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電能質量范文1
【關鍵詞】高次諧波；電壓波動；閃變抑制
隨著電力電子技術的廣泛應用與發展，供電系統中增加了大量的非線性負載，特別是靜止變流器，從低壓小容量家用電器到高壓大容量用的工業交直流變換裝置，由于靜止變流器是以開關方式工作的，會引起電網電流、電壓波形發生畸變，引起電網的諧波“污染”。另外，沖擊性、波動性負荷，如電弧爐、大型軋鋼機、電力機車等運行中不僅會產生大量的高次諧波，而且使得電壓波動、閃變、三相不平衡日趨嚴重，這些對電網的不利影響不僅會導致供用電設備本身的安全性降低，而且會嚴重削弱和干擾電網的經濟運行，造成對電網的“公害”，為此，國家技術監督局相繼頒布了涉及電能質量五個方面的國家標準，即：供電電壓允許偏差，供電電壓允許波動和閃變，供電三相電壓不允許平衡度，公用電網諧波，以及供電頻率允許偏差等的指標限制。
1.電壓允許偏差
用電設備的運行指標和額定壽命是對其額定電壓而言的。當其端子上出現電壓偏差時，其運行參數和壽命將受到影響，影響程度視偏差的大小、持續的時間和設備狀況而異，電壓偏差計算式如下：
電壓偏差（%）=（實際電壓-額定電壓）
額定電壓×100%……（1）
《電能質量供電電壓允許偏差》（GB12325-90）規定電力系統在正常運行條件下，用戶受電端供電電壓的允許偏差為：
（1）35kV及以上供電和對電壓質量有特殊要求的用戶為額定電壓的+5%～-5%。
（2）10kV及以下高壓供電和低壓電力用戶為額定電壓的+7%～-7%。
（3）低壓照明用戶為額定電壓的+5%～-10%。
為了保證用電設備的正常運行，在綜合考慮了設備制造和電網建設的經濟合理性后，對各類用戶設備規定了如上的允許偏差值，此值為工業企業供配電系統設計提供了依據。
在工業企業中，改善電壓偏差的主要措施有三：
（1）就地進行無功功率補償，及時調整無功功率補償量，無功負荷的變化在電網各級系統中均產生電壓偏差，它是產生電壓偏差的源，因此，就地進行無功功率補償，及時調整無功功率補償量，從源上解決問題，是最有效的措施。
（2）調整同步電動機的勵磁電流，在銘牌規定植的范圍內適當調整同步電動機的勵磁電流，使其超前或滯后運行，就能產生超前或滯后的無功功率，從而達到改善網絡負荷的功率因數和調整電壓偏差的目的。
（3）采用有載調壓變壓器。從總體上考慮無功負荷只宜補償到功率因數為0.90～0.95，仍然有一部分變化無功負荷要電網供給而產生電壓偏差，這就需要分區采用一些有效的辦法來解決，采用有載調壓變壓器就是有效而經濟的辦法之一。
2.公用電網諧波
諧波（Harmonic）即對周期性的變流量進行傅里葉級數分解，得到頻率為大于1的整數倍基波頻率的分量，它是由電網中非線性負荷而產生的。
電能質量公用電網諧波》（GB/T14529-93）中規定了各電壓等級的總諧波畸變率，各單次奇次電壓含有率和各單次偶次電壓含有率的限制值。
該標準還規定了電網公共連接點的諧波電流（2～25次）注入的允許值；而且同一公共連接點的每個用戶向電網注入的諧波電流允許值按此用戶在該點的協議容量與其公共連接點的供電設備容量之比進行分配，以體現供配電的公正性。
3.電壓波動和閃變
電壓波動（Fluctuation）即電壓方均根值一系列的變動或連續的改變，閃變（Flick）即燈光照度不穩定造成的視感，是由波動負荷，如電弧爐、軋機、電弧焊機等引起的。
《電能質量電壓波動和閃變》（GB12326-2000）是在原來標準GB12326-90的基礎上，參考了國際電工委員會（IEC）電磁兼容（EMC）標準IEC6100-3-7等而修訂而成的，適用于由波動負荷引起的公共連接點電壓的快速變動及由此可能人對燈閃明顯感覺的場合，該標準規定了各級電壓下的閃變限制值。
括號內的數值僅適用于公共連接點（PCC）點連接的所有用戶為同電壓等級的用戶場合，Pst為短時間閃變值，即衡量短時間（若干分鐘）內閃變強弱的一個統計量值；Plt為長時間閃變值，它由Pst推算出，反映出長時間（若干小時）內閃變強弱的一個統計量值。
4.三相電壓不平衡
《電能質量三相電壓允許不平衡度》（GB/T15543-1995）適用于交流額定頻率為50Hz電力系統正常運行方式下由于負序分量而引起的PCC點連接點的電壓不平衡，該標準規定：電力系統公共連接點正常運行方式下不平衡度允許值為2%，短時間不得超過4%。
而且該標準還解釋：不平衡度允許值指的是在電力系統正常運行的最小方式下負荷所引起的電壓不平衡度為最大的生產（運行）周期中的實測值，例如煉鋼電弧爐應在熔化期測量等。在確定三相電壓允許不平衡指標時，該標準規定用95%概率值作為衡量值。即正常運行方式下不平衡度允許值，對于波動性較小的場合，應和實際測量的五次接近數值的算術平均值對比；對于波動性較大的場合，應和實際測量的95%概率值對比；以判斷是否合格。其短時允許值是指任何時刻均不能超過的限制值，以保證保護和自動裝置的正確動作。
5.電網頻率
《電能質量電力系統頻率允許偏差》（GB/T15945-1995）中規定：電力系統頻率偏差允許值為0.2Hz，當系統容量較大時，偏差值可放寬到+0.5Hz～-0.5Hz，標準中并沒有說明系統容量大小的界限，而在《全國供用電規則》中有規定：“供電局供電頻率的允許偏差：電網容量在300萬千瓦及以上者為0.2Hz；電網容量在300萬千瓦以下者為0.5Hz。
”實際運行中，我國各跨省電力系統頻率都保持在+0.1Hz～-0.1Hz的范圍內，這點在電網質量中最有保障。
電能質量范文2
一、綜述
發電企業的電能質量管理貫穿于基建、生產過程中，發電企業要以安全和質量為中心，依據國家、行業有關標準、規程，利用先進的測試和管理手段，對電力設備的健康水平及與安全、質量、經濟運行有關的重要參數、性能指標進行監測與控制，以確保其在安全、優質、經濟的工作狀態下運行，從而確保電網的安全穩定運行，提供合格的電能，滿足電力用戶的用電需求。
二、電能質量管理的指標
衡量電能質量的參數包括電壓、頻率和波形，對應的電力企業的電能質量管理指標包括電力
系統頻率允許偏差、電力系統電壓允許偏差、電力系統電壓波動和閃變、電力系統三相電壓允許不平衡度、電網諧波允許指標、暫時過電壓和瞬態過電壓等。對于這些電能質量管理指標，發電企業應依照相應的國家標準和規定以及電網企業的要求，進行專業的監測和管理。
三、電能質量管理的組織機構
發電企業的電能質量管理工作隸屬于電力工業技術監督工作的管理體系，在該管理體系下，建立進行電能質量管理工作的組織機構。一般發電企業的電能質量管理的組織機構如下：
四、各級組織機構的職責
（一）電力技術監督委員會
作為發電企業電力技術監督工作的領導機構，依照國家法規、行業標準等統籌管理本企業的電力技術監督工作。負責組建本企業的電能質量管理工作網，并保證電能質量管理工作所需的物力和人力資源，確保本企業的電能質量管理工作順利、高效的開展。
（二）電廠技術管理部門
作為發電企業電力技術監督工作的二級機構，負責本企業的電力技術監督的歸口管理。一般工作涵蓋以下幾個方面：
1.制定電能質量管理程序并監督其執行。
2.設立電能質量管理專責工程師并報上級管理部門備案。
3.審核和匯總電能質量管理的報表和總結并歸檔。
4.向上級管理部門上報電能質量管理的工作計劃、報表和總結。
5.批準電能質量管理相關的技術文件。對保證電能質量的措施進行技術監督。
6.檢查、督促和跟蹤影響電能質量的問題。建立影響電能質量的相關設備的技術檔案。
7.負責電能質量管理相關的外委服務合同的編制，協助和監督外委服務合同的執行。
8.組織電能質量分析例會。
9.定期組織對電能質量管理工作進行監督檢查并提出獎勵和考核建議。
10.組織參加上級主管部門召開的電能質量管理相關會議，并落實會議要求。
11.協調本企業計量監督組織進行電能質量監測所使用的儀器、儀表的定期校驗工作。
12.審查變更改造中影響電能質量的報告并報上級主管部門批準。
13.組織公司運行和檢修期間的電能質量事故的調查分析和反事故措施的制定工作。
14.對于電能質量管理工作中出現的重大異常或事故，負責及時向上級主管部門報告。
（三）電能質量管理工作組
作為發電企業電能質量管理的三級機構，依照本企業的管理程序開展電能質量管理的日常工作。一般工作涵蓋以下幾個方面：
1.設置專職（兼職）電能質量管理工程師。
2.根據本企業的具體情況制定電能質量管理的規程、技術措施和實施細則，做好電能質量管理的日常工作。
3.按時編制和報送電能質量管理的工作計劃、報表和總結，確保各項數據真實可靠。
4.配合技術管理部門建立影響電能質量的相關設備的技術檔案。
5.參與電能質量管理相關的外委服務合同的編制和執行。
6.參加相關的電能質量管理培訓。
7.參加電能質量分析例會，提出和協助解決影響電能質量的問題。
8.參與本企業調試、驗收、運行和檢修期間的電能質量事故的調查分析和反事故措施的制定工作。
電能質量范文3
【關鍵詞】 供電系統 電能質量 無功補償
對于供電系統而言，其電能質量的好壞直接影響著用電的安全性和穩定性。通常而言，衡量供電系統電能質量的基本指標包括如下兩種，即電壓與頻率，此外，還有其他諸如諧波、三項電壓對稱與否等相關指標。一旦這些指標出現異常，將直接導致供電系統電容器、電纜線路發生擊穿及損壞，保護裝置產生誤動作、變壓器諧振增加等情況。因此，對供電系統運行過程進行研究時，不僅要對負荷的分配情況進行考慮，還要對無功功率及有功功率的優化分布進行考慮，同時，還需兼顧供電系統電能質量的相關指標，針對電能質量指標改變的原因進行認真研究，并針對不同情況采取不同措施進行解決，以真正確保供電系統運行過程的安全性和穩定性，從而保障電能能夠得到源源不斷的供應。
1 供電系統電能質量產生變化的原因分析
造成供電系統電能質量發生變化的原因有很多，大致可以分為以下幾種。
（1）在供電系統中，發電機的轉速決定了電力系統的頻率，發電機軸的轉矩對應發電機功率，而轉矩與轉速又存在一定的相關性。所以，如果供電系統的發電機中功率不平衡時，會影響系統的頻率，使頻率發生變化。因此，為了保證供電系統能有穩定的頻率，要使有功功率平衡，并且具有一定的容量空間，從而為供電系統提供穩定的電力。
（2）供電系統無功功率的平衡、負荷情況均與系統的電壓水平成一定的關系。設備運行時，無功沖擊負荷與感性負荷大量的出現，既有有用功率，也有無用功率，但沖擊負荷的無功功率要比正常值大幾倍。供電系統設備的故障、接線方式的不同以及負荷的變化，會增大系統的無功功率或破壞功率的平衡。當輸電電壓和系統額定電壓固定不變時，整個系統的有功損耗隨著功率因素平方的增大而減小，成反比關系。功率因素降低時，無功功率升高，壓損也升高，設備的電壓偏移加大，從而降低供電系統的電能質量。此外，當功率因素降低、無功功率增大時，供電系統的有功功率降低，限制了供電系統的供電能力，從而使系統出現波動現象，損耗各種電氣設備，降低供電效率，甚至危害系統設備等。
（3）當供電系統中的非線性負荷、非線性元件或磁性設備材料的電壓或者電流出現畸變時，就會產生諧波，對供電系統造成嚴重的損耗，降低電能質量。在實際的情況中，發電機、變壓器、輸電線路等都會產生大量的諧波，諧波會對供電系統造成電力污染，改變供電系統的各項指標，而且還會增加系統的功率損耗。
2 電能無功功率補償相關內容概述
2.1 電能無功功率補償的概念
在供電系統中，電力設備一方面會消耗有功功率，另一方面還會消耗無功功率，即設備的電磁元件在建立磁場時消耗的電能。電容器在供電過程中，會吸收一定的電能來建立電場，這種功耗也屬于無功功率的范圍。電氣元件結構性質的不同決定了電流超前還是滯后，當電流對電容元件作功時電流滯后，而當電流對電感元件作功時電流超前，且電容電流與電感電流的方向正好相反。在相同的電路系統中，如果既有電容又有電感元件，那么電路中的無功功率就會相互抵消。所以，可以利用這種抵消特性，讓電路的同步補償器中發出負無功功率，或者可以設計合理的電容電感比例，使整個電路中的無功功率和無功功率產生的電流相互抵消，實現無功補償，進一步提升供電系統的電能質量。
2.2 電能無功功率補償的作用
電能的無功功率補償有降低供電系統電能損耗、降低電壓損失和減小輸電電流的功能，且保證供電系統的電能源穩定一致。盡可能的降低電能傳輸中的無功功率，同時增加電網中的有功功率，補償無功功率，提高電能功率因數。此外，補償無功功率還可以降低發電成本、節約供電系統的容量。當電能功率因素提高后，電網中的有功功率比例會增加，線損會降低，從而提高供電系統的電能質量。因此，在供電系統中，對無功功率進行補償，不僅可以提升電能質量，還能提升經濟效益。
2.3 電能無功功率補償應遵循的原則
2.3.1 提高自然功率因數
在發電過程中，當電動機的負載率達到75%時，功率因數最高。除此之外，控制電機的空載運行、同步化異步機的運行、選擇變壓器的最佳負載率以及降低電機的輕載運行都可以提高自然功率因數。盡管以上方法都可以提升功率因數，但是仍然達不到我們要求的標準，只有進行補償無功功率，才能提高自然功率因數，從而在真正意義上提高供電系統的質量性能。
2.3.2 無功功率補償
充分發揮電力設備的功能和特性，使同步機發出無功功率來進行補償，提高功率因數。根據情況的需要，利用電容補償器進行集中、分散或者獨立的無功功率補償，達到預期的功率因數。
2.4 電能無功功率補償的主要方式
電能無功功率補償的方式大致三類，第一類為集中補償，分為低壓集中補償和高壓集中補償兩種，集中補償具有成本低廉、養護簡易、補償集中且利用率高等優點，但是補償效果不佳；第二類和第三類分別為分散補償和個別補償，主要針對電氣設備進行補償，而且它們的補償效果都非常好，利用率高，但是成本高、養護費用貴。鑒于各種補償方式的優缺點，通常情況下，我們會結合多種補償方式共同安裝，既降低了安裝成本，方便了運行、維修和養護等，而且補償效果也得到了提升，對電力資源進行合理分配和利用。
3 供電系統電能質量無功補償方式的選擇
目前，諧波的處理越來越受到人們的關注，因為諧波的入侵會嚴重影響供電系統電能的質量。對諧波進行合理的處理，可以大大提升電能質量，處理諧波的方式主要有兩種，有源濾波技術和無源濾波技術。無源濾波技術的主要功能為限制諧波的次數，運用電容、電感調諧原理，將諧波陷落到無源濾波裝置中，降低諧波對電氣設備的損害。無源濾波裝置具有制造成本低廉、安裝簡單等優點。有源濾波技術具有有效提高電能質量、消除諧波的功能，功能遠遠強于無源濾波技術。有源濾波技術具有動態補償功能，可以對各種無功功率進行補償，包括頻率、大小一直變化的無功功率，而且補償的響應速度特別快。有源濾波裝置中配備有高抗阻電流源，它不會對系統阻抗造成影響，當供電系統的結構發生變化時，高抗阻電流源的變化不大，也不會與系統阻抗發生諧振，并且還有抑制串并聯諧振的功能。有源濾波裝置在補償諧波時對儲能元件的要求不高，在補償無功功率時甚至不需要儲能元件。使用相同設備可以同時對非整倍次諧波電流和多次諧波電流進行補償，結合集中補償和單獨補償等多種方式對電能進行無功補償。
當供電系統中諧波電流增大時，安裝在供電系統中的有源濾波裝置會發揮出它的功能，它不僅不會因為電流的改變而發生過載現象，還可以在正常狀態下進行工作，產生高次諧波電流進行補償，且不需要斷開系統，避免基波無功功率的輸出，降低濾波器的總容量，防止輕負荷時無功倒送的發生。無功補償的意義在于提升供電系統的容量利用率、調整功率因數對系統的電壓幅值進行控制、減小系統產生的損耗，使整個供電系統的電壓處在一個平穩的狀態，并有效的抑制諧波電流，保護供電系統的安全。
對于無功補償技術而言，其發展過程共經歷了三代，一是機械投切式的無源無功補償裝置，其屬于慢速式的無功補償裝置，二是晶閘管投切式的靜止無功補償裝置，其屬快速無源動態補償裝置，三是以電壓源換流器為基礎的靜止同步補償器，其屬于快速有源動態補償裝置。由于靜止無功補償裝置所使用電力電子器件均為可控硅，因此，該系統響應的時間比靜止同步補償裝置更長，不僅響應速度較慢，而且投入時會有大量諧波產生。而靜止同步補償裝置所采用的是IGBT，因此能夠迅速響應并無諧波產生，因而是無功補償裝置的未來發展方向。
4 無功補償對供電系統電能質量的改善分析
通過無功補償后，供電系統的電能質量會得到有效的改善，不僅改善了諧波電壓，還有效消弱了諧波電流，同時，對于高次諧波也具有一定程度的削弱作用。根據電量統計情況來看，對于負荷基本處于穩定的條件下，供電系統中的無功電量得到了顯著程度的降低，這表明，對供電系統進行無功補償還起到節能的效果。
5 結語
在供電系統中，使用無功功率補償等裝置對供電系統電能質量進行無功補償，降低系統的電能損耗、節約供電的運營成本、延長電氣設備的壽命、減少諧波對系統造成的危害，使供電系統在良好的狀態下運行，保證電力系統的安全。
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電能質量范文4
【關鍵詞】風電場；電能質量；影響因素
風力發電能夠順利并入一個國家或地區電網的電量，主要取決于電力系統對供電波動反應的能力。因為風的隨機性，在運行時對無功的需要和無功只能就地平衡等原因導致電網電壓造成一定量的影響；風電機組在連續運行或者是在進行切換操作的工程中可能引起的電壓波動和閃變問題，因為采用了大功率的電力電子裝置，變速風電機組在運行的過程中還將產生更高次的諧波并注入電網。以風力發電作為電源，并具有間歇性和難以調節的特性，是風電場電能質量不穩定的根本原因。
電能質量的定義是：導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時或瞬態過電壓、波形畸變、電壓暫降與短時間中斷以及供電連續性等。理想狀態的公用電網應該以恒定的頻率、正弦波形和標準的電壓對用戶供電，與此同時，在三相交流系統中，各項電壓與電流的幅值應該是大小相等、相位對稱并且互差120度。但是由于系統中的發電機、變壓器和線路等設備非線性或者不對稱，負荷性質多變，加之調控手段不完善及運行操作、外來干擾和各種故障等原因，這種理想狀態并不存在，因此產生了電網運行、電力設備和供用電環節中的各種問題。
1.電壓偏差
電壓偏差問題是普遍關系到全國工業和生活用電利益的問題，并非僅關系某一地域或某一部門。從政策角度來看，則是貫徹節能方針和逐步實現現代化的重要問題。
大型風電場和風電場周圍的地區，經常會存在電壓變動較大的情況。定速風力發電機組啟動的時候，都會產生比較大的沖擊電流。一臺風力發電機組并網對電網電壓的沖擊相對比較小，但是在并網過程中至少能持續一段時間以后（約為幾十秒）才消失，如果多臺風力發電機組同時直接并網，將會導致電網電壓暫降，所以，多臺風力發電機組的并網要分組才能進行，并且一定要有一定的時間間隔才可以。當風速超過切出風速或者發生故障時，風力發電機則會從額定出力狀態下自動的退出并網狀態，大面積風力發電機的脫網將會導致電網電壓的突然下降，機組較多的電容補償會因為抬高了脫網前風電場的運行電壓，很可能因襲電網電壓的急劇下降。
電壓偏差是衡量電力系統正常運行與否的一項主要指標。因為風力發電機組自身的無功電壓的特性，不管是定速機組還是變速機組都對其接入的電網特別是接入點的電壓有較大的影響。根據我國《風電場接入電力系統技術劃定》，當風電場的并網電壓為ll0kv及其以下時，風電場并網點電壓的正、負偏差的絕對值之和不超過額定電壓的l0%。當風電場的并網電壓為220kv及其以上時，正常運行時風電場并網點電壓的允許偏差為額定電壓的—3%—7%。
風電場參與電壓調節的方式主要包括調節風電場的無功功率和調節整個風電場電壓變電站主要變壓器的變化。風電場在無功率是應當能夠在它容量的范圍內進行自動的調節，使風電場變電站高壓側母線電壓正、負偏差的絕對值的和不超過額定的10%，一般應該控制在額定電壓的—3%—7%。風電場變電站的主要變壓器適宜采用有載調壓變壓器。分接頭切換則可以手動控制或者自動控制，根據電力調節部分的指令進行相應的調制。
風電場的無功電源主要包括風力發電機組以及風電場的無功補償裝置。首先應該合理利用風力發電機組的武功容量和它的調節能力，因為如果僅僅依靠風力發電機組的無功容量是不能滿足系統電壓調節的需要的，那么就需要考慮到在風電場加裝無功補償裝置。風電場無功補償裝置可以采用分組投切的電容器或者是電抗器租，必要是則采用連續調節的靜止無功補償器或者是其他的更為先進的無功補償裝置。
當風電場工作在不同的輸出功率時，風電機組的可控制功率的變化范圍是—0.95—0.95。風電場無功功率的調節范圍以及它的相應速度應當滿足風電場并網點電壓調節的需要。在某些原則上，風電場升壓變電站高壓側功率因數按1.0配置，在運行過程中可以按—0.98—0.98控制。
2.頻率偏差
在電力系統內，發電機發出的功率和用電設備以及送電宿舍唄消耗的功率時不平衡的，這將引起電力系統頻率的變化。系統有功但是功率并不平衡是產生頻率偏差的根本原因。當系統負荷超過或者低于發電廠的出力時，系統頻率就要降低或者升高，發電廠出力的變化就會同樣引起系統頻率的變化。在系統有旋轉備用容量時，發電廠出力就能通過調節器較快的適應負荷的變化，所以負荷變化引起的頻率偏差值較小。如果沒有旋轉備用的容量，負荷增大引起的頻率下降將較大。電力系統的負荷始終隨著時間在不斷地變化，要隨時保證發電廠的有功功率和用戶的有功功率的平衡，維持系統的頻率恒定，所以，電力系統應該具有一定的旋轉備用容量，一般運行的備用容量要求達到1%—3%。
我國發電機發出的正弦交流電每秒鐘的交變次數為50Hz，此頻率即為我國規定的工業頻率，通稱為“工頻”。電力系統中所有的電氣設備都是在50Hz的頻率下工作的。在電力系統正常運行情況下，電網裝機容量小于3000Mw時，系統頻率偏差允許值為土0.5Ks。當電網裝機容量達3000MW及以上時，頻率偏差則不得超過土0.2Hz。在電力系統非正常工作狀況下。供電頗率允許偏差不應超過土1.0Hz。正常運行情況下影響電網頻率的主要因素是發電機的轉速.其頻率的調整要靠發電廠調節發電機轉速來實現。
頻率變動是指頻率變化過程中相鄰極值頻率之差。根據國標規定，用戶沖擊負荷引起的系統額變動一般不得超過士0.2Hz，根據沖擊負荷性質和大小以及系統的條件也可適當變動限值，但應當保證近區電力網、發電機組和用戶的安全、穩定運行以及正常供電。
沖擊負荷即在生產或運行過程中周期性或非周期性地從電網中取用快速變動功率的負荷。工作中要注意的是，用于頻率偏差指標評定的測量，須用具有統計功能的數字式自動記錄儀表，其絕對誤差不大于0.01Hz。
風力發電機組的最大功率變化率包括一分鐘的功率變化率和十分鐘的功率變化率，也可以根據風電場所接入的系統的電網狀況和風力發電機組運行的特性以及技術性能指標等等，由電網運營企業和風電場開放商共同確定。在風電場并網和風速增長的過程中，風電場的功率變化率應當滿足這個要求，也適用于風電成的正常停機，可以接受因風速降低而引起的長處最大變化功率的情況。
大型電網具有充足的備用容量和調節能力，風電接入，一般不會考慮到頻率穩定性的問題。但是對于孤立運行的小型電網，風電帶來的頻率偏移和穩定性的問題是不能夠忽視的。為了保證電網的安全與穩定，在正常的情況下，電網應該留有2%-3%的機組旋轉備用容量。因為風電具有隨機的波動性，它的發電出力隨風能大小的變化而變化，為了保證正常供電，電網需要根據并網的風電容量增加相應的旋轉備用容量，風電上網越多，選裝備用容量也就越多。為了滿足風電機組并網的運行，必須來降低網內其他電廠和整個電網運行的經濟型來作為代價。
為了防止系統低（高）頻率的運行，主要應當采取提高日負荷曲線預測精度的對策，使計劃開機的發電出力和實際的負荷偏差較少；為了充分發揮ACC的功能，需要嚴格要求在正常運行方式下系統頻率偏差不大于規定值。在發生故障的情況下，系統頻率下降時，動用系統旋轉備用容量，進行低頻率減負荷的方式，自動切除部分次要負荷；當頻率升高時，快速減少發電機出力，紳士進行高頻率切機，來使系統頻率盡可能快的恢復在額定值附近。
日前，多數電力系統高峰容量的不足，很可能出現低頻率的運行。在這種情況下，可以選用適當的峰谷電價差，鼓勵用戶避開高峰用電或者減少用電；對用電大戶應當實行計劃用電，盡量不超標用電。保證系統頻率質量，只有電力部門和用戶共同努力才能得以實現。
3.電壓波動
電壓波動是指電網電壓的幅值（或有效值）的快速變動或電壓包絡線的周期性變動，是由于負荷急劇變動的沖擊性負荷及短時重復制工作負荷所引起的。電壓波動值D、指電壓調幅波中兩個極值電壓的均方根值之差，以額定電壓的百分數表示。
電壓波動為一系列電壓變動或工頻電壓包絡線的周期性變化。判斷電壓波動值是否被接受的依據是其對白熾燈工況的影響程度，即引起白熾燈閃變的大小。電壓閃變的主要影響因素是電壓波動的幅值和頻率，并和照明裝置特性及人對閃變的主觀視感有關。電壓的波動值為電壓方均根值的兩個極值Umax和Umin之差?U之差，常以其額定電壓UN的百分數表示其對百分值，即
?U=[（Umax-Umin）/UN]×100%
電壓波動的波形是以電壓均方根值或峰值電壓的包絡線作為時間函數的波形。在分析時抽象地將工額電壓U看做載波，將波動電壓U’看做調幅波。在單一頻率的正弦調幅波U’加在工頻載波電壓U的穩態情況下，Um’為調幅波的峰值，?U’為調幅波的峰值，?U’為調幅波U’的峰峰值，即?U’=2U’，如圖1所示。
大容量設備啟動或停止會引起母線電源電壓的波動，產生瞬態的低電壓或高電壓。國標GB/T12326-1990規定了我國電力系統公告并網點允許的電壓波動：10kv及以下為2.5%；35-110kv為2%；220kv及以上為1.6%。
4.電壓閃變
電壓波動造成燈光照度不穩定的人眼視感反應稱為閃變，嚴格地講，閃變是電壓波動引起的有害結果，是指人對照度波動的主觀視覺反應，不屬于電磁現象。電壓波動和閃變會引起許多電氣設備不能正常工作，閃變的主要影響因素是電壓波動的幅值和頻率，和照明裝置特性及人對閃變的主觀視感有關。通過對閃變實驗的研究發現，閃變的最大覺察頻率范圍是0.05—35Hz，閃變敏感的頻率范圍為6—12Hz，正弦調幅被在8.8Hz的照度波動最為敏感。
4.1影響風力發電機組閃變的因素
風況對風電機組引起的電壓波動和閃變具有直接的影響，風速變化、塔影效應、風剪切、偏航誤差等因素均會引起風電機組輸出功率的波動，尤其是平均風速和湍流強度。由于風率的增加與風速的三次方成正比，在額定風速以上的區域，風速波動引起的功率波動也比較大。
由于塔影效應和風剪切偏以及航誤差等因素所引起的功率波動頻率和風力機的轉速有關，對于現代三葉片的風電機組來說，它的功率波動的頻率為三倍的風力機葉片旋轉頻率，也就是人們常說的3p頻率。3p頻率范圍一般情況下為1.2Hz，該頻率下的風電機組所輸出的功率波動幅度有的時候或許可以達到瞬時平均功率的20%。
拋開風狀況的影響和風電機組的特性外，風電機組拋開風狀況的影響還有風電機組的特性外，風電機組接入系統的電網結構后，也對電壓波動和閃變有較大的影響。代表電網強度的參數主要有：帶公共連接點的電源阻抗、電網線路的阻抗和感抗之比、傳統發電系統的容量和風電機組容量的比等等。影響風電機組引起電壓波動和閃變的主要因素是風電場公共連接點的短路比和電網線路的風力，公共連接點處節點短路的容量越大，風電機組引起的電壓波動和閃變就越小，適當的風力可以有效的使有功功率引起電壓波動被無功功率引起的電壓波動補償掉，進而使總的平均閃變值有所降低。
4.2風力發電機組閃變的測量計算
依據并網風電機組電能質量的國際電工標準規定，并網型風力發電機組的電壓波動測量分為連續運行過程和切換運行過程；分開測量能反映出在連續運行過程中風力發電機組的閃變具有隨機噪聲的特征，在切換運行狀態下的閃變和電壓變化則有許多時間上的限制。
5.結論
某地區風電場發生過大面積非正常跳機事件。對該風電場的電能質量進行了全面測試，結論是：風電機組機端電壓升高；諧波電壓和間諧波電壓值在跳機前逐漸增大，到跳機時達到最大，跳閘結束后很快恢復到風電場正常運行的值。另外，風電場公共連接點的短路容量偏小，是風電場頻繁發生跳機的原因之一，增大短路容量會對風電場的非正常跳機事件有所改善。這次實際跳機事故的研究表明，風電場電能質量問題關系到風電場自身及電網的安全穩定運行，有必要研究風電場的電能質量問題。
（1）風電場并網后可能引起電網電能質量問題。風電場并網技術規定按照國內已經頒布的有關標準而制定。風電機組和風電場電能質量測試與評估方面按照IEC61400-21標準執行。
（2）風電場在公共連接點處引起的電壓變動d（%）應當滿足表1的要求。
電能質量范文5
電能質量包括：供電可靠性、電源的波形、電源電壓。
供電可靠性直接影響到用戶的日常生活。 電源頻率影響到用戶用電設備的穩定性。 電源電壓過高會縮短用電設備的壽命。電壓過低會影響設備的正常運行。
電能質量是指電力系統中電能的質量。理想的電能應該是完美對稱的正弦波。一些因素會使波形偏離對稱正弦，由此便產生了電能質量問題。一方面我們研究存在哪些影響因素會導致電能質量問題，一方面我們研究這些因素會導致哪些方面的問題，最后，我們要研究如何消除這些因素，從而最大程度上使電能接近正弦波。
（來源：文章屋網 ）
電能質量范文6
關鍵詞：變電站 電能質量 監測分析控制技術
中圖分類號：R363.1+24 文獻標識碼：A 文章編號：
0引言
隨著國民經濟的發展，科學技術的進步和生產過程的高度自動化，電網中各種非線性負荷及用戶不斷增長；各種復雜的、精密的，對電能質量敏感的用電設備越來越多。上述兩方面的矛盾越來越突出，用戶對電能質量的要求也更高，在這樣的環境下，探討電能質量領域的相關理論及其控制技術，分析我國電能質量管理和控制的發展趨勢，具有很強的觀實意義。
1衡量電能質量的主要指標
由于所處立場不同，關注或表征電能質量的角度不同，人們對電能質量的定義還未能達成完全的共識，但是對其主要技術指標都有較為一致的認識。
(1) 電壓偏差（voltage deviation）：是電壓下跌(電壓跌落)和電壓上升(電壓隆起）的總稱。
(2) 頻率偏差（friquency deviation）：對頻率質量的要求全網相同，不因用戶而異，各國對于該項偏差標準都有相關規定。
(3) 電壓三相不平衡（unbalance）：表現為電壓的最大偏移與三相電壓的平均值超過規定的標準。
2電能質量問題的產生
2.1電能質量問題的定義和分類
電能質量問題是眾多單一類型電力系統干擾問題的總稱，其實質是電壓質量問題。電能質量問題按產生和持續時間可分為穩態電能質量問題和動態電能質量問題。
2.2電能質量問題產生原因分析
隨著電力系統規模的不斷擴大，電力系統電能質量問題的產生主要有以下幾個原因。
2.2.1電力系統元件存在的非線性問題
電力系統元件的非線性問題主要包括：發電機產生的諧波；變壓器產生的諧波；直流輸電產生的諧波；輸電線路（特別是超高壓輸電線路）對諧波的放大作用。此外，還有變電站并聯電容器補償裝置等因素對諧波的影響。其中，直流輸電是目前電力系統最大的諧波源。
2.2.2非線性負荷
在工業和生活用電負載中，非線性負載占很大比例，這是電力系統諧波問題的主要來源。電弧爐（包括交流電弧爐和直流電弧爐）是主要的非線性負載，它的諧波主要是由起弧的時延和電弧的嚴重非線性引起的。居民生活負荷中，熒光燈的伏安特性是嚴重非線性的，也會引起嚴重的諧波電流，其中3次諧波的含量最高。大功率整流或變頻裝置也會產生嚴重的諧波電流，對電網造成嚴重污染，同時也使功率因數降低。
2.2.3電力系統故障
電力系統運行的內外故障也會造成電能質量問題，如各種短路故障、自然現象災害、人為誤操作、電網故障時發電機及勵磁系統的工作狀態的改變、故障保護裝置中的電力電子設備的啟動等都將造成各種電能質量問題。
3電能質量分析方法
3.1時域仿真法
時域仿真方法在電能質量分析中的應用最為廣泛，其最主要的用途是利用各種時域仿真程序對電能質量問題中的各種暫態現象進行研究。目前較通用的時域仿真程序有EMTP、EMTDC、NETOMAC等系統暫態仿真程序和SPICE、PSPICE、SABER等電力電子仿真程序。
采用時域仿真計算的缺點是仿真步長的選取決定了可模仿的最大頻率范圍，因此必須事先知道暫態過程的頻率覆蓋范圍。此外，在模仿開關的開合過程時，還會引起數值振蕩。
3.2頻域分析法
頻域分析方法主要包括頻率掃描、諧波潮流計算和混合諧波潮流計算等，該方法多用于電能質量中諧波問題的分析。
頻率掃描和諧波潮流計算在反映非線性負載動態特性方面有一定局限性，因此混合諧波潮流計算法在近些年中發展起來。其優點是可詳細考慮非線性負載控制系統的作用，因此可精確描述其動態特性。缺點是計算量大，求解過程復雜。
3.3神經網絡法
神經網絡理論是巨量信息并行處理和大規模平行計算的基礎，它既是高度非線性動力學系統，又是自適應組織系統，可用來描述認知、決策及控制的智能行為。
神經網絡法的優點是：（1）可處理多輸入－多輸出系統，具有自學習、自適應等特點。（2）不必建立精確數學模型，只考慮輸入輸出關系即可。缺點是：（1)存在局部極小問題，會出現局部收斂，影響系統的控制精度；（2)理想的訓練樣本提取困難，影響網絡的訓練速度和訓練質量；（3)網絡結構不易優化。
3.4二次變換法
二次變換是一種基于能量角度來考慮的新的時域變換方法。該方法的基本原理是用時間和頻率的雙線性函數來表示信號的能量函數。
二次變換的優點是：可以準確地檢測到信號發生尖銳變化的時刻；精確測量基波和諧波分量的幅值。缺點是：無法準確地估計原始信號的諧波分量幅值；不具有時域分析功能。
3.5小波分析法
小波變換是新的多尺度分析數字技術，它通過對時間序列過程從低分辨率到高分辨率的分析，顯示過程變化的整體特征和局部變化行為。常用的小波基函數有：Daubechies小波、B小波、Morlet小波Meyer小波等。
小波變換的優點是：（1）具有時－頻局部化的特點，特別適合突變信號和不平穩信號分析。（2）可以對信號進行去噪、識別和數據壓縮、還原等。缺點是：（1）在實時系統中運算量較大，需要如DSP等高價格的高速芯片。（2）小波分析有“邊緣效應”，邊界數據處理會占用較多時間，并帶來一定誤差。
3.6Prony分析法
Prony分析衰減的思想類似于小波。在該方法中，信號總是被認為可以由一系列的衰減的正弦波構成，這些衰減正弦波類似于小波函數。所以Prony分析方法和小波一樣，可以做多尺度的信號分析。Prony分析的主要缺點是計算時間過長。
4電能質量的控制策略與技術
4.1幾種電能質量控制策略
（1）PID控制：這是應用最為廣泛的調節器控制規律，其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便，易于在工程中實現。當被控對象的結構和參數不能完全掌握，或得不到精確的數學模型時，應用PID控制技術最為方便。其缺點是：響應有超調，對系統參數攝動和抗負載擾動能力較差。
（2）空間矢量控制：空間矢量控制也是一種較為常規的控制方法。其原理是：將基于三相靜止坐標系(abc)的交流量經過派克變換得到基于旋轉坐標系(dq)的直流量從而實現解耦控制。常規的矢量控制方法一般采用DSP進行處理，具有良好的穩態性能與暫態性能。也可采用簡化算法以縮短實時運算時間。
4.2用戶電力（Custom Power）技術
用戶電力技術就是將電力電子技術、微處理機技術、自動控制技術等運用于中低壓配電系統和用電系統中，其目的是加強配電系統的供電可靠性，并減小諧波畸變，改善電能質量。該技術的核心器件IGBT比GTO具有更快的開關頻率，并且關斷容量已達MVA級，因此DFACTS裝置具有更快的響應特性。
5電能質量控制的發展方向
5.1研究電能質量分析控制領域的基礎性工作
一方面要深入探索電能質量領域的基礎性研究工作，包括電能質量的定義、評價標準與體系，電能質量問題的表現形式、影響因素、防治方法等。同時，積極研究電能質量控制的新方法、新技術和新策略，將更為先進、科學的控制理念和控制思想借鑒到電能質量管理領域。
5.2推廣使用數字化電能質量控制技術
以DSP為基礎的實時數字信號處理技術在控制領域得到廣泛應用，其優點為：①可提高系統穩定性、可靠性和靈活性；②由程序控制，改變控制方法或算法時不必改變控制電路；③可重復性好，易調試和批量生產；④易實現并聯運行和智能化控制。隨著DSP性能的不斷改善和價格的下降，電能質量控制裝置將用DSP來實現實時信號處理從而取代模擬量控制。
5.3對電能質量檢測技術的新要求
傳統的檢測儀器一般局限于持續性和穩定性指標的檢測，而且僅測有效值已不能精確描述實際的電能質量問題，因此需要發展新的監測技術。具體要求包括：①能捕捉快速(ms級甚至ns級)瞬時干擾的波形；②需要測量各次諧波以及間諧波的幅值、相位；③需要有足夠高的采樣速率，以便能和得相當高次諧波的信息。④建立有效的分析和自動辯識系統，反映各種電能質量指標的特征及其隨時間的變化規律。
5.4大力發展應用新技術
電力電子技術的應用可以大大提高電網的電能質量，FACTS、CusPow等新技術更是為解決電能質量問題開拓了廣闊的前景，同時一些非電力電子技術的發展也很迅猛，將這些技術融合發展，并合理使用、大力推廣，必然會逐步滿足電力負荷對電能質量日益提高的要求。
參考文獻
[1]Dugan R C， Megranghan M F，Benty H W．E1ectrical power systems quality [M]．New York：McGrawHill, 1996.
