（内蒙古电力科学研究院 010000）
引言：
信息技术和网络技术的发展及计算机的普及应用，对电能质量提出了更高的要求，并日益受到技术专家和消费者的重视.本文简述了电能质量分析方法，对电能质量的相关控制技术进行了初步探讨。电能质量即电力系统中电能的质量，理想的电能应该是完美对称的正弦波。一些因素会使波形偏离对称正弦，由此便产生了电能质量问题。随着经济的快速发展，电网中非线性负荷用户的比例不断提高，由此而产生的电能质量问题，表现得越来越突出。本文在介绍电能质量综合评估的定义、必要性及目的的基础上提出了几种常用的电能质量评估方法。本文利用概率和矢量代数相结合的方法，通过实例分析后得出：首先，这种方法能够较好地反映运城市电能质量的实际情况。其次，该方法评估过程简单易懂，能够较好地和所学理论进行有机结合。
一、电能质量的概念
理想的电力系统给用户都是按照国家规定的电压水平即标称电压供电的，它都是一个恒定的工频50Hz或者60Hz的正弦波形。在电力系统中三相交流电的各相电压电流值都是幅值大小相等，相位互成120度。而在现实中我们所使用的发电机，变压器等一些元件参数都不是理想的线性和对称的，在用到不同场合时负荷的性质也随着一些因数变化而随机变化的，再加上不正常的调控操作和外来的干扰等一些故障影响。可想而知，这些理想状在电网运行时，供电系统的某一节点的电压与电力系统的额定电压发生了偏移，是因为供电系统在运行时改变了运行方式和一些负荷发生了缓慢的变化。
二、衡量电能质量的主要指标
是电网频率和电压质量。频率质量指标为频率允许偏差；电压质量指标包括允许电压偏差、允许波形畸变率（谐波）、三相电压允许不平衡度以及允许电压波动和闪变。国家技术监督局已公布了上述电能质量的五个国家标准。我国《电力法》明确规定"供电企业应当保证供给用户的供电质量符合国家标准，对公用供电设施引起的供电质量问题，应当及时处理"，在《供电营业规则》中也明确规定用户的非线性负荷、冲击负荷、波动负荷、非对称负荷对供电质量产生影响或对安全运行构成干扰和妨碍时，用户必须采取措施予以消除，如不采取措施或采取措施不力，达不到国家标准，供电企业可中止对其供电。在市场经济条件下，供电企业有依法向用户提供质量合格电能产品的责任，用户也有依法用电，不污染电网的义务。因此如何加强电能质量管理，提高电能质量，是市场经济条件下，电网建设管理中必须认真探讨的重要课题。以下主要介绍电能质量的具体指标：
1．电网频率我国电力系统的标称频率为50Hz，GB／T15945-1995《电能质量一电力系统频率允许偏差》中规定：电力系统正常频率偏差允许值为±0.2Hz，当系统容量较小时，偏差值可放宽到±0.5Hz，标准中没有说明系统容量大小的界限。在《全国供用电规则》中规定"供电局供电频率的允许偏差：电网容量在300万千瓦及以上者为±0.2HZ；电网容量在300万千瓦以下者，为±0.5HZ。实际运行中，从全国各大电力系统运行看都保持在不大于±0.1HZ范围内。
2．电压偏差GBl2325－90《电能质量一供电电压允许偏差》中规定：35kV及以上供电电压正负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10％；10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的土7％；220V单相供电电压允许偏差为额定电压的 7％～10％。标准中供电电压为供电部门与用户产权分界处的电压或由供用电协议所规定的电能计量点的电压。确定允许电压偏差是一个综合的技术经济问题，允许的电压偏差小，有利于用电设备的安全、经济运行，但为此要在电网中增添更多的无功电源和调压设备，需要更多的投入。反过来如果扩大用电设备对电压的适应范围，提高设备在这方面的性能，往往也要增加设备投资。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
三、电能质量分析
1、谐波
配电网中的谐波问题是一般是由非线性负荷引起的，配电网谐波环境比较复杂，共分为三类：配电网及微网中的非线性负荷，储能装置和电源电力电子接口。第一，配电网在并网运行时，PCC会将配电网的电压谐波渗透到配电网中。第二，储能装置和电源的电力电子接口变换器会产生谐波，配电网的的非线性负荷也会引起谐波，如治理不及时，有可能造成公共连接点的电压波形畸变。
2、闪变和电压波动
传统配电网中的闪变和电压波动重要是由负荷的无功率波动引起的。配电网中的闪变和电压波动不仅受负荷的影响，电源的输出功率波动也是影响微网中善变和电压波动的重要影响因素。负荷引起的电压波动与电路短路容量成反比，与负荷的无功功率成正比。由于配电网中的部分微电源是不可调度电源，受自然条件的影响比较明显，因此可以将其视为负负荷，电源造成的电压波动与配电网的短路容量成反比，与微电源的输出功率的波动成正比。配电网在独立运行时，因其短路容量较小，电压的波动会变得比较严重。配电网在并网运行时，引起短路容量较大，电压的波动可以被限制在比较小的范围。
3、三相电压不平衡
负荷不对称会引起配电网中三相电压的不平衡，配电网的三相电压不平和或者负荷不平衡则是配电网中三相电压不平衡的原因。在配电网三相电压不平衡程度较轻，配电网仍在并网运行的情况下，配电网的正常运行会受到不良影响，导致三相电流不平衡，产生大量的零序和负序电流，最终会引起PCC出三相电压不平衡。
4、频率波动
配电网在独立运行时，其频率是由储能装置和电源共同调节的，由于电源大部分是电力电子接口，模仿传统旋转发电设备在静态时的发电特性，采用下垂特性进行一次调频，可调度的微电源和储能装置共同完成第二次调频。配电网在并网运行时，则由主电网进行调频，以保证配电网的频率稳定，这种情况下，调频方式与传统配电网一致。
四、控制研究
1、谐波的控制研究
先从补偿对象检测出无功电流和谐波电流等分量，再由补偿装置产生于检测出的极性相反但是分量大小相等的补偿电流分量，从而抵消无功电流和谐波电流等分量。特点有：补偿功能多样化，补偿特征不收电网阻抗的影响，动态响应快。
2、闪变和电压波动的控制研究
对于闪变和电压的波动抑制措施要根据电网的实际状况而定，主要的改善措施有以下几种：第一，在电网的设计时应提高供电点的短路容量。第二，自备发电厂，通过大型同步电动机进行跟踪补偿。第三，将两个以上的冲击负荷在时间上错开，或设立单独的动态无功能补偿器加以解决。
3、三相电压不平衡的控制研究
由于配电网是三相四线制的电网，三相间的不平衡电流是无法避免的。由于用电的不规律性导致低压供电系统三相电压负荷长期不平衡，对于三相不平衡，电力部门要尽量合理分配负荷。在建设、设计配电网特别是并网运行时要尽量注意均衡负荷，最大限度的平衡负荷电流。
4、频率波动的控制研究
由于配电网在独立运行时，频率是由电源和储能装置共同调节，为了控制配电网频率波，有关学者提出了一个虚拟惯性频率控制的方法，即使配电网电源既能有下垂特性，又有与同步发电机转子相类似的惯性。发生扰动时，能支撑电网的频率从而提高配电网频率的稳定性。
结语：
优点是有目共睹的，但是由于电源的自身特性，配电网的电能质量和配电网运行的稳定性受其影响很大。目前研究配电网的文献主要探讨的是分布式电源在接入配电网后对电能质量的影响。我国对微电网的研究起步较晚，在关键技术方面取得了一些成绩，但与国外发达国家相比相差甚远。在能源日益枯竭的今天，对配电网的研究和利用势在必行，国家出台了相关的政策，并在“十三五”期间建设了三十多个配电网示范工程，在国内外的市场前景非常广阔。未来，配电网将成为综合能源系统，向结构多样化、控制智能化、概念扩大化、功能复杂化等方向发展。
参考文献：
[1] 王新学，《电力网及电力系统》
[2] 陈志业，《机械工业标准化与质量》
论文作者:樊永红
论文发表刊物:《电力设备》2015年8期供稿
论文发表时间:2016/3/11
标签：电压论文; 电能论文; 负荷论文; 配电网论文; 质量论文; 相电压论文; 电网论文; 《电力设备》2015年8期供稿论文;