、自动控制技术等运用于中低压配电系统和用电系统中，其目的是加强配电系统的供电可靠性，并减小谐波畸变，改善电能质量。该技术的核心器件IGBT比GTO具有更快的开关频率，并且关断容量已达MVA级，因此DFACTS装置具有更快的响应特性。
用户电力技术概念的提出，有助于供电部门提供高可靠性和高质量的电力，也有助于满足各种新工艺用户对电力供应的更高要求。目前主要的DFACTS装置有：有源滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)、配电系统用静止无功补偿器(D－STATCOM)、固态切换开关(SSTS)等。
5电能质量控制的发展方向
5.1研究电能质量分析控制领域的基础性工作
一方面要深入探索电能质量领域的基础性研究工作，包括电能质量的定义、评价标准与体系，电能质量问题的表现形式、影响因素、防治方法等。同时，积极研究电能质量控制的新方法、新技术和新策略，将更为先进、科学的控制理念和控制思想借鉴到电能质量管理领域。
5.2推广使用数字化电能质量控制技术
以DSP为基础的实时数字信号处理技术在控制领域得到广泛应用，其优点为：①可提高系统稳定性、可靠性和灵活性；②由程序控制，改变控制方法或算法时不必改变控制电路；③可重复性好，易调试和批量生产；④易实现并联运行和智能化控制。随着DSP性能的不断改善和价格的下降，电能质量控制装置将用DSP来实现实时信号处理从而取代模拟量控制。
5.3对电能质量检测技术的新要求
传统的检测仪器一般局限于持续性和稳定性指标的检测，而且仅测有效值已不能精确描述实际的电能质量问题，因此需要发展新的监测技术。具体要求包括：①能捕捉快速(ms级甚至ns级)瞬时干扰的波形；②需要测量各次谐波以及间谐波的幅值、相位；③需要有足够高的采样速率，以便能和得相当高次谐波的信息。④建立有效的分析和自动辩识系统，反映各种电能质量指标的特征及其随时间的变化规律。
5.4大力发展应用新技术
电力电子技术的应用可以大大提高电网的电能质量，FACTS、CusPow等新技术更是为解决电能质量问题开拓了广阔的前景，同时一些非电力电子技术的发展也很迅猛，将这些技术融合发展，并合理使用、大力推广，必然会逐步满足电力负荷对电能质量日益提高的要求。
参考文献
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电能质量分析范文第4篇
【关键词】电能质量 分析方法 控制技术
【中图分类号】TM63 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）11-0329-02
1、衡量电能质量的主要指标
由于所处立场不同，关注或表征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。
（1）电压偏差：是电压下跌（电压跌落）和电压上升（电压隆起）的总称。
（2）频率偏差：对频率质量的要求全网相同，不因用户而异，各国对于该项偏差标准都有相关规定。
（3）电压三相不平衡：表现为电压的最大偏移与三相电压的平均值超过规定的标准。
（4）谐波和间谐波：含有基波整数倍频率的正弦电压或电流称为谐波。含有基波非整数倍频率的正弦电压或电流称为问谐波，小于基波频率的分数次谐波也属于间谐波。
（5）电压波动和闪变：电压波动是指在包络线内的电压的有规则变动，或是幅值通常不超出0.9～1.1倍电压范围的一系列电压随机变化。闪变则是指电压波动对照明灯的视觉影响。
2、电能质量问题的产生
2.1 电能质量问题的定义和分类
电能质量问题是众多单一类型电力系统干扰问题的总称，其实质是电压质量问题。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。
2.2 电能质量问题产生原因分析
2.2.1 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；输电线路对谐波的放大作用。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。
2.2.2 非线性负荷
在工业和生活用电负载中，非线性负载占很大比例，这是电力系统谐波问题的主要来源。电弧炉是主要的非线性负载，它的谐波主要是由起弧的时延和电弧的严重非线性引起的。大功率整流或变频装置也会产生严重的谐波电流，对电网造成严重污染，同时也使功率因数降低。
2.2.3 电力系统故障
电力系统运行的内外故障也会造成电能质量问题，如各种短路故障、自然现象灾害、人为误操作、电网故障时发电机及励磁系统的工作状态的改变、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。
3、电能质量分析方法
3.1 时域仿真法
时域仿真方法在电能质量分析中的应用最为广泛，其最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有EMTP、EMTDC、NETOMAC等系统暂态仿真程序和SPICE、PSPICE、SABER等电力电子仿真程序。采用时域仿真计算的缺点是仿真步长的选取决定了可模仿的最大频率范围，因此必须事先知道暂态过程的频率覆盖范围。
3.2 频域分析法
频域分析方法主要包括频率扫描、谐波潮流计算和混合谐波潮流计算等，该方法多用于电能质量中谐波问题的分析。频率扫描和谐波潮流计算在反映非线性负载动态特性方面有一定局限性，因此混合谐波潮流计算法在近些年中发展起来。
3.3 基于变换的方法
在电能质量分析领域中广泛应用的基于变换的方法主要有Fourier变换、神经网络、二次变换的方法。
3.3.1 Fourier变换
Fourier变换的优点是算法快速简单。但其缺点也很多：（1）虽然能够将信号的时域特征和频域特征联系起来观察，但不能将二者有机地结合起来。（2）只能适应于确定性的平稳信号（如谐波），对时变非平稳信号难以充分描述。（3）sTFT的离散形式没有正交展开，难以实现高效算法；只适合于分析特征尺度大致相同的过程，不适合分析多尺度过程和突变过程。（4）FFT变换的时间信息利用不充分，任何信号冲突都会导致整个频带的频谱散布；在不满足前提条件时，会产生“旁瓣”和“频谱泄露”现象。
3.3.2 神经网络法
神经网络理论是巨量信息并行处理和大规模平行计算的基础，它既是高度非线性动力学系统，又是自适应组织系统，可用来描述认知、决策及控制的智能行为。
神经网络法的优点是：（1）可处理多输入-多输出系统，具有自学习、自适应等特点。（2）不必建立精确数学模型，只考虑输入输出关系即可。缺点是：（1）存在局部极小问题，会出现局部收敛，影响系统的控制精度；（2）理想的训练样本提取困难，影响网络的训练速度和训练质量；（3）网络结构不易优化。
3.3.3 二次变换法
二次变换是一种基于能量角度来考虑的新的时域变换方法。该方法的基本原理是用时间和频率的双线性函数来表示信号的能量函数。
二次变换的优点是：可以准确地检测到信号发生尖锐变化的时刻；精确测量基波和谐波分量的幅值。缺点是：无法准确地估计原始信号的谐波分量幅值；不具有时域分析功能。
4、电能质量的控制策略与技术
4.1 几种电能质量控制策略
（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，易于在工程中实现。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。也可采用简化算法以缩短实时运算时间。
（3）模糊逻辑控制：知道被控对象精确的数学模型是使用经典控制理论的”频域法”和现代控制理论的“时域法”设计控制器的前提条件。模糊控制作为一种新的智能控制方法，无需对系统建立精确的数学模型。
4.2 FACTS技术
FACTS，即基于电力电子控制技术的灵活交流输电，它通过控制电力系统的基本参数来灵活控制系统潮流，使输送容量更接近线路的热稳极限。采用FACTS技术的核心目的是加强交流输电系统的可控性和增大其电力传输能力。目前有代表性的FACTS装置主要有：可控串联补偿电容器、静止无功补偿器、晶闸管控制的串联投切电容器、统一潮流控制器等。
5、电能质量控制的发展方向
5.1 研究电能质量分析控制领域的基础性工作
一方面要深入探索电能质量领域的基础性研究工作，包括电能质量的定义、评价标准与体系，电能质量问题的表现形式、影响因素、防治方法等。同时，积极研究电能质量控制的新方法、新技术和新策略，将更为先进、科学的控制理念和控制思想借鉴到电能质量管理领域。
5.2 推广使用数字化电能质量控制技术
以DSP为基础的实时数字信号处理技术在控制领域得到广泛应用，其优点为：①可提高系统稳定性、可靠性和灵活性；②由程序控制，改变控制方法或算法时不必改变控制电路；③可重复性好，易调试和批量生产；④易实现并联运行和智能化控制。随着DsP性能的不断改善和价格的下降，电能质量控制装置将用DsP来实现实时信号处理从而取代模拟量控制。
5.3大力发展应用新技术
电能质量分析范文第5篇
PS4000是由美国SUMMIT公司生产的一种电能质量分析仪，它是为了满足工程师进一步了解电能质量而设计的一种小型、简单且功能强大的分析工具，可以用来分析或监控输入电能质量。
PS4000不仅能够测试电压、电流、功率、功率因数、频率、周期、谐波等电量值，而且能够测试电压或电流的浪涌、跌落、冲击、电压尖峰等瞬态量值，从而为用户快速判定供电质量的优劣，或者为展示产品电源质量提供一个依据。该仪器可以同时适用商用和工业用电源，是现代测试仪器中一款性能优越，携带方便的电能质量仪器。
1 PS4000的主要特点
新型PS4000电能分析仪具有以下优异的测试功能：
可测试并捕捉浪涌、跌落、冲击、尖峰信号；
可分析每一个通道从1次到63次谐波分量的电压／电流幅值和相位
可同时分析所有通道的电压、电流、功率、功率因数、频率、能量、通断周期、能量高峰期、花费等参数值
能够连续显示每秒测量值
具有完全的按键操作和菜单式界面
可连续工作8～10个小时，使用充电器后可以持续使用。
PS4000可以对三相电路中的三个电压和四个电流同时进行浪涌、跌落、尖峰、谐波、电压、电流、功率、功率因数、频率、周期等参数的分析和监测，测试的数据可以上传到计算机以图形或表格的形式显示。该仪器配有专业的分析控制软件，可以对PS4000进行远端监控，特别适合于对电网质量，大型供电设备，家用电器等电源质量进行分析，是电力专家所钟爱的产品。SUMMIT公司的电能分析仪被世界很多国家的用户使用，美国前电网编辑曾这样描述：“我见过很多的分析仪，但是，这个产品给我留下了真正深刻的印象，PS3000已经是一个很坚固的小型器件，而新型的PS4000则提供了更专业的电能质量分析功能。”与它配套使用的电压、电流探头能够直接和1到15000V电压以及10mA到6000A的电流相接。通过输入调节比与PT和CT的结合，可提供更高、更大的电压电流测试。除了在室内监控外，PS4000还可以安装到Weather－resistant外挂箱上，以便能够在室外进行无人监控。另外，PS4000的“连接检查”特点更便于操作者正确连接电路，而且各种配套的附件不需要另外供电。
PS4000包含前一产品PS3000的全部测试功能，PS3000已经使用了8年，产品遍布7大洲。客户对Powersight分析仪具有很高的评价，特别是在使用简便、性能可靠、可提供及时有效的技术支持等方面。SUMMIT总载曾说：“从上一次我们为一块因跌落而损坏的仪表检修后，到现在已经六年了，它依然完好，据我所知，我的表甚至还在南极考察站使用”。
2 PS4000测试瞬态量
实际上，绝大多数的客户都特别关心PS4000的瞬态测试功能，而这也正是PS4000优于PS3000和PS250之处，因此，笔者希望通过本文使更多的人能够熟悉PS4000的功能，让PS4000给电能分析带来更多方便。
当分析瞬态参数时，PS4000能够随时监测每相浪涌、跌落、冲击和电压尖峰信号，并随时记录信号类型、发生时间、到达峰值、持续时间等，同时可捕捉并存储最坏的一个信号，以及为以后的故障分析和判断提供依据。
2．1 每相电压／电流的浪涌和跌落值测试
在进行电路的浪涌和跌落分析时，PS4000可提供以下三种记录方式：
记录浪涌／跌落事件；
记录浪涌／跌落图形；
记录浪涌／跌落波形。
（1）记录浪涌／跌落事件
如果在信号监测时间段里，浪涌出现一次，PS4000就认为有一个浪涌事件发生，出现两次，PS4000就认为有两个浪涌事件，以此类推……，当有事件发生时，PS4000将记录这一事件的发生日期、发生于哪个相线、属于浪涌还是跌落信号、信号的幅度以及信号持续的时间等信息。
PS4000的显示方式主要有两种：第一种为列表显示，每一行显示一个事件，其显示方式如图1所示；第二种为图形显示，这种方式以时间为横轴，在纵轴上显示信号的幅度和持续时间，其显示方式如图2所示。
（2）记录浪涌／跌落图形
当有浪涌或跌落事件发生时，PS4000将大致地给出浪涌或跌落信号的图形。图形从发生浪涌／跌落的前2个周期开始，持续10个周期，直到检测到下一个1／2周期来临再没有浪涌／跌落发生且持续1秒的时间为止。图形中将显示浪涌／跌落发生的时间以及每半个周期的RMS值。参见图3。由图3可见，图形的上半部将显示关键的信息，如事件的发生时间、持续时间、信号属于三相中的哪一相、信号的幅度大小等。如果发生了电压浪涌，那么和它同相的电流信号也会显示在同一张图中。
（3）记录浪涌／跌落波形
浪涌／跌落波形是对浪涌／跌落事件的一个详细描述，它们开始于事件发生前的两个周期，持续10个周期，如果事件的持续时间超过10个周期，波形中将记录最近的10个周期。如果监测的时间段内不是只有一个事件发生，PS4000将存储最坏的浪涌／跌落波形。这种方式在显示时，在波形的上方将显示事件发生的时间、相线、信号幅度和信号持续时间等。如果发生的是电压浪涌 ／跌落，那么同相线的电流信号也会显示在同一张图中。
2．2 监测高速瞬态信号
高速电压／电流瞬态信号的产生一般与被测线路本身无关，大都是由闪电、突然短路，开关拨动等原因引起的，它们的幅值会在瞬间窜到很高，持续时间也相当短，一旦这样的信号超过了定义的触发门限，PS4000将捕捉到这个信号。触发门限分为 “绝对值门限”和“相对值门限”两种。
当设置为绝对值门限时（比如设到180V），那么，在监测开始以后的任何时候，只要信号的幅值超过了＋180V或－180V，这个信号就会被捕捉并被记录下来。如果设置为相对值门限，比如20V，PS4000将以正常情况下的波形作为参考，在这种情况下，当实际波形幅度高于或低于同一点的正常波形幅度20V以上时，PS4000将捕捉记录这个信号。
在进行瞬态信号监测时，PS4000可提供瞬态事件和瞬态波形两种记录方式。
（1）瞬态事件
在这种记录模式下，PS4000将记录瞬态事件的发生时间、发生相线、峰值大小和持续时间。与浪涌／跌落测试的显示方式一样，瞬态监测的显示也包括表格显示和图形显示两种方式。
（2）瞬态波形
瞬态监测时的瞬态波形可以详细地记录瞬态事件信息，它们将持续50ms，并在事件发生前的一个周期开始记录，同时可在整个监测时间里捕捉最坏的一个信号。
与浪涌／跌落测试波形相似，这种测试波形的上方也将显示信号发生的时间，信号持续时间，信号幅度以及信号的相线等重要信息。图4是一种瞬态波形示意图。
3 结束语
本文给出了PS4000瞬态测试功能的一个详细介绍，希望读者会有所收获，笔者相信：PS4000如此强大的测试功能可以帮助用户解决一些与电源或电能有关的故障，如果您现在正在希望有
电能质量分析范文第6篇
Abstract： With the advent of the information age， the number of power load and its capacity increase rapidly， and the customers put forward higher and more stringent requirements for the power quality， so only to ensure uninterrupted power supply or even meet the requirements of power grid voltage qualification rate will gradually become history. Nonlinear load such as electric railway， impact load and asymmetric load getting access to the grid， cause serious harmonic "pollution"， and three-phase unbalanced voltage， negative sequence current component， seriously threaten the safe and reliable operation of the power grid. In this paper， the power quality improvement measures are proposed from three aspects， so as to ensure the stable and reliable operation of the power grid， and to solve the impact of various types of load on the power grid.
关键词：电能质量；分析；改善；措施；研究
Key words： power quality；analysis；improvement；measures；research
中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）34-0127-02
0 引言
与煤炭、石油相比，电能的应用程度越来越广，被用在动力、照明、通信、传媒等各大领域，几乎任何一个领域都离不开电能，电能的应用程度是一个国家科技和经济水平的重要标志。电能质量指的是电网中各点电压或电流的幅值、频率、波形等参量符合标准的程度，一般通过电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动和闪变、电压暂降和上升五个指标反应出来。其中，前两项指标在一定程度上取决于电网结构、电网调度、调频方式、系统无功补偿设备和调压所决定。从电能质量的概念充分体现出电压波动的影响以及改善电能质量的意义。鉴于此，下文将重点解析如何改善配网的电能质量措施。
1 电能质量的概念
电能质量是衡量电力企业基于公用电网为电能用户端提供的交流电能的品质特性。从理论层面来讲，通过公用电网输送到用户端的电能，其频率、正弦波形必须是恒定的，并且必须是标准电压。但实际生活中，有谐波源、冲击负荷和不对称负荷接入电网，通过下列几个名词可以对电能质量的概念有更深入的理解：
①电压质量：实际电压和理想电压的偏差。通过电压质量可以衡量电力企业向电能客户输送的电能合格与否。
②电流质量：该指标反映了与电压质量有密切关系的电流的变化，实际运行中对电流波形与供电电压相位有非常严格的限制条件，以确保高功率因素运行，提高电能质量，降低线损。
③供电质量。该指标反映电压质量和供电可靠性，供电企业从客户投诉的反映速度来侧面衡量供电质量。
2 电能质量主要问题及其影响
电能质量的主要问题体现在电压波动、电压跌落以及谐波的影响。
2.1 电压波动的影响
电压波动的影响体现在以下几方面：
①电压波动造成较高输出精度要求的仪器设备其精度达不到要求。
②电压波动会导致使用电能的计算机等设备工作状态异常。
③电压波动造成电热设备运转不正常，当电热设备的电压低于额定电压时，延长升温时间，造成供热量减少；当电热设备的电压低于额定电压时，缩短发热元件的寿命。
④电压波动会导致荧光灯亮度忽明忽暗，如果电压波动幅度较大，会使荧光灯有闪烁感。
⑤电压波动会严重影响异步电动机的转矩、转差率、负荷电流，导致转速时快时慢或负载运转。
2.2 电压跌落的影响
电压跌落的影响体现在以下几方面：
①电压跌落会造成敏感控制器的误动作，从而引起跳闸；造成计算机系统失灵；造成自动化装置停顿或误动作；造成由变频调速器停顿而引发的接触器脱扣或低压保护起动等现象；造成电动机、电梯等停顿，严重时造成人员伤亡、经济损失或设备毁坏。
②电压跌落对供电过程的影响比较严重，并且会造成不小的经济损失，几个周期的电压跌落会导致部分设备运转异常，造成产品质量下滑，严重时会直接导致整个生产线陷入混乱。此外，计划断电后供电秩序会按计划有序恢复，所造成的损失是可控的，但是电压跌落后是无序起动，所造成的损失有时是无法控制的。
2.3 谐波对电气设备的影响
谐波对电气设备的影响体现在以下几方面：
①旋转电机遭受谐波干扰时，通常会产生附加损耗，并伴随振动、噪声和谐波过电压等现象。
②当电容器遭受谐波干扰时，通常会出现电容器局部放电现象，并且电容器介质会加速老化，服务年限大大缩减。经由电容耦合、电磁感应和电气传导的谐波干扰，会使通信线路产生感应电流，在某些状况下会对通信设备以及人员安全造成重大威胁。
③变压器遭受谐波干扰时，会产生较大的噪声，在谐振条件下谐波电流会对变压器造成一定的破坏作用，引起变压器绕组附加损耗、外壳、外层硅钢片以及个别紧固件发热，严重的会造成局部过热。
④遭受谐波干扰时会出现拒动或误动现象。在衰减时间较长的暂态过程中（如变压器合闸涌流中的谐波分量），继电保护和自动控制装置的谐波分量和谐波含量都会有一定幅度的增大，极易引起继电保护误动作。
3 改善电能质量的意义
电能质量影响电力系统的稳定性和可靠性，改善电能质量势在必行。改善电能质量的意义可总结为：
①改善电能质量有助于提高输电系统的安全性和稳定性，以确保其可靠运行。从这点来看，改善电能质量无疑是衡量电网安全性以及供电管理水平的重要参考指标。
②改善电能质量能够为国民经济总体效益的提升、用电效益节能、线路损耗的控制、供电管理环境的优化以及工业生产提供可靠的技术保障。
③改善电能质量是在电力改革大环境下，电力企业为适应市场发展形势和电力竞争而采取的有效手段。
④改善电能质量有助于维持产业生产秩序，同时能够为电力用户提供安全可靠的电能。
4 改善配电网电能质量的措施
本文从以下三个方面提出改善配网电能质量的措施：
4.1 提高电压合格率的措施
①严格按照电力规划安排变电站位置，缩小供电半径，调整配电网的接线结构，使供电范围更加合理。
②通过改造配电网，加大配电网导线型号。
③对110kV及以下电压等级的变电站至少采用一级有载调压，加强无功补偿工作的管理力度，做好配电网无功平衡、电压质量的监测，开展无功电压问题的分析研究，使电网结构、无功潮流分布、有载调压装置和无功补偿设备、就地自动调压和无功就地自动投切装备符合无功电压质量管理的有关要求。
4.2 抑制电压波动与闪变的措施
在现代电网结构中，必须借助现代化无功电压补偿装置抑制电压闪变。目前最具代表性的无功电压补偿装置主要是静止无功补偿装置以及新型无功发生器。
静止无功补偿装置能够对电压闪变进行快速、动态的无功补偿。它可以对动态无功负荷的功率因数进行矫正；对电压波动进行优化调整，以确保电力系统的静态/动态的稳定性。它还可以降低过电压，降低闪烁频率，使电压和电流平衡运行。
新型无功发生器，通过与系统进行双向无功功率交换，以维持电压恒定，可实现从感性到容性全范围内的连续调节，使得其无功输出相当于同容量静止无功补偿装置的1.4-2.0倍。同时，大幅度减少变压器分接头的切换次数，进而减少由此引起的分接头故障次数，减了事故的隐患和故障损失。
4.3 抑制谐波的措施
改善配电网的电能质量，在抑制谐波上，我们可以考虑通过两种方法来达到目的：一种方法我们可以考虑根据谐波检测结果对谐波超标的负荷进行综合治理；另一种方法在实际工作中，应该在变电站的母线上加装谐波补偿装置达到抑制谐波的效果。常见的谐波补偿装置分为三类：无源滤波器、有源滤波器和混合滤波器。根据工作需要，选择适合的谐波补偿装置抑制谐波，达到改善配电网电能质量的目的。
5 结束语
电能质量对人们的生产、生活及经济和社会的影响越来越大，电力负荷容量与数量的增加、客户对电网的电能质量提出的要求越来越高和客户对停电容忍度的降低，从各个方面体现了电能质量影响到人们的生产、生活和社会的经济发展。文中从提高电压合格率、抑制电压波动与闪变和抑制谐波这三个方面，提出了改善配电网电能质量的措施，从而为电力客户提供更优质的电能。
参考文献：
[1]王辉华.配电网电能质量提升研究[D].浙江：浙江大学，2012.
[2]姚岳，史新华，周茜.配电网电能质量及改善措施[J].大众用电，2016（4）：31-32.
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电能质量分析范文第7篇
关键词：电能 质量 中小波 变换 分析
【分类号】：TM73
我们的生活离不开电，但是有一利就有一弊，电污染也给我们的生活带来很大的危害，比如人接触电后被电晕，大量电辐射等等。人类科学技术进步和科学技术有待提升，人离不开科技，更离不开电力。
一、谐波的分析
（一）谐波的含义
由于经济的发展和科技的不断进步，人们生活质量的普遍提高，电力产品更加广泛的应用到我们每个人的生活中，成为不可或缺的一部分，然而电力产品不光用于我们的生活，还用于一些生产领域、工业领域，这样就导致了谐波的成分不断上升。与此同时，随着人们对用电的需要，对于电的质量的要求也是越来越高，把电网谐波控制在合理的范围内，避免谐波对电能造成伤害，保证电压水平，这就使治理谐波成为电力的最急迫的问题[1]。
（二）谐波造成的伤害和严重影响
谐波的产生就会对电力造成严重的伤害，无论是设备通讯，还是无线网络，都会产生影响。由此看来，谐波的伤害大概可以分为以下几种：过量的负荷和不断的发热。对一些旋转式的发动机和无功补偿性的电容器类别和变压器以及各种通讯系统等等，因此，谐波对电力的影响是较为广泛的。
二、电能质量的几种分类
（一）分类
电能质量问题一般是由电力中多种信号干扰而引发的。覆盖的层面非常广泛，有的是短时的，有的是长时的，还有的是短时期或者是长时期的；还有一些频率上面的问题。但是从总体上来说，主要可以分成非稳态和稳态[2]。
（二）一般用的分析方法
从现在看来，对于电网的质量问题的分析主要在三个大方面，一是建立起对应的电力模型，二是面对不一样的质量问题来制定防范的措施，三是检测电力质量。由于对电力工作的深入研究，数字技术一些分析方法得到了更广泛的使用，对于数字分析可以分为三个方面，分别是频域、换域和时域。
三、中小波分析现状及问题
（一）小波变换的原理
小波变换是在上世纪80年代兴起的，小波变换被认为是近些年来在一些方法和使用工具上的重大突破，也是应用类数学和纯数学的结合。小波变换来源于空间平移和不断伸缩。于1910年提出来的，小波变换发展的过程中，非常多的学者为小波理论都画上了浓厚的色彩，自从1922年起，当时的小波变换发展已经达到了新的阶段，自此以后，小波变换的发展不断的上升和完善，小波变换运用越来越广泛，到后期变成处理信号的重要手段之一，并且得到了更快速的发展[3]。
（二）小波变换的比较
小波与Fourier变换相比，小波的变换是由频率和空间的部分变换，所以能够更有用的提取相关的信息资料，小波还解决了一些Fourier变换一些解决不了的问题。在许多数学家看来，新的数学分支是小波变换演化而来的，小波变换是由样条分析，Fourier分析，泛函分析，数值分析的非常好的结晶。但是信号处理专家却认为，小波变换是多分辨分析和处理分析的一种崭新的技术，小波变换在图像识别，语音合成等方面带来了很深刻的意义。
（三）Fourier与小波变换
与Fourier的变换和窗口的Fourier变换相比较，小波变换的最大好处就是小波变换在频率、时间两个领域上都有很好的局限性，所以运用小波变换可以聚集到电信信号的随意细节里，这就不会导致因为小波变换而引起电能质量下降的各个扰乱信息进行的定位和检查提供可能。然而导致电能质量急速下降的各个扰乱本质上是一个包括不同点的短暂性的扰乱信号，信号小波变换的系数模的最值与信号奇异点之间的基本关系，就是当小波变换用作平滑函数的第一阶导数的时候。这时小波变换的系数的模的最大值点相对应的是信号的奇异点也就是我们所说的突变点，从这个结论出发，许多学者运用现有的存在的小波函数或者再根据所处理的问题从而构造成的小波函数。
（四）复数小波变换在电能质量中相关问题的研究
学者们在对实数小波变换的研究的同时，近年来，复数小波变换的一些优秀特征与其有关联的应用也慢慢引发了众多学者的青睐与关注，这就使复数小波变成了小波理论的研究新的最热点问的题之一。目前，电能质量问题分析中得出复数小波的一些基本构造问题，但是大都因为缺少系统性和理论性。所以，单从复数小波在电能质量的信号分析中看，主要研究的问题，首先一定要从理论上看是解决如何实现复数小波函数的基本系统构造或者为其构造而设立的对应的框架。
四、小波变换
（一）傅立叶的变换与短时的傅立叶的变换
傅立叶的变换一直以来是信号处理领域上非常完美、运用非常广泛、效果最好的一种分析理解手段。目前最主要的检查方法基本都是源于傅立叶变化得来的，傅立叶变换是从时间的领域到频率的领域之间相互转化的一种工具。从某些意义上来说，傅立叶变换的实质是非常复杂的，难以想象的。傅立叶变换是一种纯粹的频率领域的分析变化方法，他在频率领域的定位性是科学有效的，而且在时空领域下没有任何的定位性，所以傅立叶变换所反馈的是整体下信号的全部时间下的整体领域特性。而且不能提供给我们任何的部分时间段上频率信息，不能够把时间领域和频率领域更好的结合起来，所以无法通过来了解扰动发生的时刻在[4]。
（二）小波分解与重新构造
多分辨率的分析的基本思想一般是把信号的投影到一些互相正交的小波函数构成的一些子空间里，从而形成了各种信号在不同的度量上的展开，所以就提取了信号在各个不同的频带上的特征，也同时还保留了信号在各个度量上的一些时域特征，虽然大多分辨率的分析是一种很有效的时间频率分析的方法，但是他每次只能对信号的一些低频和一些高频部分来进行多方面的划分，然而对于信号来进行更加的精确的分析检验。
（三）小波包变换的测量
一些电网能力的频率计算大多是通过测试周期的方法实现，这种方法是运用硬件检测然后输入到波形中的过零点，控制其计算器计算的方法得以实现频率的一些测量。但是这种方法有缺点也有优点，缺点就是，需要很大的硬件开销，而且在输入信号的过程中，其中含有非常多的谐波时，测量的准确性不是非常高，误差也比较大。其优点是，编程过程非常渐变，利于很快编程。还有一种测量方法，这种方法提出了首先用交流这种采样方法得到的采样数据信号来进行一些数字滤波，等到滤出其中的基波后，然后再通过插值求波形过零点的时候，进而在求出其对应周期的方法。所以在次基础上，只要求我们求出T的导数，然后便可以得到我们所了解的电网的频率了。但是必须保证采样的速率足够的高。这样就可以使算法和测量具有非常高的效率。
结束语：
电能问题一直都是现在社会人类都很关注的一个重要问题，其中检测的手段还有了解分析手段正在慢慢完善，一些经典的各种变换方式在电能质量的一些问题上的处理已经非常成熟了，有更多的复杂的难以理解的现象等待着我们更加先进的科学技术和数学工具，然后我们将采用更先进的手段去解决这些待处理的问题，需要我们以后的思考与技术的提升进步。
参考文献：
[1]牟英.电能质量分析及其补偿方法的研究[M].兰州理工大学，2009，05，10
[2]拜润卿.小波变换在谐波检测中的应用分析研究[M].甘肃电力技术，2008，06，01
[3]耿云玲.电能质量扰动分析中小波变换的应用研究[M].湖南大学，2006，04，02
电能质量分析范文第8篇
电能质量是指供电电气设备在正常情况下不中断和不干扰用户的情况下能正常工作，一些因素会使电能波形偏离对称正弦，由此便产生了电能质量问题，影响电能质量的主要原因有以下几种：1）频率偏差。它是衡量电能质量的一项重要指标。例如，频率发生变化可以使异步电动机的转速发生变化，导致电动机的功率下降，异步电动机的励磁电流增加，引起无功功率的增大。2）电压偏差。主要是由负荷电流或故障电流在电力系统各个元件上流过时产生的电压损失而引起的。对电动机而言，电压降低会导致转矩下降，电流增加使电动机线圈发热引起电动机的温度上升，严重时甚至烧毁电动机。3）电压波动和闪变。电压的波动和闪变是指在电网中瞬时的变化，是由于负荷急剧变化冲击而引起的，如大型电动机的启动、电弧焊机的使用等。电压的波动和闪变使电网的电压损耗相应地变动，导致电气设备不能正常工作。4）高次谐波产生与危害。油田和石化企业的工业设备功率大、数量多，为了节约电能和满足工艺流程的控制要求，在生产中使用了大量的各种整流设备、变频器、交流电焊机等，这些设备的运行产生了大量的谐波电流，通过电网在电网阻抗上产生谐波电压降，从而导致谐波的产生。谐波过电压对变压器的差动保护、线路距离保护、电能计量精度、通信质量、继电保护和自动装置等都有影响。5）供电系统三相不平衡。供电系统的三相不平衡是由三相负荷不对称造成的，如工业上使用的电弧炉、电焊机，大量的单相负荷等都会导致三相负荷的不对称。电力系统三相不平衡不仅会降低电动机效率，减小有效转矩，而且能缩短电动机寿命，同时还可导致变压器使用率的下降。三相不平衡负荷运行还可烧断线路，或直接烧坏用电设备，对于用户影响很大，严重地影响企业的经济效益。
2提高电能质量方法
2.1电力系统频率调整
电力系统的频率变化主要是有功负荷发生变化而引起的。在油田、石化企业电力系统中导致频率发生改变的主要是电力系统发生了短路，或者是用电负荷突然增加；所以，必须在极短的时间内切除部分负荷有效恢复电力系统的正常工作。目前最有效的方法可采用通过设置低频减负装置瞬间切除非重要负荷，低频减负装置由频率测量、时间测量、执行元件组成。当系统的频率下降到频率测量元件的整定值时，测量元件动作同时启动时间元件。整定到一定的时限后，执行元件动作并切除装置所安装的线路负荷；在整定时限到达之前，待电力系统的频率恢复减负装置将自动返回。
2.2电压偏差调节
在油田、石化企业电力用户的供配电系统中，供电线路长，变压器数量多。电压偏差调节应考虑从降低电力线路的电压损失和调节变压器的分接头两方面入手，合理减少系统阻抗，增大导线截面或电缆的截面积，减少系统的变压级数，尽量保持系统三相平衡，设置无功补偿装置来降低系统阻抗和减少电压损失。
2.3电压的波动和闪变抑制
在设计时对用电负荷进行区分，对变化较大的用电负荷采取合理的接线方式。大型电气设备需单独接地，选择合适的供电电压，增大供电容量减少系统阻抗，并加大系统短路容量；同时，还可采用静止无功功率补偿装置（SVC），目前在大庆油田已使用了两套，对电压的波动闪变起到了良好的作用。
2.4高次谐波抑制
安装无源电力谐波滤波器，它由电容器、电抗器和电阻器组成。一般有单调谐滤波器、双调谐滤波器和高通滤波器。单调谐滤波器用来滤除低频单次谐波，双调谐滤波器可以同时吸收两种谐波。在小的容量装置中可以选择单调谐滤波器，在大的容量装置中可以选择双调谐滤波器。安装有源电力谐波滤波器，它由静态功率变送器构成，其主要功能是高次谐波电流的检测、调节和控制，有良好的补偿效果和通用性。它也是一种向电网注入补偿谐波电流，以抵消负荷所产生的谐波电流的滤波装置。设负荷电流iL为方型波，所含的谐波分量为iH，有源滤波器产生一个与振幅相等、相位相反电流iF，则与iL综合后电流侧的电流iS就变成正弦波。
2.5系统三相不平衡的解决方法
电力系统三相不平衡的主要原因是单相负荷分配不合理，可以采取以下的应对措施：1）采用电抗器和电容器组成的电流平衡装置，在单相负荷较大的一相分别接入纯阻性负荷，感性电纳、容性电纳，使三相负荷达到平衡。2）采用大容量的平衡变压器，它具有降压和换相功能的特殊接线的变压器。3）对于不对称比较严重的负荷，尽量接在短路容量较大的系统并采用独立变压器供电。4）加大负荷接入点的短路容量，如提高系统的电压级别来提高系统承受不平衡负荷的能力。
3结论
加强电力系统的运行和管理，在实际工作中加大对设备负荷的调查分析力度，经常对以上各种指标进行测试，及时发现问题并做好对电力系统频率的调整，电压偏差的调节，电压波动和闪变、供电系统三相不平衡、高次谐波的抑制等工作，不仅可以改善和提高电能质量，节约电能，而且对于企业的安全生产和提高企业的经济效益有着十分重要的意义。
电能质量分析范文第9篇
【关键词】电能质量；谐波；闪变
1、引言
2012年2月15日23：04 分，35kV上鉴陂水利工程管理处桥头电站发电机励磁烧坏。该水电站是以35kV线路接入多祝变电站，水电站方面怀疑有其他用户谐波注入导致发电机烧坏，于是，本着对用户负责的态度，对110kV多祝变电站35kV多华线315（炼钢厂）供电线路的电能质量问题进行检测和分析，以求查清并解决用户的电能质量问题。
2、炼钢厂主要设备工作特性
35kV多华线315（炼钢厂）主要生产设备是电弧炉，它是利用交流电弧产生热量来熔炼金属的一种电炉，属于间歇式冲击功率负荷其运行周期主要包括熔化期、氧化期和还原期三个阶段，其主要的电气特性有：①、消耗功率强烈快速，并随机变化；②、熔化期电能质量下降程度最大，时变性最强；③、氧化和还原期电压波动和谐波显著降低； ④电能质量随着熔化期运行条件不断变化。
3、35kV多华线315（炼钢厂）电能质量的分析
通过现场电能质量监测装置，导出35kV多华线315电能质量监测数据，分析如下：
（2）生产时间的确定
从电能质量监测分析系统中导出的功率变化曲线如下图：
结合我局调通中心提供的2月15日的日负荷情况，可以知道23:00至24:00这段时间内，35kV多华线315在进行生产。
（3）监测数据分析
2月15日23:00至24:00这段时间，35kV多华线315专线用户的电能质量数据报表如下：
由上报表可知：在23:00至24:00这段时间内，35kV多华线315谐波电压总畸变三相95%概率值都在3.12%以上，共超国标值9次，电压闪变三相95%的概率值都在3.178%以上，超国标值次数为6次，总的来说，35kV多华线315在生产过程中存在谐波和闪变等电能质量指标超标情况。
4、结论
通过以上的分析可知：2012年2月15日23：00至24：00这段时间， 35kV多华线315（炼钢厂）在进行生产，其产生的谐波及闪变等电能质量指标超标，有可能是导致35kV上鉴陂水利工程管理处桥头电站发电机励磁烧坏的原因，所以，下一步需要对35kV多华线315（炼钢厂）进行谐波治理，确保其电能质量相关指标在可控范围。
5、结束语
本文根据工作实际，就35kV上鉴陂水利工程管理处桥头电站发电机励磁烧坏的问题，先简单介绍了炼钢厂主设备的生产特性，然后对35kV多华线315（炼钢厂）电能质量数据进行分析，知道其在生产过程中存在谐波和闪变等电能质量指标超标情况，起到一定的抛砖引玉作用。
参考文献
[1]肖湘宁.《电能质量分析与控制》.中国电力出版社,2010
[2]《现代电能质量测量技术》.Dr.He Xuenong 2010 美国福禄克公司出版
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[4]《电能质量 电压波动和闪变》.中华人民共和国国家标准（GB／T 12326 —2008） 2009—05
[5]《电能质量 三相电压不平衡》.中华人民共和国国家标准（GB／T 15543 —2008） 2009—05
电能质量分析范文第10篇
【关键词】电能质量分析仪 谐波检测 不确定度分析
在这几年时间中，由于科学技术不断进步，电力系统内部产生了许多非线性元件，同时也形成了较多质量方面的问题。而在这些问题中，最为重要的内容是谐波问题，所以谐波测量准确性也因此被越来越多的人关注。就电能质量分析仪谐波测量模块来说，普遍是通过快速傅里叶变换来达到目的。同时算法本身也存在频谱泄露现象以及栅栏效应，并且还能够采用增强频谱分辨率的手段进一步降低栅栏效应。所以国家标准明确提出，仪器谐波在测量过程内，使用的频谱分析长度必须保证为十个周期，同时方式也一直为矩形加权。根据该项标准了解到，其更加注重谐波分析对应的分析率，并需要相关仪器增强同步性，进而降低频谱泄露现象。
1 谐波测量算法原理与方法
1.1 加窗算法原理
加窗算法产生的主要原因是因为频谱泄露，进而产生测量误差。而频谱泄露内部的信号普遍都不是F的倍数，这时就能够从两个不同方面展开研究：首先经由采样频率出现的转变促使信号内部现存频率不在F整数倍上；其次使用非整周期截断的方式，促使F出现极大的转变。
依照不同窗函数自身特点及主瓣过渡宽带针对性掌握矩形窗向对应的频率分辨率在相对较高的水平，不过阻带衰减则较为缓慢，甚至具备一定的泄露。在大多数环境内，巴特利窗、哈明窗以及汉宁窗普遍都属于主瓣宽度数值的两倍左右，同时其频谱分辨率以及阻带衰减速度都与矩形窗情况相反，并对泄漏现象存在一定的抑制作用。根据上述分析得到的优缺点，当前大量厂商普遍都使用汉宁窗展开生产。
1.2 频谱分析长度检测方法
按照文章之前对加窗算法原理展开的研究能够知道，与国家标准一致的仪器谐波测量必须具备针对F整数倍频点进行分辨的能力，而非整数倍频率则不能够顺利展开分辨工程，进而形成频谱泄露现象。
通过矩形窗展开研究的过程内，需要对频谱分析长度展开检测，明确T的具体值是否为10周波，该标准也能够直接视为检测频谱分辨率是否能够达到5Hz。在通过汉宁窗加权的过程内，若F对应5Hz，对么测量得到的频谱分析长度则必须对应是20周期。因此需要通过检测的方式来决定具体方法的使用。在展开分组算法的时，检测结果也会发生相应转变，因此需要设计下述检测计划：
（1）针对仪器谐波展开进一步精度测量工作；
（2）保证仪器频率分辨达到5Hz；
（3）按照分辨率检测得到的结果，分析电能质量分析仪具体应该使用的方式。
2 数学模型
通过仪器上测量的实际结果与有股那标准值进行针对性比较，得出下述内容：
在本公式中：d代表仪器测量的精准程度；ih表示的含义则是第N次谐波电波测量完成之后得到的实际测量数值；而ihN表示的含义则是第N次谐波电流对应定值。
除此之外，d表示的含义是非正弦电压信号下第N次谐波电流测量值中相对基波之间产生的误差，最后ih则表示测量过程中，某一次谐波电流出现的测量不确认度。
3 分析不确定度发生原因
目前测量得到结果内产生的不确定主要涵盖以下几种来源：测量的环境、方式、设备以及测量人员。针对文章研究过程中出现的测量不确定性，其发生原因为：因为被检电能质量分析仪器在测量过程中发生的重复性，使得标准出现确定性不显著的分量uA，并且主要通过A类方式进行评定；因为实际电能质量分析仪在分辨率方面出现的不确定度分量uIB1、uUB1，运用B类方式进行评定；最后由于校准仪器精准度等级实际标准产生的不确定分量uIB2、uUB2，一般使用B类方式进行评定。
4 标准不确定度评定
（1）针对性测量重复性引入标准不确定度分量结果，分别用uIA、uUA表示
基于重复性条件，针对性进行10次实验，同时保证实验系统谐波电流值维持在0.5A，谐波电压值维持在5%，最后获取的被检仪器谐波电流值的结果及谐波电压含有率结果如表1内容所示。
经由贝塞尔公式计算结果得出的标准不确定度分量uIA、uUA表示为以下内容：
（2）基于电能质量分析仪实际分辨率差异性导致的不确定度分量uIB1、uUB1
本次实验应用的电能质量分析仪主要为Fluke435A电能质量分析仪，其现有分辨率为0.001，与均匀分布原则相吻合，其包含因子，所以实际测量过程中，分辨率准确度引入产生的绝对标准不确定度为下述内容：
（3）基于电能质量分析仪精准度等级引入实际标准产生的不确定度分量uIB2、uUB2
本次实验应用的电能质量分析仪主要为Fluke435A电能质量分析仪，其谐波电流及电压的精准度波动范围为±0.2%，与均匀分布原则吻合，其包含因子，实际测量谐波电流值半宽为=0.01A。谐波电压半宽为=0.2v，所以实际测量过程中，仪器自身精准度等级引入实际标准产生的不确定度为以下内容：
5 不确定度评定拓展以及最佳估计值
正常情况下，被检仪器的谐波电流值在测量过程中，其所得到的最佳估计值往往会采取平均数，而本次实验中最佳估计值数值为0.50055A，此外被检仪器所选取的谐波电压最佳估计值同样也是选择算数平均值，而其最佳估计值数值为5.0005%V。
若置信概率维持在95%水平时，通过t分布表的查询结果得出，最终=1.96，那么最终得到的谐波电流极其电压扩展不确定度内容为一下内容：
=1.96×0.0083=0.01627，
=1.96×0.01214=0.02379。
6 结语
根据本文研究得到电能质量分析仪谐波电压以及电流最佳估计值应该是5.0005%V以及0.50055A，而对应的扩展不确定度则是0.02379以及0.01627。根据比较能够知道最终数据对应的绝对值差值普遍低于0.0368%，而这里分析的电能质量分析仪测量不确定度的评定应该属于合格范围内。
参考文献
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