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暂态电能质量扰动的分类辨识
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暂态电能质量扰动检测与识别方法研究
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&&硕​士​毕​业​论​文​,​介​绍​了​暂​态​电​能​质​量​扰​动​检​测​与​识​别​方​法​,​具​有​一​定​的​参​考​价​值​!
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摘要: 什么是电能质量？ 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 ...
什么是电能质量？&&& 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、设备和供用电环节中的各种问题，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：（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是否合格的概念。这个定义能包括大多数电能质量问题，但不能包括频率造成的电能质量问题，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原因造成的电能质量问题。（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质量。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。目前针对电能质量问题研究的主要内容有哪些？&&& 目前，研究和解决电能质量问题已成为电力发展的当务之急。主要研究课题包括：（1）研究谐波对电网电能质量污染的影响并采取相应的对策。由于钢铁等金属熔炼企业的发展，化工行业整流设备的增加，大功率晶闸管整流装置及电力器件的开发应用，使公用电网的谐波影响日趋严重，电源的波形产生了严重的畸变，影响了电网安全可靠运行。（2）研究谐波对电力计量装置的影响并采取相应的措施。由于波形畸变，使电力计量的准确度与精确度到影响，致使计量误差，产生附加的功率损耗，造成不必要的经济损失。（3）研究电能质量污染对高新技术企业的影响并采取相应的技术手段。由于计算机系统和基于微控制的自动化生产流水线以及新兴的IT产业、微电子芯片制造企业等，对电能质量的要求和敏感程度比一般电力设备要高得多，任何暂态和瞬态的电能质量问题都可能造成设备的损坏或运行异常，影响正常的生产，给电力用户造成经济损失。（4）加强电能质量控装置的研制。电能质量控制装置的基本功能即使要在任何条件，甚至是极为恶劣的供电条件下改善电能质量，保证供电电压、电流的稳定、可靠，在谐波干扰产生的瞬间能立即将其抑制或消除。&我国对电网的电能质量制定了哪些国家标准？（1）GB 1 《供电电压允许偏差》。（2）GB/T 1 《公用电网谐波》。（3）GT/T 1 《三相电压允许不平衡度》。（4）GB/T 1 《电力系统频率允许偏差》。（5）GB 1 《电压允许波动和闪变》。该标准是在GB 1 《电冶允许波动和闪变》的基础上，参考了国际委员会IEC电磁兼容IEC等文件和标准修订后重新颁布实施的。（6）GB/T 1 《电能质量& 暂时过电压和瞬态过电压》。国际电工委员会IEC对电能质量是怎样分类的？&&&国际电工委员会IEC从电磁兼容及相互干扰的角度考虑，对引起电磁干扰的基本现象进行了分类，见表1－1。表1－1&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& IEC对电能质量根据电磁干扰现象的分类方式&&
电磁干扰现象
&对应电能质量产生的影响因素
传导型低频现象
&谐波、间谐波；载波干扰；电压波动；电压跌落和间断；电压不对称；工频偏差；感应低频电压；交流电网中的直流分量&
辐射型低频现象
工频电磁场
传导型高频现象象
&感应连续波电压或电流；单方向瞬变；振荡性瞬变
辐射性高频现象
&磁场；电场；电磁场；连续波；瞬变
静电放电现象
核 电 磁脉&冲
& 国际电力电子工程师协会IEEE对电能质量问题是怎样分类的？国际电力电子工程师协会IEEE根据电压扰动的频谱特征、持续时间、幅值变化等将其进行了细分，并对供电系统典型的电磁干扰现象进行了特征分类，为准确地区分电压暂态现象提供了依据，见表1－2。
表1－2&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& IEEE电力系统电磁现象的特性与分类&
& 什么是电力系统频率？&& 电力系统频率是指电力系统统一的一种允许参数，国家标准GB/T 1 《电力系统频率允许偏差》规定以50Hz正弦波作为我国电力系统的标准频率（工频），并规定电力系统正常的频率标准为50Hz±0.2Hz。当系统容量较小时，可放宽到50Hz±0.5Hz。但GB/T 1 《电力系统频率允许偏差》中并没有说明系统容量大小的界限，全国供用电规则中规定了供电局供电频率的允许偏差：电网容量在3000MW及以上者为0.2Hz；电网容量在3000MW以下者为0.5Hz。实际运行中，我国各跨省电力系统频率的允许偏差都保持在＋0.1~－0.1Hz。因此，电压频率目前在电能质量中最有保障。&什么是供电电压允许偏差？&& 供电电压允许偏差是指电力系统各处的电压偏离其额定值的百分比。目前，GB1 《供电电压允许偏差》中规定：电压允许偏差是在正常运行条件下应保持电网各点电压在额定的水平上。其中：35kV及以上供电和对电压质量有特殊要求的用户为额定电压的＋5~－5％；10kV及以下高压供电和低压电力用户为额定电压的＋7%~－7％；低压照明用户为额定电压的＋5％~－10％。由于电网各点的电压调节不同于频率的调节，可由电网统一进行，又由于电网各点电压主要反映了该点无功功率的供需关系，因此电压调节一般采取了无功就地平衡的方式进行无功功率补偿，并及时调整无功功率补偿量，以从源头上解决问题。也有采取调整同步发电机励磁电流的方式，以产生超前或滞后的无功功率，从而达到改善网络负荷的功率因数和调整电压偏差的目的。还有利用有载调压变压器，采取对电压偏差及时调整的方式。因为从总体上考虑，无功负荷只宜补偿到功率因数0.90～0.95，但仍然有一部分变化无功负荷要电网供给，从而产生电压偏差，这就需要分区采取一些有效的技术手段，而有载调压变压器就是有效而经济的措施之一。&什么是三相电压不平衡度？&& 三相电压不平衡度是指三相系统中三相电压的不平衡度程度，用电压或电流负序分量与正序分量的均方根百分比表示。三相电压不平衡（即存在负序分量）会引起继电保护误动、电机附加振动力矩和发热。额定转矩的，如长期在负序电压含量4％的状态下运行，由于发热，电动机绝缘的寿命将会降低一半，若某相电压高于额定电压，其运行寿命的下降将更加严重。我国目前执行的GB/T 1 《三相电压允许不平衡度》规定了电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2％，同时规定了短时的不平衡度不得超过4％，其短时允许值的概念是指任何时刻均不能超过的限制值，以保证继电保护和自动装置正确动作。对接入公共连接点的每个用户引起该点正常电压不平衡度允许值一般为1.3％。&什么是电压波动和闪变？&& 电压波动和闪变是指电压幅值在一定范围内有规则变动时，电压最大值与最小值之差相对额定电压的百分比，或电压幅值不超过0.9p.u.~1.1p.u.（标幺值）的一系列随即变化。这种电压变化被称为闪变，以表达电压波动对照明灯的视觉影响。因此，闪变是说明对不同频率电压波动引起灯闪的敏感度及引起闪变刺激性程度的电压波动值，是人眼对灯闪的一种主观感觉。对用户负荷引起的闪变限制，是根据用户负荷的大小、协议用量占供电容量的比例及系统电压等级规定的。电力系统公共供电点由冲击负荷产生的电压波动允许值的百分数，分三级作不同的规范和限制。（1）10kV及以下为2.5（2）35～110kV为2.0（3）220kV及以上为1.6GB 1《电压允许波动和闪变》特别规定了各级电压下的闪变限制值，它适用于由波动负荷引起的公共连接点电压的快速变动及由此可能造成人对灯闪明显感觉的场合。&什么是电压谐波？&&& 电压谐波是指电力系统各公共连接点的电压谐波含有率允许值。国际电工委员会文件IEC6 《中、高压电力系统畸变负荷发射限制的评估》提出了决定畸变负荷接入电网时所作评估的一些基本原则和评估程序。其目的是将电网的谐波电压限制到对所有用电设备不致造成有害影响的水平（兼容水平），保证对接入电网的用户都有合适的供电质量，并提出了电网谐波的兼容水平、规划水平和发射水平三个方面的标准。我国目前执行的电压谐波标志是GB/T 1 《公用电网谐波》，标准中对电网0.38，6，10，35，66，110kV电压等级公共连接点的电压谐波含有率允许值做了明确的规定。&什么是间谐波？&&& 间谐波是指不是工频频率整数倍的谐波。间谐波往往由较大的电压波动或冲击性非线性负荷所引起，所有非线性的波动负荷如电弧炉、电焊机，各种变频调速装置，同步串级调速装置及感应电动机等均为间谐波源，电力载波信号也认为是一种间谐波。间谐波源的特点是放大电压闪变和对音频干扰，影响电视机画面及增大收音机的噪声，造成感应电动机振动及异常。对于采用电容、电感和电阻构成的无源滤波器电路，间谐波可能会被放大，严重时会使滤波器因谐波过载而不能投运，甚至造成损坏。间谐波的影响和危害等同整数次谐波电压的影响和危害已成共识，IEC 6对间谐波的发射水平作出了明确的说明，如间谐波电压水平应低于邻近谐波水平，并规定为（0.5%~1%）UN。我国目前还没有制定相应的国家标准给出限制规定。&什么是暂时过电压和瞬时过电压？（1）暂时过电压是指在给定安装点上持续时间较长的不衰减和弱衰减的（以工频或其一定的倍数、分数）振荡的过电压。（2）瞬态过电压是指持续时间数毫秒或更短，通常带有强阻尼的振荡或非振荡的一种过电压。它可以叠加于暂时过电压上。暂时过电压和瞬态过电压使由于电力系统运行操作，或遭受雷击，或发生故障等因素引起的，是供电特性之一。新颁布的国家标准GB/T 1 《电能质量& 暂时过电压和瞬态过电压》，规定了作用于设备的暂时过电压和瞬态过电压要求、电气设备的绝缘水平及过电压保护方法，并对过电压的相关术语、定义做了比较详尽的论述。&什么是电压暂降和电压上升？（1）电压暂降是指由于系统故障或干扰造成用户持续时间0.5周波至1min内下降到额定电压或电流的10％～90％。即幅值为0.1p.u.~0.9p.u.（标幺值）时系统频率仍为标称值，然后又恢复到正常水平。国际上普遍认为，电压幅值低于0.1p.u.（标幺值）或大于0.5个周波的供电中断对敏感用户和严格用户而言都属于断电故障。电压暂降可能造成某些用户的生产停顿或次品率增加，而供电恢复时间取决于自动重合闸或自动功能转换装置的动作时间，因此传统的机械式已不能满足对敏感和严格用电负荷的要求，目前主要采取的方案是利用高速固态切换开关SSTS、动态电压恢复器DVR或利用不间断电源UPS作后备电源并配合固态电子开关等措施。（2）电压上升是指电压的有效值升至额定值的110％以上，典型值为额定值的110％～180％称为电压上升，即暂时性超过标称值10％以上，系统频率仍为标称值，持续时间为0.5周波～1min，幅值为1.1p.u.~1.8p.u.（标幺值）。&什么是断电和电压中断？（1）断电是指由于系统发生故障，造成用户在一定时间内一相或多相失去电压，低于0.1p.u.称为断电。断电按持续时间分为三类：其一，0.5~3s称为瞬态断电；其二，3~60s称为暂时断电；其三，大于60s称为持续断电。（2）电压中断是指断电的持续时间大于3min。断电和电压中断往往是由于电力系统故障引起的，如供电线路遭受雷击、对地闪络，或是系统线路发生外力破坏致使保护动作等。由于短时失电后又重合闸，致使电压突然跌到零或接近零。电压中断将致使一些用户生产停顿，造成重大的经济损失或产生严重的后果。&什么是电压瞬变？&& 电压瞬变又称为瞬时脉冲，是指在一定时间间隔内，两个连续稳态之间的一种在极短时间内发生的现象或数量变化。这种瞬时脉冲可以是任一极性的单方向脉冲，也可以是第一个峰值为任意极性的衰减振荡波，即发生在任一极性阻尼振荡波的第一个尖峰。&什么是过电压和欠电压？（1）过电压是指电压幅值超过了标称电压，且持续时间大于1min。过电压的幅值为1.1p.u.~1.2p.u.（标幺值）。（2）欠电压是指电压幅值小于标称电压，且持续时间大于1min。欠电压的幅值为0.8p.u.~0.9p.u.（标幺值）。&什么是电压切痕？&&& 电压切痕（也称为电压缺口）是指一种持续时间小于0.5周波的周期性电压扰动。电压切痕主要是由于电力电子装置在有关两相间发生瞬态短路时，电流从一相转换到另一相而产生的。电压切痕的频率会非常高。用常规的谐波分析仪器很难测量出电压切痕，这就是过去从未有过的此项电压扰动的内容，直到最近才被国际电力电子工程师协会IEEE列入的主要原因。&什么是稳态电压扰动？&&& 稳态电压扰动是指以电源电压波形畸变为特征而引起电能质量污染的各种稳态电能质量问题。稳态电压扰动主要包括：（1）谐波。其特征指标是出现谐波频谱电压和谐波频谱电流的波形。（2）陷波。其特征指标是陷波的持续时间及幅值大小。（3）电压闪变。其特征指标是波动幅值、调制频率等。（4）三相电压不对称。其特征指标是不平衡因子，产生的主要原因是三相负载不平衡。&什么是暂态（瞬态）电压扰动？&&& 暂态（瞬态）电压扰动是指电源电压的正弦波形受到暂态（瞬态）的电压扰动而发生畸变，引起电能质量的污染的各种问题。暂态电能质量问题是以频谱和暂态持续时间为特征的，一般分为脉冲暂态和振荡暂态两种类型。暂态（瞬态）电压扰动的主要特征包括：（1）暂态谐振。其特征指标是波形、峰值和持续时间，产生的原因是由于线路、负载和组的投切，造成的后果是破坏运行设备的绝缘、损坏电子设备等。（2）暂态脉冲。其特征指标是电压上升时间、峰值和持续时间，产生的原因是线路遭受雷击或感性电路分合等，造成的后果是破坏运行设备的绝缘。（3）瞬时电压上升或暂降。其特征指标是幅值、持续时间、瞬时值/时间，产生的原因通常是由于大容量电动机启动、负荷瞬变、电力系统切换操作或远端发生故障等引起的，这是电力用户投诉最多的一种电压扰动，这是因为瞬时电压上升或暂降可能造成用电设备发生运行故障、敏感负载不能正常运行等后果。&什么是动态电能质量问题？&&& 国际电力电子工程师协会IEEE将电磁系统中典型的暂态现象进行了特征分类，主要列出了暂态和瞬态扰动现象，根据扰动的频谱特征、持续时间、幅值变化等，将其分为瞬时、短时和长期的电压变动三大类，在此基础上又进一步细分出18个子类。其中，短时电压变动，尤其是电压中断和跌落已成为国际上所关注的问题。这些问题对于具有较强惯性距的传统电机设备也许没有明显的影响，但对敏感和严格的用电负荷，如芯片制造和微电子控制的生产流水线等，将可能造成极大的危害，并已成为现代电能质量的重要问题，使电能质量的内涵也发生了较大的变化。（1）传统的电能质量问题，如谐波、三相不对称等继续存在，而且严重性正在增加。（2）目前，随着供电可靠性的不断提高，人们已逐步将注意力转向新的动态电能质量问题。如持续时间为毫秒级的动态电压升高、脉冲、电压跌落和瞬时供电中断等。电能质量问题的性质、产生原因及解决方法见表1－4。表1－4&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 电能质量问题的性质、产生原因及解决方法
谐波频谱电压，电流波形
非线性负载、固态开关负载
设备过热，继电保护误动，设备绝缘破坏
有源、无源滤波
三相不对称
不平衡因子
不对称负载
设备过热，继电保护误动，通信干扰
静止无功补偿
持续时间、幅值
调速驱动器
计时器计时错误，通信干扰
电容器、隔离电感器
波动幅值、出现频率、调制频率
电弧炉、电机启动
运行不正常
静止无功补偿
波形、峰值、持续时间
线路、负载和电容器组的投切
设备绝缘破坏、损坏电力电子设备
滤波器、隔离变压器避雷器
上升时间、峰值、持续时间
闪电电击线路，感性电路开合
设备绝缘破坏
瞬时电压上升，瞬时电压下降
幅值、持续时间、瞬时时间
远端发生故障、电机启动
设备停运、敏感负载不能正常运行
不间断电源、动态电压恢复器
幅值、频谱
不正常接地、固态开关负载
微处理器控制设备不正常运行
正确接地、滤波器 用电负荷的分类与电能质量的敏感度有哪些对应关系？根据用电设备负荷的特性及不同的用电负荷对电能质量的要求与敏感度，一般将用电负荷分为三大类。（1）普通负荷（Common Load）普通负荷对电能质量的要求不太高，只有在发生持续断电或电压波动幅度过大，持续时间较长才会受到影响。同时，本身对电网的电能质量基本不形成影响和危害。如照明设备、加热器、通风机、一般家用电器等。（2）敏感负荷（Sensitive Load）敏感负荷对电能质量有一定的要求，电能质量不好可能对此类负荷会造成一定的影响和危害。同时，本身对电网的电能质量也可能造成一定的影响和污染。因此，需要采取一定的措施和对策。如电动机控制器、、变速调速装置等。（3）负荷（Critical Load）严格符合对电能质量的要求非常高，电能质量出现问题对秧严格负荷会造成严重的后果，可能损坏设备，影响生产。同时，对电网的电能质量也会造成一定的影响和危害。因此，对严格负荷必须确保电能质量符合应用要求。如集成电路芯片制造流水线、微电子产品的智能化流水线、银行及证券交易中心的计算机系统等，均属于严格用电负荷。
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栏目导航：& 全新机遇促发展 电能质量前景广阔
全新机遇促发展 电能质量前景广阔
简介:近年来中国电力工业发展迅猛，伴随大量非线性及冲击负荷接入电网，引起了日益严峻的电能质量问题。同时，智能电网建设及新能源& & & &近年来中国电力工业发展迅猛，伴随大量非线性及冲击负荷接入电网，引起了日益严峻的电能质量问题。同时，智能电网建设及新能源发展又对电能质量提出了新的要求，这使得电能质量的治理迫在眉睫，相关市场前景广阔。
数据显示，近年来，我国电能质量治理产业市场规模逐年增加，2011年电能质量治理产业市场规模为426亿元，2012年增长至527亿元。在电能质量监测设备方面，年电能质量监测设备市场规模从56.47亿元逐年上升至95.22亿元，年均增速在12%左右。
电能质量问题备受关注&治理迫在眉睫
随着电力电子技术的发展，电力用户采用了大量时变控制的非线性设备，电能的使用范围扩大，电力用户中涌入了大量的冲击、非线性负载及不平衡负荷；新的发电方式与储能方式的推广使用、高压直流输电、新型控制方式，以及使用许多非线性元件对电能质量的要求不断提高。以上种种原因产生了电能质量问题，并严重影响着生活和工作生产。解决日益严重的电能质量问题已成为电力电子技术、电气自动化技术和电力系统领域所面临的重大课题之一，并受到越来越多的关注。
电能质量问题对电网及用户设备造成的严重影响主要表现为：
（1）电压波动
会使电动机转速不均匀，并危及电动机安全运行，影响产品质量，引起照明的&闪变&，使人眼疲劳而降低工效。电压波动和闪变还会对数字系统形成干扰，造成误动。
（2）电网谐波含量增加
导致电气设备寿命缩短，甚至损坏，网损加大，系统发生谐波谐振的可能性增加，同时可能引起继电保护和自动装置误动，仪表指示和电度计量不准以及通信受干扰等一系列问题。
（3）三相电压不平衡
会引起电机附加振动力矩和发热，变压器漏磁增加和局部过热，电网线损增大，干扰通讯以及多种保护和自动装置误动等。
（4）电压暂降
主要影响工业生产过程中对电压敏感的电气设备（例如电子设备等）的正常工作，甚至造成严重的经济损失。因此，电压暂降已成为现代电力用户面临的最严重的电磁干扰问题之一。
&改善与治理迫在眉睫
&调查显示，每年因电能质量扰动和电气环境污染引起的经济损失非常惊人。美国电力科学研究院EPRI的报告指出，全美因谐波等电能质量问题造成的损失每年达几百亿美元以上。在中国，根据2005年由国际铜业协会(中国)主办的&中国电能质量行业现状与用户行为调研报告&，在调查的32个行业共92家企业，有49家企业因电能质量问题造成经济损失达2.5亿元～3.5亿元。%～56%，我国目前的电能使用效率只有35%左右，很重要的原因就是电能质量低下所导
有关资料表明，日本电能的使用效率在56%左右，美国为52%，欧洲为52致。如果全国大范围提高电能质量，以此提高电能的使用效率，将对节能减排起到非常重要的作用。
我国电能质量标准日渐完善
&目前国内缺乏相应强制实行标准，使得国内企业对电能质量问题的认识非常淡薄，往往是电能质量影响正常生产或出现事故后，才意识到需要进行电能质量的治理。&业内人士分析认为。而这严重影响着电能质量行业的发展。
电能质量关系到电力系统及其电气设备的安全和效率，关系到节能降耗、生产和生活,以及国民经济的总体效益。实施对电能质量的科学监管是建设节约型社会的重要条件之一。电能质量标准是保障电能质量的基本技术依据。2000年以来，为适应电网的发展和电力市场的变化，国内外均加快了对电能质量标准的制订和修订步伐。
从上世纪80年代开始，改革开放促进了我国经济快速发展，电网负荷结构发生了很大的变化。随之，电能质量问题渐显突出，国家标准主管部门将制定电能质量系列标准列为重点项目之一；同时大量引进以IEC&61000系列为主的先进国际标准。至今国内标准化技术委员会及相关行业标委会已组织了一系列电能质量方面的标准，2008年曾修订4项国标，提高了标准的科学性、实用性和可操作性，做到既向国际先进标准靠拢又符合国情。
国内首个针对暂态电能质量国家标准发布
年初，从国家标准2013年第25号批准发布公告上获悉，由国网福建电科院负责编制的国家标准《电能质量电压暂降与短时中断》（GB/T）正式颁布，于日开始实施。该标准是国内首个针对暂态电能质量的国家标准，填补了国内暂态电能质量标准空白。
标准规定了电压暂降与短时中断的定义、事件统计及推荐指标、检测、监测、评估等各方面的内容，对规范我国电网电压暂降与短时中断的检测和评估将起到重要作用，有利于指导电能质量相关问题治理以及敏感用户的用电需求与生产活动，避免重大经济损失，对供电企业、电力用户、电力设备制造业均有重要的意义。
暂态电能质量问题的研究起步较晚，国内刚刚有所认识，它属于稳态电能质量问题的延伸，影响范围小，但后果却比较严重；暂态电能质量问题的实质就是暂态电压质量问题，或者电网遭受外来干扰侵袭及内部故障、操作所带来的系统冲击问题，其主要性能指标是：电压脉冲、浪涌、电压跌落及瞬时电压中断，目前国际国内还没有此方面的统一标准，但一般采用其指标参数的幅值和持续时间来描述（有时考虑其上升下降率、发生频度等）。目前，在所有暂态电能质量问题中，电压跌落的影响最为普遍。
行业标准是国家标准的必要补充和细化。近年来在电能质量领域，行业标准已受到关注并取得长足进展，随着电能质量产业(监测和治理装置等的崛起，未来这一方面必然有更快的进展。
电能质量治理市场前景广阔&相关设备迎发展商机
从目前来看，中国电能质量治理的推动主要由供电部门发起，全国各地的供电系统成为电能质量治理的积极推动者。而企业方面，由于对电能质量认识的不足以及对成本因素的考虑，对电能质量治理表现出的热情不高，这使得中国电能质量市场的推动力略显不足。
但随着电力电子与信息通信技术在社会各个领域的渗透应用，一些新型电力负荷对电能质量的要求不断提高，电能质量已成为电力企业和用户共同关心的课题。企业自身对电能质量要求的提高，以及国家政府对电能质量治理的推进，使得未来电能质量治理内在的发展动力逐步增强。
深圳市英纳仕电气有限公司总经理李朝晖分析，国内电能质量设备市场具有巨大的发展空间和潜力，尤其作为当前最先进技术的静止同步无功补偿装置和有源电力滤波器。随着设备制造成本的下降，以及对电能质量重视程度的提高，对节能减排的高度重视，国内电能质量设备的市场将具有广阔的发展机会。
他认为，电能质量监控行业面临的发展机遇有以下几方面：一是国内虽然有企业单位提供相关产品进行销售，但时间都不长，并没有在市场上形成行业龙头；二是现有的电能质量监控系统基本上针对特定行业需求进行开发设计，还不能覆盖大多数需要进行电能质量监控的行业；三是越来越多的企业单位认识到电能质量问题带来的严重危害，导致对实时监控电网的电能质量状况的需求越来越多；四是将来国家考虑到电能质量问题对整个国民经济的影响，制定相关电能质量的相关强制标准，将会带来巨大的市场机会。
据统计，2012年无功补偿设备的市场实现销售额351.27亿元，谐波治理设备实现销售收入101.94亿元，分别较2008年增长了45%与371%。
相关设备迎发展商机
我国电能质量问题的存在，引起了电网公司的高度重视。国家电网公司在《关于印发电能质量在线监测系统建设推广实施计划的通知》中要求，2013年底前完成系统主站功能开发以及与相关业务系统的互联互通改造，220千伏及以上电压等级输变电系统可靠性以及重点城市高、中压客户供电可靠性相关数据的对应和在线监测；2014年年底前，实现国家电网110（66）千伏及以上电压等级输变电系统可靠性和全部具备采集条件的高、中压客户数据对应和在线监测；2015年年底前，同步跟进智能电表采集终端推广部署工作，实现国家电网低压客户可靠性指标数据自动采集，实现电能质量从分散到集中、从人工录入到自动采集、从事后统计到在线分析的管理模式转变和采集范围的基本覆盖。
从目前电能质量问题的解决方案来看，主要可以分为三类：电能质量监测系统，帮助用户了解电网供电或用电的状态；电能质量治理设备，如无功补偿装置、谐波治理设备等，从电压、谐波、功率因数等方面对电能质量问题进行修正和完善；软件系统，帮助企业实现电能质量监控和治理的自动化。随着我国电能质量治理产业快速发展，三大领域已取得了不俗的成绩。
电能质量监测设备：年我国电能质量监测设备市场规模从56.47亿元逐年上升至95.22亿元，五年市场总容量为456亿元，年均增速在12%左右。2012年中国电能质量监测设备市场需求为101.71亿元，同比增长6.82%。
电能质量治理设备：国内无功补偿装置与谐波治理两大主要产品市场发展极其迅猛，产品的质量和数量都有了大幅度的提升，相当一部分优势企业已经开始问鼎国际市场并取得了不俗的业绩。2012年，无功补偿市场实现销售额351.27亿元，谐波治理101.94亿元，分别较2008年增长了45%与371%。
电能质量治理软件与服务：目前我国电能质量治理产业软件市场在整个产业市场中所占的份额较小。年，其市场规模从2.72亿元上升至5.44亿元，在电能质量治理行业中占比一般为1％～2%，但由于我国未来经济结构调整的压力，以及对于智能化、信息化电网建设的加速，对于电能质量相关数据处理的软件需求将会有所上升，以电能质量治理软件市场规模占整个产业2%的比例计算，则到2015年，我国电能质量治理软件的市场规模将达到12亿元。
目前，在电能质量治理设备方面，国内无功补偿装置与谐波治理两大主要产品市场发展迅猛，产品的质量和数量都有了大幅度的提升，已有相当一部分优势企业开始问鼎国际市场。
新能源崛起&促电能质量新发展
随着电力电子产品应用的增加以及产业升级的需要，电能质量问题越来越重要，不仅在传统的冶金、化工等产业，在风力发电和太阳能发电等较新的产业领域，相关产品的需求逐渐增加。快速发展的新能源行业，将成为电能质量治理设备发展的重点领域。
风电、太阳能发电与电能质量问题
电能质量治理产业研究报告分析显示，由于风速的随机变化特性以及风电机组本身的一些固有特性的影响，如塔影效应、风剪切等，使得风电场的输出功率随着这些特性和影响发生变化，从而引起电压波动和闪变现象。此外，变速恒频风力发电机采用了换流装置，运行时将产生较大的谐波电流，对电网和风电系统产生一系列不利影响。
光伏发电能量的传递和转换都是建立在电力电子技术的基础上，大规模的光伏电源并网使得大量的电力电子转换器引入到电力系统中，随着电力电子技术的广泛应用和发展，大量的非线性负载也加入到了供电系统中，因此，大规模光伏发电的引入会对电力系统造成严重的污染，产生更为严重的电能质量问题。现在较为常见的电能质量问题有：电压波动和闪变、三相不平衡、谐波污染、无功功率不平衡等。另外，大规模光伏并网发电引起的微网环流和孤岛效应将在电网中引入新的电能质量问题，严重危害电力系统的安全性和稳定性。
风电、太阳能发电领域电能质量治理产品需求分析
（一）风电行业对电能治理产品的需求
在风力发电行业中，由于风力发电的不确定性，接入电网前需要变频装置进行转换，这时需要电力滤波装置来消除变频设备产生的谐波。风电场通过加装SVC装置能够有效解决接入电网时产生的功率因数、电压调节以及谐波等问题，动态调整无功功率、电压等影响风电场安全运行的因素，保障电网的稳定运行。由于SVC的技术经济优势已在众多行业得到了大量的应用和验证，而且运行效果非常理想，因此其在风力发电行业的应用前景非常广阔。
根据规划，到2020年我国风电总装机容量将超过2亿千瓦，2012年我国风电装机为75324MW，这意味着年8年中，平均每年要新增装机1550万千瓦，目前风电所需无功补偿的容量约占装机容量的20%～30%，以平均为25%计算，每年风电机组所需的SVC装置大概在387万千乏左右。以单位价格150元/千乏计算，风电站建设方面每年市场容量大概5.81亿元左右。
（二）光伏发电对电能质量治理产品的需求
按照我国能源发展&十二五&规划，到2015年，太阳能发电装机达到2100万千瓦，其中光伏电站装机1000万千瓦，太阳能热发电装机100万千瓦，并网和离网的分布式光伏发电系统安装容量达到1000万千瓦。
据数据统计，2012年我国太阳能新增装机容量191MW，累计装机容量达到701&MW，按照这个数据进行分析，年我国每年新增的太阳能并网发电装机容量将达到224万千瓦，目前光伏所需无功补偿的容量约占装机容量的10%左右进行计算，每年光伏发电组件所需的SVC装置大概在22.4万千乏左右。以单位价格150元/千乏计算，仅并网光伏电站建设无功补偿方面每年市场容量大概3.36亿元左右。若加上离网分布式风光互补以及光热电站的无功补偿以及谐波治理等电能质量治理市场规模，估计我国光伏电站每年的电能质量治理市场规模将在5亿元左右。
分布式发电方兴未艾&多举措提升电能质量
按照国家能源局规划，2020年我国分布式电源规划总装机容量将达到约2.1&亿千瓦（接入110&千伏及以下电压等级），占全国总装机的12.4%。分布式电源正处于快速发展阶段。而大量分布式电源接入对配电网规划建设、&电网的安全性、继电保护、供电可靠性、电能质量等都会带来影响，因此对分布式发电引起的电能质量问题，一定要重点关注。
由于分布式电源具有随机性，会带来电压波动及电压偏差问题，而单相分布式电源并网时，各相分布的电源容量不对称，还会引起三相不平衡。此外，分布式电源通过电力电子逆变器并网，还很容易产生谐波、间谐波、直流分量等问题。
对于分布式电源引起的电能质量问题，主要可以通过规划设计、逆变器控制以及微电网技术来解决。
首先是规划设计。应根据分布式电源的电能质量问题产生机理、叠加机制，合理选择安装位置和安装容量、确定控制方法和节点类型。而最终并网电压等级应根据电网条件，通过技术经济比选论证确定。若高低两级电压均具备接入条件，要优先采用低电压等级接入。分布式电源启停、波动对并网点的冲击较大，为保证电源起停、波动对系统供电电压的影响在规定的电压偏差范围之内，电源并网点的系统短路电流与电源额定电流之比不宜低于10，若低于该比值，需进行专题论证。
二是优化逆变器控制和设计，提高本体电能质量。将分布式电源逆变器等效输出阻抗设计成容性，通过虚拟阻抗技术对逆变器电源特性的改变，应对电压调整，弥补传统逆变器输出无功引起的输出电压幅值跌落。
最后，微电网将地域上相对集中的分布式电源集中起来，使配网不必直接面对数量众多的分散能源，配合储能技术和顶层控制的设计，可大大提高分布式电源的能源利用率和供电质量。通过对运行参数的精确控制，将分布式电源存在的诸多问题归集到小系统内，配合对储能的高效利用，可实现并网平滑切换和对供电质量的提升。&
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