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摘要：本文首先对电能质量进行概述，并分析与探讨电能质量检测方法及应用，希望能够为提高我国电能质量，确保电网运行的安全与稳定贡献一份绵薄之力。
关键词：电能质量；检测；方法；应用
当前，在我国经济快速发展的背景下，越来越多的非线性负荷投入到使用当中，导致点阿旺中出现谐波、电压畸变；部分负荷具有冲击性、波动性的则极易引发电压的闪变与波动等等都会使得电力系统的稳定、可靠与安全性能受到影响。所以为了确保电力系统的运行安全与稳定，降低由于电能质量问题所造成的的影响，所以非常有必要分析与探讨电能质量检测方法及应用。
一、电能质量概述
电能质量主要指的是电力系统利用公用电网来给用户端提供交流电能的品质。在理想情况下，公用电网主要是利用正弦波形、恒定频率以及标准电压给用户供电。不过因为电力系统当中含有线路、变压器以及发电机等不对称或非线性设备，受到外部因素干扰、负荷性质多变以及各类故障等因素影响，所以在具体运行过程中是不存在理想状况的。所以会出现供用电环节、电力设备以及电网运行过程中的电能质量问题。根据电能质量中供用电双方需求、影响指标等不同可以划分电能质量为用电质量、供电质量、电流质量以及电压质量四个方面。
二、电能质量检测方法及应用
通常情况下电能质量检测含括了计算机技术、数字信号处理技术等各类技术。而在科技不断进步的时代背景下，电能质量检测方法也在逐步优化与改进。当前，电能质量检测装置不但可以有效检测稳态指标，如频率、电流、电压、谐波等内容，同时还可以对瞬间扰动、电压暂升与暂降、暂态谐波等暂态信息量。当前，可以划分电能质量检测方法为时域、频域以及变换域三种。
（一）时域仿真法
时域仿真法主要指的是基于仿真程序来分析与研究电能质量问题中的暂态信息量。通常情况下，时域仿真程序包括电力电子仿真程序以及系统暂态仿真程度两种类型。其中电力方程主要是采取微分方程来表示，电力系统则主要是由R、L、C元件构成，采取数学计算方式来求解。
（二）频域仿真法
频域仿真法主要是计算电能质量问题中的混合谐波潮流计算、常规谐波潮流计算以及频率扫描等谐波问题。有别于普通谐波潮流计算方式，混合谐波潮流计算方式可以将非线性负载的动态特性、考虑非线性负载对控制系统的作用反映出来，不过此种方法需要进行较大工程量的计算，且在求解环节中复杂性较强。
（三）基于变换域的仿真方法
1. 傅里叶变换法
在电能质量检测过程中，使用频率较高的傅里叶变换法主要有快速傅里叶变换与离散傅里叶变换。对非正弦周期信号的时间连续信号等间隔采样，利用计算机来转换采样值为数字序列进而实施谐波分析。
运用该项方法过程中，需要确保采样频率大于最高信号频率的2倍，并且必须是稳态的，随着时间周期变化的波形。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如若达不到上述要求，那么就会导致分析误差的出现，进而引发“频谱泄露”或“频谱混叠”等问题。的对于非平稳信号，例如，电压暂降等点鞥呢质量问题，因为信号在任何时刻附近的频域特征均非常重要，同时信号存在突变，不可单单分析频域或时域，一旦信号出现突变，则在整体频带中都会分散在频谱。
2. 短时傅里叶变换
短时傅里叶变换法能够有效弥补傅里叶变换法的不足，能够把不平稳的过程视为一系列短时平稳过程的几何，可以利用窗口函数来将短时性来对时域进行覆盖。只要确定短时傅里叶变换中的窗口，就能够确定时频分辨率，而不会跟着频率与时间发生变化。对于非平稳信号，一时间段要求小窗口对短时间段上的高频信号进行分析，另一时间段则要求大窗口对长时间段的低频信号进行分析，所以难以确定时间的窗口大小。因为短时傅里叶变换的时-频窗口是不便的，因此此种方式不适用在暂态过程不连续以及具有多个频率分量的信号。
赵凤展，杨仁刚等利用短时傅里叶变换对电压暂降扰动进行检测，且表明采用最佳窗函数能够将电压暂将的突变点与复制点精准检测出来，该种方法在抑制谐波和噪声方面的性能比小波变换方法好。徐健等比较分析短时傅里叶变换与S变换对电压暂降问题的检测，所得结果显示对于相同电压暂降信号，选择越小的窗函数窗宽，实际检测结果准确性越高。刘俊等人通过有效结合短时傅里叶变换与小波，对电网的谐波进行分析，先是采取小波变换分离基波与各次谐波，随后采用短时傅里叶变换来将各次谐波与基波的相位、频率、幅值计算出来。
3. S变换
S变换属于一类可逆的时频分析方法，其是对小波变换以及短时傅里叶的局部化思想进行继承与发展。S变换属于一类自适应分辨率的变换，其高斯窗口会跟着频率分辨率发生改变，且分辨评率更高，所以普遍运用在了电能分析当中。赵凤展等采取有效结合时域分析与S变换的方法来自动识别电能质量扰动，由信号S变换幅值矩阵与信号时域采样过程中，将和电能质量扰动有关的特征参数提出出来，且根据规则数，防止有偏差出现。该种方法具有良好的抗噪能力与较高的识别率。徐方维等对S变换进行了有效改进，将高斯窗函数调节饮食引入其中，采取快速傅里叶变换来获得扰动主要频率，将调节因子确定下来，高斯窗口宽度会跟着频率分辨率而改变，时频分辨率提升。
4. 小波变换
相较于短时傅里叶变换与傅里叶变换来说，小波变换能够局部变换频率与时间，可以将信号中的有用信息提取出来，利用平移与伸缩运算来多角度深入分析信号或函数。所以可以有效分析不平稳信号与突变信号。当前在图像处理以及信号分析等领域中均已普遍运用小波变换法。在电能质量问题中运用小波变换重点是用于检测与定位电能质量扰动、识别电能质量扰动、暂态电能质量扰动建模和分析、电能质量扰动信号数据压缩等内容上。
三、结束语
总而言之，正确掌握电能质量检测方法与应用对于电力系统的运行安全与稳定有着重要意义，相关工作人员应当要能够正确认识到电能质量检测的重要性，并将其应用到实际工作当中，切实提高我国电网运行的效率与质量。
参考文献
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[3]李从飞.电能质量扰动检测与分类方法研究[D].安徽工程大学,2017.
论文作者:李征航1,廖梦露2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
标签：电能论文; 质量论文; 谐波论文; 信号论文; 时域论文; 电压论文; 频率论文; 《电力设备》2018年第20期论文;