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电能质量分析与控制 目录 电能质量概述 传统电能质量分析与改善措施 电压波动与闪变 第一章 电能质量概论 电能既是一种经济实用、清洁方便且容易传输、控制和转换的能源形式，又是一种由电力部门向电力用户提供，并由供、用双方共同保证质量的特殊产品。 第一节 概述 人们首先把电力系统运行中电压和频率偏离标称值的多少作为检验电能质量的主要指标。 如何深入理解现代电能质量问题，如何把提高电能质量与增强竞争意识、电力市场占有率联系起来，如何从技术、经济和运行管理等方面加大力度，保证优质供电，以最小程度减少对现代工业企业和重要电力用户的影响，既是电力用户需求和电力系统运行给我们提出的新任务，也是信息时代给我们提出的新挑战。 一、供电系统运行与电能质量的关系 1.电能质量的基本要求 为保证电能安全经济地输送、分配和使用，理想供电系统的运行应具有如下基本特性： （1）以单一恒定的电网标称频率（50Hz或60Hz，我国采用50Hz）、规定的若干电压等级（如配电系统一般为110kV, 35kV, 10kV,380V/220V）和以正弦函数波形变化的交流电向用户供电，并且这些运行参数不受用电负荷特性的影响。 （2）始终保持三相交流电压和负荷电流的平衡。用电设备汲取电能应当保证最大传输效率，即达到单位功率因数，同时各用电负荷之间互不干扰。 （3）电能的供应充足，即向电力用户的供电不中断，始终保证电气设备的正常工作与运转，并且每时每刻系统中的功率供需都是平衡的。 一、供电系统运行与电能质量的关系 上述理想供电系统的基本特性构成了供电运行对电能质量的基本要求，如果将其概括描述可如图1-1所示。 上图中三个基本集合的交集之内确定了合格电能质量的指标要求，是我们将要阐述的供电系统电能质量的三个基本要素。图1-1示意性地表明，这三项质量指标相互间存在着紧密的依存和制约关系。 一、供电系统运行与电能质量的关系 2.电能质量的特征 电能，或称之为电产品，除了具有其他工业产品的基本特征之外，由于其产品形式单一，而且其生产、输送与消耗的全过程独具特色，因此在引起电能质量问题的原因上、在劣质电能的影响与评价等方面与一般产品的质量问题不同，具有以下显著特点： 一、供电系统运行与电能质量的关系 （1）电力系统的电能质量始终处在动态变化中。 （2）电力系统是一个整体,其电能质量状况相互影响。电能不易储存，其生产、输送、分配和转换直至消耗几乎是同时进行的。 （3）电能质量扰动具有潜在危害性与广泛传播性。 （4）有些情况下用户是保证电能质量的主体部分。 （5）对电力系统的电能质量指标进行综合评估非常困难。 （6）控制和管理电力系统电能质量是一项系统工程。 二、当代电力系统对电能质量的要求 随着时代进步与科技的飞速发展，现代电网与负荷构成出现了新的变化趋势，由此带来的电能质量问题越来越引起电力部门和电力用户的高度重视。电网与负荷构成出现的变化趋势主要表现在： 二、当代电力系统对电能质量的要求 （1）电力系统扩张与联网逐渐形成，系统运行的安全稳定性和可靠性要求不断提高。 （2）在保证电力系统一定的自然垄断特性的条件下，引进竞争机制，实施电力市场化营运，强化环境保护意识与提高信息管理水平已经势在必行。 （3）当代电力系统与计算机技术和通信技术的结合更加紧密，采用高新技术（如TCSC、FACTS、HVDC、Cus-Pow）以提高电力传输能力 二、当代电力系统对电能质量的要求 和实现配电自动化的趋势方兴未艾。 （4）电力用户为满足其对产品的个性化、多样性生产的需求，从最大经济利益出发，在大功率冲击性、非线性负荷容量迅速增长的同时，更大规模地采用科技含量高的器件、设备与技术。 二、当代电力系统对电能质量的要求 负荷敏感度：是指负荷对电能质量问题的敏感程度，即提供给负荷的电能质量不良时负荷能承受干扰仍正常工作的能力。 一般可将负荷分为三类：普通负荷（Common Load）、敏感负荷（Sensitive Load）和重要（要求严格的）负荷（Critical Load）。 二、当代电力系统对电能质量的要求 电力系统的各个部分都是相互联系的，使用电双方的相互影响越来越紧密。因此，综合协调处理电能质量问题至关重要。另外需要注意到，由于看问题的角度不同，在导致电能质量下降的原因与责任上，供用电双方往往存在很大的分歧。 美国乔治动力公司曾组织和实施了一项对电力部门和电力用户关于电能质量问题起因的调查，