电能质量评估方法综述
来源：资质荣誉 发布时间：2024-03-18 18:04:51谐波的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，常规使用的寿命缩短，甚至出现故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。对于电力系统外部，谐波对通信设施和电子设备会产生严重干扰。
公共联接点的全部用户向该点注入的谐波电流分量（方均根值）不应超过表2种规定的允许值。
如式 (2.2) 中 、 、 换为 、 、 ，则为相应的电流不平衡度 和 的表达式。
在实际工作中往往只知道三相电量的数值。在不含零序分量的三项系统中知道三相电量a，b，c则三相不平衡度为：
（1）电压质量：是以实际电压与理想电压的偏差，反映供电企业向用户供应的电能合不合格的概念。这个定义能包括大多数电能质量上的问题，但不能包括频率造成的电能质量上的问题，也不包括用电设备对电网电能质量的影响和污染。
（2）电流质量：反映了与电压质量有密切关系的电流的变化，是电力用户除对交流电源有恒定频率、正弦波形的要求外，还要求电流波形与供电电压同相位以保证高功率因素运行。这个定义有助于电网电能质量的改善和降低线损，但不能概括大多数因电压问题导致的电能质量问题。
电压波动与闪变的危害最重要的包含：急剧的电压波动会引起同步电动机的震动，影响电动机的寿命和产品的质量、产量；造成电子设备和测量仪器仪表等无法准确、正常的工作；引起人的视觉不适，容易疲劳，影响工作效率等。
摘要：随着科学技术的慢慢的提升和国民经济水平的逐步提升，各种电气设备有了更广泛的普及。设备能否正常的运行与人们的生活息息相关，因此电能质量的问题得到了更为深入的关注。在电能质量的研究中，对电能质量的评估是其中不可或缺的重要组成部分。文章对电能质量评估进行了系统的研究，首先对现代电能质量的基本问题做了概述，并引出电能质量的各种评估方法，最后更为详细的介绍了这一些方法以及对方法的优缺点做了系统的整理。
目前，许多西方发到国家都在国内建立了覆盖全国的电能质量检验网络，采用具有智能化、网络化等特点的电能质量检验装置，可以对多种电能质量上的问题进行仔细的检测、记录和数据传输，并利用互联网实现数据共享和数据分析。
我国也制定了一系列的有关电能质量的国家标准，包括《电能质量 供电电压偏差GB/T 12325-2008》 、 《电能质量 电力系统频率偏差GB/T 15945-2008》 、 《电能质量 三相电压不平衡度GB/T 15543-2008》 、 《电能质量 电压波动和闪变GB/T 12326-2008》 、 《电能质量 公用电网谐波GB/T 14549-1993》 、 《电能质量 公用电网间谐波GB/T 24337-2009》 和 《电能质量 电能质量监测设备通用要求GB/T 19862-2005》 。电能质量上的问题得到了愈来愈普遍的重视。
电压波动定义为电压均方根值d额一系列相对快速变动或连续变化的现象。其变化周期大于工频周期。在2 min内，测量工频周期的电压有效值，与标称电压比较即可电压波动值。即：
电压波动引起照明闪烁对人的主观视觉反应为瞬时闪变视感度S(t)。根据10 min内 S（t）的测试数据，用按时分级法得到累计概率函数CPF。若人群中有50%的人觉察出闪变时，则称视觉感（觉察出和未觉察的人数比）S=1。在CPF曲线%时间的S(t)的闪变觉察单位值（分别为 、 、 、 、 ）来计算短时闪变严重度 ， 长时间闪变严重度可由多个 计算得出。
随着社会的持续不断的发展，电力在我们生活中的地位逐渐重要，电能质量的好坏将直接影响人们的生活品质和国民经济的总体效益。如今随着各种电气设备的快速发展和普及，大量具有非线性、冲击性和不平衡性的负载不断增多，电能质量的问题日渐突出。常见的电能质量上的问题包括谐波、电压波动与闪变、电压偏差和三相不平衡以及一些被人们忽视的如暂时过电压、瞬态过电压、电压凹陷和短时间间断等问题。
电能质量上的问题可能会使系统设备的运转发生故障甚至异常的安全运行，因此电能质量对电力系统的安全稳定运行有着很重要的影响。电能质量的污染会对电力用户的生活和生产导致非常严重的危害，严重影响用户用电设备和生成产品的质量。电能质量的污染还会对通信产生干扰，极度影响人们的日常生活。
对电能质量做综合评估，能够最终靠明确的电能质量等级规划区分，综合评估和比较各种电能的质量，为建立公平的电力市场创造条件，并督促发电厂商和输配电系统努力改进提高电力系统的整体电能质量。随着用户对用电能质量发展要求的提高和电力市场化的持续不断的发展，实现对电能质量综合准确的评估已迫在眉睫。
（3）供电质量：其技术含义是指电压质量和供电可靠性，非技术含义是指服务的品质。包括供电企业对用户投诉的反映速度以及电价组成的合理性、透明度等。
（4）用电质量：包括电流质量与反映供用电双方相互作用和影响中的用电方的权利、责任和义务，也包括电力用户是否按期、如数交纳电费等。
电能质量指标是电能质量每个方面的具体描述，不同的指标有不同的定义。最重要的包含有，电压偏差、谐波、三相电压不平衡度、频率偏差、电压波动与闪变、电压暂降以及其他一些指标。
《电能质量 三相电压不平衡度GB/T 15543-2008》中规定电网正常运行时，负序电压不平衡不超过2%，短时不允许超出4%；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%。
三相不平衡对电力设备的运行产生的影响最重要的包含：1、增加线、增加配电变压器的电能损耗；3、配变出力减少；4、配变产生零序电流；5、影响用电设备的安全运行；6、电动机效率降低。
在电力系统中谐波主要是由于非线性负荷的波形畸变造成的，其测量参数一般来说包括谐波幅值和相位、各次谐波含有量、总谐波畸变率、谐波功率及谐波阻抗等。
《电能质量 公用电网谐波GB/T 14549-1993》中公共电网谐波电压（相电压）限值见表1。
在供电系统正常运行的条件下，某一节点的运行电压与系统标称电压之差对系统电压的百分数称为该节点的电压偏差，用公式可表达为：
《电能质量 供电电压偏差GB/T 12325-2008》中规定的供电电压偏差的限值：35KV及以上供电电压的正负偏差的绝对值之和不超过标称电压的10%，10KV及以下三相供电电压允许偏差为标称电压的±7%，220V单相供电电压允许偏差为标称电压的7%、－10%。
国际上对电能质量上的问题的系统研究可以追溯到八十年代兴起的电磁兼容（EMC）学科。该学科对干扰的产生、传播、接受、抑制机制及相应的测量、计量技术进行深入的研究，电能质量上的问题上基本属于EMC中的传导低频现象。1992年7月，欧洲电工标准化委员会发布《公用配电系统的供电特性》草案。美国为了解和解决电能质量上的问题，对电能质量进行了大量的研究和监测，在1993-1995年期间美国电力科研院在全国范围内进行了大规模的电能质量普查，得到了较为完善的电能质量数据。
当电压低于标称电压时，电动及转矩减小、转速下降，电流增加，电机温升增加，线圈发热，缩短电动机寿命，加速绝缘老化，甚至有可能烧毁电动机。当电网运行电压低时，可能会由于电压不稳定而造成系统电压的崩溃，导致系统稳定功率极限降低，易引起系统瓦解的重大事故，甚至大量用户停电或系统瓦解。
谐波从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波。
电力系统公共连接点，由波动负荷产生的电压变动限值和变动频度、电压等级有关，见表1。
1很少的变动频度r(每日少于1次)，电压变动限值d还可以放宽，但不在本标准中规定。
电力系统在正常运行条件下，系统频率的实际值与额定值之差，称为系统的频率偏差，即：
系统有功功率不平衡是产生频率偏差的最终的原因，我国电力系统的正常频率偏差允许值为±0.2HZ，当系统容量较小时，频率偏差值可以放宽到±0.5HZ。
三相平衡是指三相电量（电流或电压）的数字相等，频率相同相位互差 的情况。如果不同时满足这三个条件则称为三相不平衡。其主要是由于负荷不平衡（如单相运行）所致，或者是三相电容器的某一相熔断器熔断造成的常用不平衡度 来衡量三相不平衡的程度。
电能质量是指通过公用电网供给用户端的交流电能的品质。理想状态的公用电网应以恒定的频率、正弦波形和标准电压对用户供电。同时，在三相交流系统中，各相电压和电流的幅值应大小相等、相位对称且互差120°。但由于系统中的发电机、变压器和线路等设备非线性或不对称，负荷性质多变，加之调控手段不完善及运行操作、外来干扰和各种故障等原因，这种理想的状态并不存在，因此产生了电网运行、电力设备和供用电环节中的很多问题，也就产生了电能质量的概念。围绕电能质量含义，从不同角度理解通常包括：
2对于随机性不规则的电压波动，依95%概率大值衡量，表中标有“*”的值为其限值。
电力系统公共连接点，由波动负荷引起的短时间闪变值Pst和长时间闪变值Plt应满足表2所列的限值。
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