电能质量分析与控制 摘要：现代电力系统的电网结构和负荷构成出现了新的变化趋势，随之带来的电能质量问题逐渐引起电力部门和用户的高度重视。电能质量分析和控制策略是分析、改善电能质量的前提条件，对保证电力系统的安全经济运行与用户用电安全具有重要的理论与实际意义。现代电力系统运行与智能电网发展对电能质量分析和控制技术提出了更高的要求。传统的电能质量分析和控制方法不再满足需要，本文针对目前电能质量分析和控制技术中存在的问题展开了研究工作。 本文从电能质量的研究现状和概念入手，通过研究各种电能质量的现象，总结国内外电能质量分析和控制的各种方法，概括了目前国内外电能质量控制方法和策略的研究现状，针对不同的电能质量现象，提出了不同的电能质量控制方法。 关键词：电能质量，分析，控制 Abstract:The grid structure of the modern power system and load constitute the emergence of new trends, and brought the power quality problems gradually cause the power sector and a high degree of user attention. Power quality analysis and control strategy is to analyze and improve power quality a prerequisite for ensuring the security of the power system operation and user safe use of electricity has important theoretical and practical significance. Modern power system operation and smart grid development to a higher demand for power quality analysis and control technology. Traditional power quality analysis and control methods are no longer satisfied the need for power quality analysis and control technology has carried out research work. Research and concepts from the power quality, this paper, summary of the various methods of analysis and control of the power quality at home and abroad through a variety of power quality phenomena, summarized the current domestic and international power quality control methods and strategies for different power quality phenomena, a different method of power quality control. Keywords: power quality, analysis, control 目录 1 绪论 ................................................................................................................... 3 1.1 研究背景及研究意义 ............................................................................ 3 1.2 电能质量研究现状 ................................................................................ 4 2 电能质量概述 ................................................................................................... 6 2.1电能质量概念 ......................................................................................... 6 2.2 电能质量问题分类 ................................................................................ 6 2.3 电能质量研究的发展趋势 .................................................................... 7 3 电能质量控制 ................................................................................................... 8 3.1电能质量问题产生的原因分析 ............................................................. 8 3.2电能质量综合评估 ................................................................................. 9 3.3电能质量分析方法 ............................................................................... 14 3.4电能质量控制方法 ............................................................................... 15 4 结语 ............................................................................................................... 17 1 绪论 电能是现代社会最为广泛使用的能源，电能质量关系到各行各业和人民生活用电，关系到国民经济总体效益。随着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，具有很强的现实意义。

1.1 研究背景及研究意义

随着冶金工业、化学工业和电气化铁路的发展，以及直流输电、大功率整流技术在工业部门和用电设备上的广泛应用，电力系统的污染日益严重，已成为影响电能质量的重要因素。冲击性功率负荷（如电弧炉、直流输电换流站）投入电网运行后，会使电网电压发生波动，从而严重地干扰了电网中波动敏感负荷如照明、计算机、精密电子仪器等的正常运转。由于计算机，精密电子仪器对供电质量的敏感程度越来越高，一旦出现电能质量问题，轻则造成设备故障，重则造成整个系统的损坏，由此带来的损失是难以估量的。另外，大量为提高生产效率，节约能源和减小环境污染而采用的基于电力电子技术的现代化设备正成为电能质量问题的主要来源。电网中正面对越来越多的电能质量问题，这使得电能质量的研究十分紧迫。 另一方面，电力部门和电力用户对电能质量的关心程度与日俱增。高质量的电能对于保证电网和电气设备安全、经济运行、提高产品质量和保障居民正常生活有着重要的意义。随着我国现代工业技术的发展和电力市场的逐步形成，电能质量己经成为电力系统发、供、用电部门十分关注的重要指标。而且随着各种用电设备对电能质量敏感度的变化，电能质量的范围进一步扩大，分类更细，要求更高。因此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。 为此， IEEE（The Institute of Eleetrieal and Eleetronies Engineers，美国电气 电子工程师协会）给出了PQ（电能质量）这一术语的定义:合格电能质量的概念是指敏感设备提供的电力和设置的接地系统均适合于该设备正常工作的。IEC（国际电工委员会）没有采用电能质量这个术语，而是提出了EMC（电磁兼容）这一术语，强调设备与设备之间的相互作用和影响，以及电源与设备之伺的相互作用和影响，并在此基础上制定了一系列相关的电磁兼容标准，而电能质量术语与电磁兼容术语之间具有很大的关联性。

1.2 电能质量研究现状

电能质量扰动信号的去噪、压缩、检测和分类是电能质量研究的核心问题，也是当前研究热点问题，国内外学者展开了大量的研究，将发表的文献概括起来，可分为以下4个方面: （1）电能质量扰动信号的去噪方法：电能质量扰动信号去噪的目的是在滤除噪声的同时尽可地保留重要的信号特征。目前，电能质量信号去噪有多种方法，比如，小波（包）阂值去噪以其简单有效而得到了广泛的应用险，其中闭值的选取是影响小波去噪效果的主要因素，为此有文献对闲值的选取作了一些改进，小波去噪的性能有了一定的提升。有文献提出了利用不同尺度的小波系数之间的相关性进行去噪，缺点是计算复杂。也有文献利用小波系数其分布具有“簇聚”性质，将小波系数分成若干块进行阂值处理，在全局适应性和空间适应性方面有了提升，但还是涉及到如何正确选择“块”大小和阂值问题。或者通过合理选择多小波基进行去噪的方法，其关键是找到合适的预处理方法。也有结合模糊中值滤波和模糊均值滤波两者的优点，通过加权滤波的方法对信号进行去噪，但滤波因子选择不合适将会影响去噪效果。除此之外还可以利用数学形态滤波方法进行去噪，其难点是如何选择适合电能质量信号的结构元素。有文献提出了利用高斯滤波器进行去噪，其对滤除服从正态分布的噪声是很有效的，对其它类型的噪声的去噪性能有待于进一步研究。 （2）电能质量扰动信号的压缩方法:小波变换是一种全新的时频分析方法，尤其适用于非平稳信号的分析，已经在电能质量分析领域得到了广泛的应用。由于信号在小波变换域能量集中于少数系数上，通过闭值处理可使大量系数变为0，因此大大减少了存储量，从而达到了数据压缩的目的，为此基于小波变换的电能