研究生課程 電能質(zhì)量概論

電能質(zhì)量分析與控制程志友安徽大學(xué)教育部電能質(zhì)量工程研究中心課程安排總學(xué)時(shí)數(shù)：54學(xué)時(shí)課程安排：周二〔1－3〕授課方式：講授與自學(xué)相結(jié)合，以講為主；一、課程的性質(zhì)和目的?電能質(zhì)量分析與控制?是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)電力方向的專業(yè)方向選修課程，通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生了解電能質(zhì)量包括的根本內(nèi)容，電能質(zhì)量分析、檢測及控制的根本理論和方法，為學(xué)生畢業(yè)后從事電能質(zhì)量分析、監(jiān)測、控制工作打下必要的根底。－2021碩士研究生課程二、內(nèi)容概要引言第一章電能質(zhì)量概論〔概念定義術(shù)語分類描述整體認(rèn)識〕第二章電能質(zhì)量分析中的數(shù)學(xué)方法〔數(shù)學(xué)變換方法〕第三章傳統(tǒng)電能質(zhì)量問題〔頻率電壓不平衡；依存與約束關(guān)系〕第四章電壓波動(dòng)與閃變〔波動(dòng)與閃變，燈眼腦反響鏈，評估指標(biāo)〕第五章電壓暫降與短時(shí)間中斷〔3要素凹陷域危害與影響〕第六章波形畸變與電力諧波〔非正弦現(xiàn)象非正弦下的功率理論〕第七章電能質(zhì)量監(jiān)測與控制〔檢測方法監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)〕第八章電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與評估〔國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)評估體系〕三、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工

先修課程：電力電子技術(shù)，自動(dòng)控制原理、電力系統(tǒng)分析四、建議教材及教學(xué)參考書［1］肖湘寧主編，?電能質(zhì)量分析與控制?，中國電力出版社，2004年出版［2］程浩忠等編，?電能質(zhì)量?，清華大學(xué)出版社，2006年出版［3］GeorgeJ.Wakileh編，徐政譯,?電力系統(tǒng)諧波——根本原理、分析方法和濾波器設(shè)計(jì)?，機(jī)械工業(yè)出版社，2003年出版。［4］吳競昌編，?電力系統(tǒng)諧波?，中國電力出版社，2001年出版PurdueUniversity---PowerQuality;TheUniversityofTexasATAustin---PowerQualityandHarmonics;InstituteofRensselaer---ElectricalPowersystemsQuality;TheUniversityofAlberta---AdvancedPowerQuality清華、華中科大、湖大、上海交大、西交大等。國內(nèi)外許多著名大學(xué)均開設(shè)PQ課程國外電能質(zhì)量相關(guān)著作出版情況自1996年美國EPRI出版世界第一本PQ著作以來，先后有約20幾部著作出版。主要集中在美國和歐洲。國內(nèi)電能質(zhì)量相關(guān)著作出版情況

2004年國內(nèi)出版了第一本電能質(zhì)量教科書，近3年來翻譯出版了約9部著作。PQ問題已經(jīng)越來越引起國內(nèi)科技界和工程界的關(guān)注。?電能質(zhì)量手冊?2021年6月，WILEY

由歐盟投資立項(xiàng)，由國際銅業(yè)協(xié)會〔歐洲〕承擔(dān)的電能質(zhì)量合作組完成，由10多為教授和專家共同寫作的。在其引言中談到，電能質(zhì)量是一個(gè)涵蓋許多不同主題的復(fù)雜領(lǐng)域……每個(gè)電能質(zhì)量題目都可以寫成一本著作。第一局部集中在電力系統(tǒng)問題上；第二局部通過物理、參數(shù)、測量、干擾源和緩解方法，全部集中在電能質(zhì)量現(xiàn)象上；后三局部那么重點(diǎn)放在工程實(shí)際中的電能質(zhì)量現(xiàn)象、問題和電能質(zhì)量的經(jīng)濟(jì)性等方面上。章節(jié)目錄第一章頻率變化第二章供電連續(xù)性第三章配電系統(tǒng)電壓控制第四章電壓暫降和短時(shí)間供電中斷第五章電壓波動(dòng)與閃變第六章電壓和電流不平衡第七章電壓和電流諧波第八章過電壓第九章現(xiàn)代電力系統(tǒng)波形分析第十章接地第十一章供電可靠性：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第十二章供電可靠性：電器與設(shè)備第十三章電能質(zhì)量監(jiān)測第十四章靜態(tài)換流器與電能質(zhì)量第十五章無功功率補(bǔ)償?shù)谑路植际桨l(fā)電和電能質(zhì)量第十七章電力市場第十八章劣質(zhì)電能的本錢第十九章電能質(zhì)量與電能的合理使用第二十章可理解的電能質(zhì)量HandbookofPowerquality?電能質(zhì)量手冊?2004年國內(nèi)第一本電能質(zhì)量教課書是由華北電力大學(xué)完成電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

電壓等級多：1000kV、500kV、220kV、110kV、35kV、10kV、6kV、0.4kV等供配電線路復(fù)雜，架空線路逐漸被電纜替代接地系統(tǒng)復(fù)雜繼電保護(hù)系統(tǒng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜典型的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如以下圖所示，主電力系統(tǒng)由大型電站500kV或220kV輸電系統(tǒng)及220kV變電站構(gòu)成。次輸電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)由小型電站，110kV、35kV、10kV變電所，配電變壓器和電力用戶構(gòu)成。110kV次輸電系統(tǒng)通過大容量供電變壓器與主電力系統(tǒng)的220kV〔或330kV，或500kV〕輸電系統(tǒng)相連接。預(yù)備知識

電力系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)預(yù)備知識大電力系統(tǒng)概念〔bulkpowersystem)任何時(shí)刻，電力系統(tǒng)的發(fā)電功率必須和負(fù)荷功率相匹配。無論何時(shí)何地，對于系統(tǒng)中的負(fù)荷變化和可能發(fā)生的擾動(dòng)，所有發(fā)電機(jī)必須保持同步運(yùn)行。(采用HVDC等連接方式可以使互聯(lián)系統(tǒng)非同步運(yùn)行〕電力系統(tǒng)是世界上最大的人造動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。預(yù)備知識第一章電能質(zhì)量概論電能質(zhì)量概念定義與責(zé)任體系1電能質(zhì)量的6個(gè)顯著特征2電能質(zhì)量的分類與基本描述3電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)4電能質(zhì)量與電磁兼容5國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)與研究現(xiàn)狀6什么是電能質(zhì)量？

WhatisPowerQuality?

中國巨大電網(wǎng)現(xiàn)狀圖西北東北:

44GW華北:

92GW西北:

37GW華中:

82GW華東:106GW南方:

91GWDC:7.2GWAC:0.5GWDC:0.36GWDC:3GW裝機(jī)容量

:620GW

220kV及以上線路:229000公里AC:1.2GW經(jīng)濟(jì)興旺地區(qū)電力市場空間大2005年底，京津冀魯、華中東四省和華東等地區(qū)主要受端電網(wǎng)〔13個(gè)省區(qū)〕用電量占全國的55％，未來十五年電力需求仍將繼續(xù)保持快速增長，考慮在建煤電、核電、氣電等必要的受端電源及接受西南水電后，預(yù)計(jì)2021年前這些地區(qū)新增電力市場空間合計(jì)約2.58億千瓦以上。特高壓電網(wǎng)構(gòu)建方式西北東北西北南方DC:2.8GWDC:2.2GWDC:3GW華北華中華東華北-華中-華東特高壓同步電網(wǎng)是“團(tuán)狀〞結(jié)構(gòu)，改變了東北-華北-華中同步電網(wǎng)那種穩(wěn)定性相對較差的長鏈?zhǔn)诫娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)，在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上就保證了系統(tǒng)具有較高的平安穩(wěn)定水平。中國電網(wǎng)將成為世界上最復(fù)雜的交直流互聯(lián)大電網(wǎng)，如何保障其平安、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是非常有挑戰(zhàn)性的課題！發(fā)電與裝機(jī)容量目前均居世界第2位中國正處于全面建設(shè)小康社會和構(gòu)建社會主義和諧社會新的歷史時(shí)期，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，電力需求增長迅速。發(fā)電與裝機(jī)容量目前約為6億千瓦〔600GW〕，人均約500W；“十一五〞期間年均增長率預(yù)計(jì)約為10％左右，將到達(dá)9億千瓦。3.2億kW6.8億kW9.6億kW

3.2億kW8.6億kW13.2億kW電力需求增長迅速根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)和社會開展規(guī)劃，預(yù)計(jì)2021年全社會用電量將到達(dá)3.8萬億千瓦時(shí)，全國發(fā)電裝機(jī)容量為8.6億千瓦；2021年全社會用電量將到達(dá)6.6萬億千瓦時(shí)，全國發(fā)電裝機(jī)需要13.2億千瓦，保障電力平安、可靠供給的任務(wù)十分艱巨。65.8787.05137.89217.22319.3251786010501320020040060080010001200140019801990200020212021裝機(jī)容量(GW)大電力系統(tǒng)概念－BULKPOWERSYSTEM系統(tǒng)工程發(fā)電環(huán)節(jié)配電／負(fù)荷輸電環(huán)節(jié)3個(gè)子系統(tǒng)必須作為一個(gè)整體而一起運(yùn)行。了解每個(gè)子系統(tǒng)很重要，了解它們的關(guān)聯(lián)特性也很重要。電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電和配電／負(fù)荷系統(tǒng)組成。電力系統(tǒng)工程，電力系統(tǒng)控制，電力系統(tǒng)規(guī)劃，電力系統(tǒng)運(yùn)行。電力系統(tǒng)的根本任務(wù)不間斷地向用戶供給質(zhì)量〔電壓和頻率〕符合規(guī)定的電能。對其性能要求通常以可靠性表征。電力系統(tǒng)可靠性是按可接受的質(zhì)量〔Quality〕標(biāo)準(zhǔn)和所需數(shù)量〔Quantity〕不間斷地向電力用戶提供電力和電量的能力的量度?？煽啃园ǔ湓Ｐ浴瞐dequacy〕和平安性〔security〕。充裕性和平安性的根本概念充裕性是電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，在系統(tǒng)元件額定容量、母線電壓和系統(tǒng)頻率等的允許范圍內(nèi)，考慮系統(tǒng)中元件方案停運(yùn)及合理的非方案停運(yùn)條件下，向用戶提供全部所需的電力和電量的能力。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行應(yīng)滿足兩個(gè)條件：1〕系統(tǒng)中任一節(jié)點(diǎn)的有功功率和無功功率必須平衡；2〕系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)或各元件的電氣參數(shù)〔如系統(tǒng)頻率、節(jié)點(diǎn)電壓、線路電流、負(fù)荷及功角等〕不應(yīng)超過允許偏差范圍。充裕性缺乏：當(dāng)發(fā)電容量短缺／輸電能力不夠，不能滿足上述正常運(yùn)行條件狀態(tài)時(shí)，即認(rèn)為充裕性缺乏。充裕性和平安性的根本概念平安性是指電力系統(tǒng)在運(yùn)行中承受例如短路或系統(tǒng)元件意外退出運(yùn)行等突然擾動(dòng)的能力。評估系統(tǒng)平安性有兩個(gè)主要方面：1〕系統(tǒng)擾動(dòng)情況及嚴(yán)重程度；2〕擾動(dòng)對系統(tǒng)供電的影響程度〔電氣參數(shù)超出允許范圍；穩(wěn)定破壞和連鎖反響〕。電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題：穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)受到擾動(dòng)〔例如功率和阻抗變化〕后返回運(yùn)行平衡狀態(tài)的能力。它是涉及電力系統(tǒng)平安的一個(gè)重要的復(fù)雜問題，往往另立專題研究〔其中電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定與電能質(zhì)量緊密關(guān)聯(lián)〕。電力系統(tǒng)的6種運(yùn)行狀態(tài)一、正常狀態(tài)能夠保持系統(tǒng)充裕性和系統(tǒng)平安性的運(yùn)行狀態(tài)。二、緊戒狀態(tài)〔可以通過調(diào)整控制恢復(fù)到正常狀態(tài)〕三、緊急狀態(tài)〔某些母線電壓或系統(tǒng)頻率超越允許范圍。允許損失局部負(fù)荷〕；四、極端緊急狀態(tài)或嚴(yán)重事故狀態(tài)〔不至于造成大面積停電〕；五、崩潰〔系統(tǒng)穩(wěn)定破壞，故障連鎖反響，電壓頻率崩潰，大面積減負(fù)荷，系統(tǒng)解列，孤島狀態(tài)〕；六、恢復(fù)過程〔黑啟動(dòng)，〞灰啟動(dòng)“〕。電能質(zhì)量與系統(tǒng)6運(yùn)行狀態(tài)和3特性的相互關(guān)系

在正常運(yùn)行狀態(tài)下，除了系統(tǒng)平安性之外，經(jīng)濟(jì)性也是一個(gè)重要的方面。在緊急狀態(tài)下，電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行處于次要地位。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中需要權(quán)衡和兼顧經(jīng)濟(jì)性〔充裕性與經(jīng)濟(jì)性緊密關(guān)聯(lián)，是一個(gè)重要方面〕和平安性。由此可以看出，正常運(yùn)行狀態(tài)是電能質(zhì)量得以保證的前提條件?；蛘哒f，電能質(zhì)量是在正常運(yùn)行條件下才有評估意義的。電力系統(tǒng)擾動(dòng)和故障擾動(dòng)：泛指一切非預(yù)期的或可預(yù)測的事件的發(fā)生，這些事件對系統(tǒng)產(chǎn)生一定〔不嚴(yán)重、有限嚴(yán)重、嚴(yán)重〕的影響。引發(fā)擾動(dòng)的因素：外部〔氣候和環(huán)境條件〕，內(nèi)部〔設(shè)備線路故障，供需平衡破壞，人為因素，包括保護(hù)的錯(cuò)誤整定，錯(cuò)誤設(shè)置等〕。擾動(dòng)嚴(yán)重度分級：損失電量除以系統(tǒng)峰值負(fù)荷。擾動(dòng)分類尋找系統(tǒng)擾動(dòng)對電能質(zhì)量的影響，影響的關(guān)聯(lián)性，影響的嚴(yán)重性，即在擾動(dòng)嚴(yán)重度到達(dá)何等程度時(shí)，電能質(zhì)量達(dá)標(biāo)已失去意義了？系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與電能質(zhì)量之間相互關(guān)系的思考正常狀態(tài)和警戒狀態(tài)下系統(tǒng)承受發(fā)生概率高的第一類大擾動(dòng)后，仍然能夠〔通過控制保護(hù)措施、有功無功調(diào)整〕恢復(fù)到正常運(yùn)行條件。此過程中存在著潛在的不平安和適當(dāng)降低平安要求。由此，在對電能質(zhì)量的指標(biāo)要求上，要考慮到不同擾動(dòng)類型下的單項(xiàng)質(zhì)量下降的允許范圍。如，由于無功功率波動(dòng)〔即由于負(fù)荷波動(dòng)引起無功不平衡發(fā)生〕引起的電壓偏差允許范圍為5％。而由于線路或母線故障引起的電壓暫降允許范圍10％－90％，且用發(fā)生次數(shù)補(bǔ)充限定。這對系統(tǒng)運(yùn)行和負(fù)荷設(shè)備運(yùn)行都是可接受的。系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與電能質(zhì)量之間相互關(guān)系的思考在緊急狀態(tài)和極端緊急狀態(tài)下，局部或某些母線電壓或系統(tǒng)頻率會超級或嚴(yán)重超越允許范圍，局部負(fù)荷只有停止供電〔允許損失局部負(fù)荷，如低周低頻減載，高頻切機(jī)，系統(tǒng)解列〕，并且有可能進(jìn)一步惡化而失去穩(wěn)定或難以保持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。此時(shí)，在常見的單一故障下仍然可以要求少損失負(fù)荷和保持穩(wěn)定是可能的。但在極端嚴(yán)重故障下，是做不到的，其要求改變?yōu)椴恢劣谠斐纱竺娣e停電〔即大量損失負(fù)荷，而讓局部電源系統(tǒng)穩(wěn)定下來〕。面對以上運(yùn)行狀態(tài)，對電能質(zhì)量的要求只可能是區(qū)域化處理和對待。或者也要考慮質(zhì)量的局部損失?；蛘唠娔苜|(zhì)量控制措施〔如UPS，固態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)、電壓調(diào)節(jié)器，UPQC等〕在此時(shí)發(fā)揮作用，以保證對高等級質(zhì)量要求的負(fù)荷繼續(xù)供電。由此，電能質(zhì)量是要分級保證的。電力系統(tǒng)運(yùn)行中3特性與根本任務(wù)關(guān)系示意圖電力充裕性電力平安性〔穩(wěn)定性〕電力經(jīng)濟(jì)性電能質(zhì)量電能數(shù)量系統(tǒng)正常運(yùn)行電能質(zhì)量不是新問題，電力系統(tǒng)的開展賦予了它新的內(nèi)涵和意義△自從交流電力系統(tǒng)運(yùn)行以來，就存在著電壓和頻率偏離理想值的根本問題。許多可觀察到的電能質(zhì)量擾動(dòng)現(xiàn)象一直在電力系統(tǒng)發(fā)生著，只是由于傳統(tǒng)的機(jī)電負(fù)荷〔如照明、加熱、電動(dòng)機(jī)等占大多數(shù)〕對短時(shí)電壓變化根本沒有反映，況且工業(yè)生產(chǎn)還沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)過程，設(shè)備之間多是相互隔絕的。因此，傳統(tǒng)負(fù)荷只在供電電壓中斷時(shí)才不能正常工作。從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度認(rèn)識電能質(zhì)量—

電力中斷和電能質(zhì)量造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的△目前，絕大多數(shù)電能密集區(qū)都程度不同的為劣質(zhì)電能所困擾?！鲗㈦娔苜|(zhì)量問題放在突出和重要的位置，并將各種質(zhì)量現(xiàn)象看成一個(gè)體系加以研究卻是近十幾年來的新變化?！鲹?jù)國際會議報(bào)告介紹，目前在美國，由于電能質(zhì)量下降,每年的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)200-300億美元。無論是電力生產(chǎn)運(yùn)行還是市場化運(yùn)營，電能質(zhì)量已不僅僅是一個(gè)技術(shù)問題。電能質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系眾所周知，電能是一種具有廣泛適用性的能源形式，它可轉(zhuǎn)換成其它能源形式，亦可轉(zhuǎn)換成各種電能形態(tài)在許多領(lǐng)域和場合使用。例如，可轉(zhuǎn)換為熱能，光能，機(jī)械能，以及非工頻、非正弦的電磁形態(tài)作為現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)和日常生活的根本動(dòng)力源。為保證電能平安、經(jīng)濟(jì)地輸送、分配和使用，對一個(gè)運(yùn)行中的理想供電系統(tǒng)應(yīng)有如下根本要求：

理想供電系統(tǒng)提供的電產(chǎn)品

Whatisspecialaboutthesinewave?

1、電壓恒定2、頻率恒定3、波形正弦4、三相平衡5、電壓電流同相位

電壓合格

電能質(zhì)量構(gòu)成要素示意圖k電產(chǎn)品的質(zhì)量要素：頻率

電壓

供電連續(xù)性頻率合格連續(xù)供電

合格的電能質(zhì)量是合格三要素的交集伏安特性符合歐姆定律〔線性電路〕供電系統(tǒng)運(yùn)行對電能質(zhì)量的根本要求1)以單一恒定的電網(wǎng)標(biāo)稱頻率〔50Hz或60Hz，我國采用50Hz〕、假設(shè)干規(guī)定的電壓等級〔如配電系統(tǒng)一般為110kV，35kV，10kV，380V/220V〕和以正弦函數(shù)波形變化的交流電向用戶供電。理想條件下，這些運(yùn)行參數(shù)不受用電負(fù)荷特性的影響。2)在電網(wǎng)正常運(yùn)行工況下，始終保持三相交流電壓和負(fù)荷電流的平衡。用電設(shè)備汲取電能應(yīng)當(dāng)保證最大傳輸效率，即功率因數(shù)等于1。各用電負(fù)荷之間互不干擾。3)電能的供給要充足，向電力用戶的供電不能中斷，每時(shí)每刻系統(tǒng)中的功率供需都是平衡的。供電系統(tǒng)運(yùn)行對電能質(zhì)量的根本要求為保證用電設(shè)備的正常工作和電力系統(tǒng)的平安穩(wěn)定運(yùn)行，國家電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提出了具體指標(biāo)要求。例如，不同電壓等級下的電壓偏差允許值一般不得超過額定電壓的±5%；電網(wǎng)正常頻率偏差允許值為±0.2Hz；三相電壓不平衡度允許值一般為2%；按不同電壓等級規(guī)定，低壓系統(tǒng)電壓總畸變率極限值為5%等；

按不同電壓等級規(guī)定，電壓波動(dòng)值d%<2%，電壓閃變嚴(yán)重度Pst<1，Plt<0.8等。電力系統(tǒng)的典型擾動(dòng)可能引起電能質(zhì)量問題雷電〔風(fēng)雨、冰雪〕等自然現(xiàn)象對架空線路的損害；設(shè)備〔變壓器、電纜絕緣等〕與電網(wǎng)故障；電容器組和變壓器沖能；配電變電站或工廠電氣運(yùn)行中的誤操作；大型負(fù)荷設(shè)備〔如電機(jī)等〕投入啟動(dòng)；非線性、波動(dòng)性、功率沖擊性及不平衡負(fù)荷運(yùn)行；電力系統(tǒng)接地方式等。極端天氣災(zāi)害給我們提出的思考：

電力系統(tǒng)今后將如何開展大電網(wǎng)大容量高電壓互聯(lián)系統(tǒng)仍在繼續(xù)開展新能源儲能技術(shù)分布式電源微網(wǎng)供電正在迅速興起信息流能量流的統(tǒng)一規(guī)劃統(tǒng)一調(diào)度統(tǒng)一管理自主創(chuàng)新的三種形式：原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新。。。。美國佐治亞理工學(xué)院華人科學(xué)家王中林領(lǐng)導(dǎo)的科研小組日前研制出一種能產(chǎn)生電能的新型納米纖維。美國加州的熱力生命能量公司研究皮膚溫差發(fā)電。日本東北大學(xué)教授西澤松彥領(lǐng)導(dǎo)的研究小組新開發(fā)出了一種利用血液中的糖分發(fā)電的燃料電池。人體內(nèi)能量相當(dāng)1000節(jié)AA電池可用于發(fā)電心臟起搏器、防顫器等，、MP3播放器等小型便攜式電器也能夠直接依靠人體“充電〞，真正實(shí)現(xiàn)“即插即用〞。

電網(wǎng)正常與否關(guān)系到國家平安大問題大停電洪水颶風(fēng)地震大停電電能質(zhì)量現(xiàn)象局部波形圖〔1〕低頻振蕩高頻振蕩瞬變脈沖電力諧波噪聲干擾電壓暫降電壓暫升短時(shí)中斷電能質(zhì)量現(xiàn)象局部波形圖〔2〕暫降SAGS，DIPS中斷INTERRUPTIONS暫升SWELLS瞬變TRANSIENTS諧波HARMONICS，DISTORTIONS陷波NOTCHES波動(dòng)FLUCTUATIONS頻率FREQUENCYDEVIATIONS電能質(zhì)量問題起因調(diào)查統(tǒng)計(jì)圖表自然因素60％供電方17％自然因素66％圖1-2關(guān)于電能質(zhì)量的電力市場調(diào)查結(jié)果(a)對用戶方的調(diào)查結(jié)果〔b〕對供電方的調(diào)查結(jié)果用戶12％相鄰用戶8％其他因素3％供電方1％其他因素0％相鄰用戶8％用戶25％站在不同角度有不同的定義和解釋從普遍意義講，電能質(zhì)量就是指如何優(yōu)質(zhì)地提供電力能源。從供受各方講，由于站在不同的角度，會有不同的定義和解釋：▲電力供給方：電能質(zhì)量是指，所供給的電力技術(shù)參數(shù)符合〔自定義的〕行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)〔如電壓合格率、可靠性評估等〕?！娏ο姆剑阂鹕a(chǎn)過程異常的電力現(xiàn)象都是電能質(zhì)量問題?！O(shè)備制造方：電氣設(shè)備對供電電源提出的所有技術(shù)要求。LPQI(LeonardoPowerQualityInitiative)..asupplythatisalwaysavailable,alwayswithinvoltageandfrequencytolerance,withapure,noisefree,sinusoidalwaveshapeIEEE..theconceptofpoweringandgroundingsensitiveelectronicequipmentinamannersuitablefortheequipmentSankaran(modified)..asetofboundariesthatallowelectricalappliancesandsystemstofunctionasintendedwithoutsignificantlossoflifetimeorperformanceWhatisPowerQuality?權(quán)威機(jī)構(gòu)對電能質(zhì)量的定義定義1：合格電能質(zhì)量是指，提供給敏感設(shè)備的電力和為其設(shè)置的接地系統(tǒng)均適合于該設(shè)備正常工作。定義2：造成用電設(shè)備故障或誤動(dòng)作的任何電力問題都是電能質(zhì)量問題，其表現(xiàn)為電壓、電流或頻率的偏差。定義3：電能質(zhì)量就是電壓質(zhì)量，合格的電能質(zhì)量應(yīng)當(dāng)是恒定頻率和恒定幅值的正弦波形電壓與連續(xù)供電。

前言1范圍2標(biāo)準(zhǔn)性引用文件3電能質(zhì)量根本術(shù)語3.1一般術(shù)語3.2電壓偏差3.3頻率偏差3.4三相不平衡度3.5電壓波動(dòng)與閃變3.6諧波與其他波形畸變3.7暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓3.8短時(shí)間電壓變動(dòng)4測量與監(jiān)測方法5接地技術(shù)6治理技術(shù)與方法7電磁兼容及其他參考文獻(xiàn)索引電力行業(yè)?電能質(zhì)量術(shù)語報(bào)批稿?封面及目次關(guān)于電能質(zhì)量的假設(shè)干術(shù)語及定義【中文名稱】電能質(zhì)量【同類名稱】【英文名稱】powerquality;qualityofpowersystem【定義】關(guān)系到供用電設(shè)備正常工作〔或運(yùn)行〕的電壓、電流的各種指標(biāo)偏離額定值的程度?！局形拿Q】供電質(zhì)量【同類名稱】【英文名稱】qualityofsupply【定義】供電電源的電壓質(zhì)量和供電可靠性。專指用電方與供電方相互作用和影響過程中供電方的責(zé)任。關(guān)于電能質(zhì)量的假設(shè)干術(shù)語及定義【中文名稱】用電質(zhì)量

【同類名稱】耗電質(zhì)量【英文名稱】qualityofconsumption【定義】用戶電力負(fù)荷對公用電網(wǎng)的干擾水平，干擾因素包括諧波電流、負(fù)序電流、零序電流、用電功率因數(shù)、無功功率波動(dòng)和有功功率沖擊等。專指用電方與供電方之間相互作用和影響中用電方的責(zé)任?！局形拿Q】電壓質(zhì)量【同類名稱】【英文名稱】voltagequality【定義】實(shí)際電壓各種指標(biāo)偏離理想值的程度?！局形拿Q】電流質(zhì)量【同類名稱】【英文名稱】currentquality【定義】實(shí)際電流各種指標(biāo)偏離理想值的程度。關(guān)于電能質(zhì)量定義的進(jìn)一步解釋suitablefortheequipmentwithinvoltageandfrequencytolerance,適合于該設(shè)備正常工作，電壓和頻率的偏差在允許范圍內(nèi)等，是概念和定義性解釋。實(shí)際上它隱含著怎樣才算正常工作，允許范圍究竟是多少這些深層次內(nèi)容，在定義中不可能具體給出。這是因?yàn)樗Q于用戶的實(shí)際使用要求。還可以看出，電能產(chǎn)品應(yīng)按照安裝設(shè)備和電力使用者的實(shí)際使用情況以及自身要求分不同質(zhì)量等級供給。瞬變現(xiàn)象、電壓及頻率偏差、不平衡凹陷〔凸起〕與間斷、波動(dòng)與閃變、電壓諧波、陷波、欠電壓過電壓等

電流諧波、間諧波、次諧波、相位超前與滯后、通訊干擾等

電流質(zhì)量效勞質(zhì)量2效勞質(zhì)量1電壓質(zhì)量用電質(zhì)量電能質(zhì)量供電質(zhì)量電能質(zhì)量體系構(gòu)成與分類示意圖質(zhì)量責(zé)任體系的含義◆電能質(zhì)量責(zé)任體系：

△供電方責(zé)任和義務(wù)〔保證電壓質(zhì)量和供電的可靠性〕技術(shù)性：供電電壓與理想電壓之間的有限偏差和有限電壓間斷。非技術(shù)性：對用戶的投訴與抱怨的反響速度和電價(jià)的透明度。

△用電方責(zé)任和義務(wù)〔對電網(wǎng)有限的污染與影響〕技術(shù)性：單一頻率的正弦電流波形，并與供電電壓同相位。非技術(shù)性：向供電部門按時(shí)如數(shù)繳納電費(fèi)。居民供用電合同征求意見稿出臺

://2007年03月10日04:20京華時(shí)報(bào)本報(bào)訊(記者張艷)記者昨天從國家電監(jiān)會得悉，?居民供用電合同(示范文本)?(征求意見稿)從昨天起公開向社會征求意見，該合同規(guī)定：電壓不穩(wěn)、突然斷電等造成的居民損失，供電人應(yīng)承擔(dān)賠償責(zé)任。此舉標(biāo)志著多年來居民用電無合同、只交電費(fèi)不能索賠的歷史將告結(jié)束。居民供用電合同征求意見稿出臺

值得一提的是，據(jù)該合同第九條規(guī)定，供電人未保證供電質(zhì)量或者未事先通知用電人中斷供電，給用電人造成損失的，應(yīng)當(dāng)依法承擔(dān)賠償責(zé)任；因電力運(yùn)行事故引起居民家用電器損壞，依照有關(guān)法律規(guī)定處理。知情人士介紹，該合同第一次將供電企業(yè)放上了被約束的位置，居民擁有了向供電企業(yè)索賠的權(quán)利。居民供電合同今年出臺逾期30天不交電費(fèi)將停電://2007年03月10日00:52信息時(shí)報(bào)時(shí)報(bào)訊(記者何雪峰)記者昨日從國家電監(jiān)會南方監(jiān)管局得悉，與居民用電關(guān)系密切的?居民供用電合同?(征求意見稿)近日已經(jīng)出臺并且征求意見完畢，有望在今年出臺。根據(jù)該合同，欠交電費(fèi)的居民每日按照欠費(fèi)總額的1‰加收電費(fèi)違約金，逾期30天不交電費(fèi)可能被停電。電能質(zhì)量主要國際標(biāo)準(zhǔn)

IEEE:IEEE519電能系統(tǒng)諧波控制標(biāo)準(zhǔn)和要求IEEE1159電能質(zhì)量監(jiān)測推薦標(biāo)準(zhǔn)IEC:IEC61000-4-30電能質(zhì)量測量方法IEC61000-4-7供電系統(tǒng)及其連接設(shè)備的諧波與間諧波測量與儀器通用指南IEC61000-4-15閃變儀功能與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)CENELEC(歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會):CENELECCLC/BT-TF68-6〔ses〕15公用配電系統(tǒng)供電電壓特性我國電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

已公布了6個(gè)單項(xiàng)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T12352-2021供電電壓允許偏差GB/T15945-2021電力系統(tǒng)允許頻率偏差GB/T15543-2021三相電壓允許不平衡度GB/T14543-1993公用電網(wǎng)諧波GB/T12326-2021電壓允許波動(dòng)和閃變GB/T18481-2021暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓

2．電能質(zhì)量的6個(gè)顯著特征電能，或稱之為電產(chǎn)品，除了具有其它工業(yè)產(chǎn)品的根本特征(如可以對產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)分級、檢測和預(yù)估，可以確定相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施必要的質(zhì)量控制)之外，由于其產(chǎn)品形式單一、而且其生產(chǎn)、輸送與消耗的全過程獨(dú)具特色，因此在引起電能質(zhì)量問題的原因上、在劣質(zhì)電能的影響與評價(jià)等方面與一般產(chǎn)品的質(zhì)量問題不同，有以下6個(gè)顯著特征：PowerQualityIssuesElectricityisarawmaterialbutunlikeanyother★consumedattheinstantofproduction★manymilesfromproducer★transportedoverashared(andvulnerable)network★nochancefor‘goods-in’inspectionTheepitomeof‘JustinTime’-butwithoutaclosecustomer/supplierrelationship電能質(zhì)量特征1：電能質(zhì)量指標(biāo)的動(dòng)態(tài)性

電能從發(fā)電生產(chǎn)到用戶消耗是一個(gè)整體，電能量的流動(dòng)始終處于動(dòng)態(tài)平衡之中。并且隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的改變和負(fù)荷的變化，在整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)中，不同時(shí)刻、不同公共連接點(diǎn)，電能質(zhì)量指標(biāo)往往是不同的，也就是說電能質(zhì)量指標(biāo)始終處在動(dòng)態(tài)變化中。

究其原因，電力系統(tǒng)是一個(gè)在動(dòng)態(tài)中不斷尋求平衡的大系統(tǒng)，電能質(zhì)量現(xiàn)象的物理意義就在于此。

電能質(zhì)量動(dòng)態(tài)特性的物理解釋

可以講，有功功率的平衡決定著電壓頻率的變化；無功功率的平衡決定著電壓幅值的變化；三相負(fù)荷的平衡決定著電壓對稱度大??；生產(chǎn)與消耗的平衡決定著能否連續(xù)供電的問題。

又如，日負(fù)荷的變化以及負(fù)荷特性的改變、不同的運(yùn)行方式、隨機(jī)發(fā)生的〔自然現(xiàn)象和人為因素等〕線路故障等，電能質(zhì)量狀況始終處在動(dòng)態(tài)變化中。因此質(zhì)量指標(biāo)的評估往往是概率統(tǒng)計(jì)的結(jié)果。動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量及質(zhì)量事件概念的提出。電能質(zhì)量特征2：電能質(zhì)量影響的相關(guān)性◆電產(chǎn)品生產(chǎn)、供給和消耗的獨(dú)特性質(zhì)：電能不易大量〔Quantity〕儲存，其生產(chǎn)、輸送、分配和轉(zhuǎn)換過程直至消耗幾乎是同時(shí)進(jìn)行〔連續(xù)流動(dòng)〕的。當(dāng)其質(zhì)量一旦超標(biāo)，相關(guān)的配電網(wǎng)絡(luò)和用設(shè)備都會受到不同程度的影響。因此，在電能供給過程中，劣質(zhì)電能是無法更換的，即供給商不可能將其從供電網(wǎng)上收(招〕回，用戶也不可能拒絕接收所提供的不合格的電產(chǎn)品。換言之，電能在使用中是沒有質(zhì)量檢查時(shí)機(jī)的。

電能質(zhì)量特征2：電能質(zhì)量影響的相關(guān)性

鑒于上述電能產(chǎn)品供用的特殊性，并且考慮到引起電能質(zhì)量下降的原因又是多方面的，因而可以講，電力系統(tǒng)中的某一實(shí)體，往往既可能是電能質(zhì)量的破壞者，同時(shí)也是劣質(zhì)電能的受害者。電能質(zhì)量特征3：電能質(zhì)量干擾的潛在性和傳播性

雖然電產(chǎn)品的根本形式簡單，但其質(zhì)量擾動(dòng)的現(xiàn)象卻是多種多樣的，事故的誘發(fā)條件比較復(fù)雜，電能質(zhì)量下降造成的對系統(tǒng)和用電設(shè)備的損害有時(shí)并不立即顯現(xiàn)出來，其危害與影響具有潛在性。另一方面，由于電力線為擾動(dòng)提供了最好的傳導(dǎo)途徑，且傳播速度快，電氣環(huán)境污染涉及面大，影響域廣，其結(jié)果可能會大大降低與其相連接的其它系統(tǒng)或設(shè)備的電氣性能，甚至導(dǎo)致設(shè)備遭到損壞，可見劣質(zhì)電能的危害與影響具有快速傳播性。電能質(zhì)量特征3：電能質(zhì)量干擾的潛在性和傳播性例如，如當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，系統(tǒng)電壓會出現(xiàn)短時(shí)間凹陷，并且電壓凹陷會以不同的深度在系統(tǒng)中傳播，從而對系統(tǒng)及用戶設(shè)備運(yùn)行造成不同程度的影響。電能質(zhì)量擾動(dòng)的動(dòng)態(tài)性和傳播性為電能質(zhì)量多干擾源的診斷、允許值的分配和監(jiān)測管理以及自然干擾源和人為干擾源影響域確實(shí)定增加了難度。典型例：諧波與暫降。電能質(zhì)量特征4：電能質(zhì)量責(zé)任的特殊性△大多數(shù)電壓質(zhì)量〔如起因于系統(tǒng)的電壓暫降、電壓中斷〕問題往往是供電方的責(zé)任；△在某些質(zhì)量問題的起因上，電能質(zhì)量的下降更多的是受到使用者的影響，而不在于電力生產(chǎn)者或供給者。例如，用戶設(shè)備汲取的供電電流大小和電流波形是由用戶根據(jù)自己的生產(chǎn)需要設(shè)定的，而這些設(shè)備往往就是畸變電流的發(fā)生源。因此在這種情況下，電力用戶成為保證電能質(zhì)量的主體局部。電能質(zhì)量特征5：電能質(zhì)量評估的復(fù)雜性一般而言，電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)接近系統(tǒng)標(biāo)稱值，就可以認(rèn)為電能是到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)要求的。但是當(dāng)電能質(zhì)量的多個(gè)指標(biāo)共同作用在一個(gè)系統(tǒng)中時(shí)，其不同的組合結(jié)果對電力系統(tǒng)運(yùn)行的不利影響和對電氣設(shè)備性能的降低，甚至損壞都是十分復(fù)雜的問題。加之不同電氣設(shè)備在不同條件下對電壓干擾的敏感度不同。因此，綜合地給出技術(shù)經(jīng)濟(jì)的評價(jià)仍然是非常困難的，目前尚無一個(gè)準(zhǔn)確的和普遍認(rèn)可的定量評估計(jì)算方法。電能質(zhì)量特征5：電能質(zhì)量評估的復(fù)雜性復(fù)雜性還表現(xiàn)在：潛在電能質(zhì)量問題和由其造成的損失很難量化；量化某一具體設(shè)備對電能質(zhì)量的反響相對容易，但量化供電系統(tǒng)某一特定地點(diǎn)的電能質(zhì)量可能造成的影響是是很困難的。設(shè)備與電源各設(shè)定了極限值，其間應(yīng)當(dāng)有一個(gè)平安帶〔兼容水平〕。但無奈于很難連續(xù)檢測〔考核〕電源的質(zhì)量極限值。往往以其統(tǒng)計(jì)值來處理。1〕多閃變源〔或多干擾源〕對電網(wǎng)的反作用并不一定與數(shù)量成正比關(guān)系；以電壓波動(dòng)和閃變?yōu)槔f明電能質(zhì)量評價(jià)的復(fù)雜性2〕燈眼腦反響鏈的測量手段與工程實(shí)際應(yīng)用的要求有一定差距。3〕工程簡捷算法的實(shí)用性和可操作性應(yīng)當(dāng)采納?；趪H通用的累計(jì)概率方法的等值閃變嚴(yán)重度指標(biāo)適合于實(shí)際工程應(yīng)用表4-5〔a〕等值閃變嚴(yán)重度評估的指導(dǎo)性限值〔DINVDE〕d閃變允許干擾系數(shù)低壓電網(wǎng)1.00.4中壓電網(wǎng)0.750.3高壓電網(wǎng)0.50.2單用戶允許干擾系數(shù)低壓電網(wǎng)0.20.0050.03中壓電網(wǎng)0.20.0050.02高壓電網(wǎng)0.20.0050.02單一閃變源特殊情況下，以上指標(biāo)可以放寬。具體評價(jià)方法見表4-5〔b〕在缺少實(shí)測數(shù)據(jù)，或估算采取補(bǔ)償措施后的效果時(shí)，同樣可進(jìn)行閃變評價(jià)。閃變評價(jià)方法結(jié)合運(yùn)行實(shí)際才可操作表4-5〔b〕閃變評價(jià)方法

對和的要求允許接入判斷<0.2并且<0.05允許0.2<<0.5或者0.05<<0.2有限制允許>0.2不允許，需測量。允許域有限制允許域不允許

0.2兩種方法的轉(zhuǎn)換公式：0.050.010.10.20.5電能質(zhì)量的特征6：電能質(zhì)量控制的整體性從整個(gè)電力系統(tǒng)來講，保證優(yōu)質(zhì)電力生產(chǎn)和用戶平安使用還要靠多方共同努力。因此要求設(shè)備制造廠商、電力供給方、電力使用方、標(biāo)準(zhǔn)制定方、監(jiān)督管理方等協(xié)同合作，達(dá)成共識，制定統(tǒng)一的和可操作的適時(shí)適度質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或單獨(dú)的供電質(zhì)量協(xié)議，按照電力用戶對電能質(zhì)量的不同要求實(shí)行分級控制和質(zhì)量達(dá)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的綜合優(yōu)化，做到電能質(zhì)量的責(zé)任與義務(wù)清晰，保護(hù)共享的電氣環(huán)境，共同獲得最大的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)利益?？梢哉f，如何認(rèn)識、管理和保證電能質(zhì)量是一項(xiàng)系統(tǒng)工程問題。

電能質(zhì)量是一項(xiàng)系統(tǒng)工程問題

△涉及干擾源、感受源、設(shè)備與裝置、接地系統(tǒng)、電磁兼容、電氣環(huán)境、監(jiān)督與管理、標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)、技術(shù)與非技術(shù)因素等諸多方面，是大面積多領(lǐng)域〔普及十幾個(gè)以上的不同領(lǐng)域〕的綜合體?！鹘y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，綜合協(xié)調(diào)；分級控制，分層治理；法規(guī)約束，監(jiān)督管理；技術(shù)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)與最優(yōu),最終到達(dá)共同受益的目的。

△

是工業(yè)生產(chǎn)興旺，科技水平提高，社會文明程度進(jìn)步的標(biāo)志。是信息時(shí)代和信息社會的必然要求與具體表達(dá)?！髟诮?jīng)濟(jì)興旺國家電能質(zhì)