何孟怀

【视频】【专题】八一八电能质量那些事!-电气应用电能作为一种商品,质量就是衡量它价值的尺度,不同的人对电能质量的认......
当前位置 : 首页 >> 全部文章 >> 正文
【视频】【专题】八一八电能质量那些事!-电气应用


电能作为一种商品,质量就是衡量它价值的尺度,不同的人对电能质量的认识不同。那么电能质量是不是就等于电能+质量?首先,请看下面这个视频......

(视频来源:腾讯视频;时长6分01秒,建议WiFi观看)
电能质量是什么?
电能质量,从普遍意义上讲是指优质供电片仔癀软膏 ,包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。

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电源有恒定频率、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。
其可以定义为:导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差,其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变(谐波)、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。
衡量电能质量的主要指标
衡量电能质量的标注包括:电压偏差、频率偏差、电压三相不平衡、谐波和间谐波、电压的波动和电压的闪变。
1)电压偏差:电压偏差指的是供电电压不稳定,存在电压上升或下跌情况。
2)频率偏差:所有电网对电网频率要求相同,不会因不同的电能用户而改变,频率偏差每个国家都有相应的规定。
3)电压三相不平衡:三相电压的值超过规定标准。
4)谐波和间谐波:频率是基波整数倍表现为正弦的电流或电压称之为谐波。非整数倍的则统称为间谐波。
5)电压波动和闪变:电网内电压有规则的变动称为电压波动,或是变化幅度倍数在0.9-1.1之间的随机变化。闪变则是指电压的不稳定对灯泡照明的视觉影响。

通过多维度的了解电能质量,我们不禁要问一个问题,电能质量到底谁负责?股票交易手续费怎么算
电力生产企业并不能完全控制电能质量,有些电能质量的变化是有电力用
户引起的(比如,谐波、电压波动和闪变等),或是自然灾害及非控制因素引起的。
引起电能质量的原因
1、电力系统元件存在的非线性问题
电力供电系统中元件的非线性问题有:发电机正常工作中产生的谐波;电网中各变压设备产生的谐波;直流输电产生的谐波;经过高压后的输电线路对谐波的放大作用。另外,并联电容器在变电站中的设置等因素也都会造成谐波的出现。这些因素中直流输电因素是现在电力系统中产生谐波的主要因素。
2、非线性负荷
非线性负载在工业和生活用电中展的比例很大,这是电力系统中产生谐波的主要根源。非线性的主要负载是电弧炉,电弧炉起弧的时延及电弧的严重非线性产生了谐波。
居民的日常生活和生产的负荷中,使用的荧光灯的伏安特性也是非线性的何欣航,也会有严重的谐波电流产生,其中含量最高的是3次谐波。此外,使用大功率的整流和变频装置也会有严重的谐波电流产生,严重影响了电网的安全。
3、电力系统故障
电能质量也会受到电力系统运行时的内外故障影响,例如,各种自然灾害、人为的非正常操作、各种线路短路、电网出现故障时发电机及励磁系统工作状态的改变等都会对电能的质量造成很大的影响。
电力谐波的主要危害及治理

电力谐波的主要危害有以下几个方面:
1)引起串联谐振及并联谐振,放大谐波,造成危险的过电压或过电流火炬木小组。
2)产生谐波损耗,使发、变电和用电设备效率降低。
3)加速电气设备绝缘老化,使其容易击穿,从而缩短它们的使用寿命。
4)使设备(如电机、继电保护、自动装置、测量仪表、电力电子器件、计算机系统、精密仪器等)运转不正常或不能正确操作。
5)干扰通讯系统,降低信号的传输质量,破坏信号的正确传递,甚至损坏通信设备。
治理电力谐波的方法如下:
谐波治理措施主要有三种:一是主动治理,即从谐波源本身出发,通过改进用电设备,使其不产生或少产生谐波;二是受端治理,即从受到谐波影响的设备或系统出发,提高它们抗谐波干扰能力;三是被动治理,即通过安装电力滤波器,阻止谐波源产生的谐波注入电网,或者阻止电力系统的谐波流人负载端。
由于谐波源的广泛性和复杂性,主动治理方法受设备结构、效率、成本、可靠性等因素影响,只能解决部分问题,受端治理方法和被动治理方法仍是目前治理电力谐波问题的主要方法。例如通过串联失谐电抗器抑制无功补偿电容器导致的谐波共振放大,通过在系统中安装无源电力滤波器和有源电力滤波器进行滤波等等。
电能质量分析方法
事件和暂态事件两大类。稳态电能质量问题以波形畸变为特征,主要包括谐波、间谐波、波形下陷及噪声等;暂态事件通常是以频谱和暂态持续时间为特征,可分为脉冲暂态和振荡暂态两大类。
电能质量的分析方法主要有时域仿真法、频域分析方法和基于变换的方法。
时域仿真法
时域仿真方法在电能质量分析中的应用最为广泛,其最主要的用途是利用各种时域仿真程序对电能质量问题中的各种暂态现象进行研究。对于电压下跌、电压上升、电压中断等有关电能质量暂态问题,本间贵史由于其持续时间短、发生时间不确定、对频域分析提出了较高的要求,较多采用时域仿真方法。
目前EMTP(Electro-MagneticTransientProgram,电力系统电磁暂态分析的仿真软件)、EMTDC(Electro-MagneticTransientofDirectCurrent,直流电磁暂态计算程序)、NETOMAC(NEtworkTOrsionMAchineControl,德国西门子公司开发的用于电力系统仿真软件)等系统暂态仿真程序和SPICE(Simulationprogramwithintegratedcircuitemphasis,是最为普遍的电路级模拟程序)、PSPICE(是由SPICE发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序)、SABER(是美国Synopsys公司的一款EDA仿真软件)等电力电子仿真程序在研究中得到了广泛的应用,有的已经被做成商业软件。采用时域仿真计算的缺点是仿真步长的选取决定了可模拟的最大频率范围我的野蛮师姐,因此必须事先知道暂态过程的频率覆盖范围。此外,在模拟开关的开合过程时,还会引起数值振荡。
频域分析法
频域分析方法主要用于电能质量稳态问题。比如谐波、电压波动和闪变、三相不平衡等。相对于暂态问题,此类事件具有变化相对较慢、持续事件较长等特点。对称分量法是最常用的方法。它的优点是概念清晰、建模简单、算法成熟,但耗时长。
频域分析方法主要包括频率扫描、谐波潮流计算和混合谐波潮流计算等,该方法多用于电能质量中谐波问题的分析。
频率扫描和谐波潮流计算在反映非线性负载动态特性方面有一定局限性,因此混合谐波潮流计算法在近些年中发展起来。其优点是可详细考虑非线性负载控制系统的作用,因此可精确描述其动态特性。缺点是计算量大,求解过程复杂。
基于变换的方法
在电能质量分析领域中广泛应用的基于变换的方法主要有傅里叶变换、神经网络、二次变换、小波变换和Prony分析等5种方法。
(1)傅里叶变换
傅里叶变换是电能质量分析领域中的基本方法,傅里叶变换的优点是算法快速简单。但其缺点也很多:
①虽然能够将信号的时域特征和频域特征联系起来观察,但不能将二者有机地结合起来。
②只能适应于确定性的平稳信号(如谐波),对时变非平稳信号难以充分描述。
③短时傅里叶变换(STFT)的离散形式没有正交展开,难以实现高效算法;只适合于分析特征尺度大致相同的过程,不适合分析多尺度过程和突变过程。
④快速傅里叶变换(FFT)变换的时间信息利用不充分,任何信号冲突都会导致整个频带的频谱散布;在不满足前提条件时,会产生“旁瓣”和“频谱泄露”现象。
傅里叶变换是经典的频谱分析和信号处理方法。其对含有短时高频分量与长时间低频分量的电能质量信号分析具有一定的局限性。目前经改进的快速傅里叶变换(FFT)和短时傅里叶变换(STFT)已经成为电能质量分析的基础。
(2)神经网络法
神经网络理论是巨量信息并行处理和大规模平行计算的基头孢他啶针 础,它既是高度非线性动力学系统,又是自适应组织系统,可用来描述认知、决策及控制的智能行为。
神经网络法的优点是:可处理多输入-多输出系统,具有自学习、自适应等特点;不必建立精确数学模型,只考虑输入输出关系即可。
缺点是:存在局部极小问题,会出现局部收敛,影响系统的控制精度;理想的训练样本提取困难,影响网络的训练速度和训练质量;网络结构不易优化。
(3)二次变换法
二次变换是一种基于能量角度来考虑的新的时域变换方法。该方法的基本原理是用时间和频率的双线性函数来表示信号的能量函数。
二次变换的优点是:可以准确地检测到信号发生尖锐变化的时刻;精确测量基波和谐波分量的幅值。缺点是:无法准确地估计原始信号的谐波分量幅值;不具有时域分析功能。
(4)小波分析法
小波变换是近年来兴起的一种算法,由于具有时域局部化的优点,特别适合于突变信号和不确定信号的分析。目前国内外已经有许多文献应用小波变换对谐波监测、电磁暂态波形分析、电力系统扰动建模等电能质量问题进行了研究。小波变换是一种多尺度分析数字技术紫极天帝,它通过对时间序列过程从低分辨率到高分辨率的分析,显示过程变化的整体特征和局部变化行为蛟河吧。
常用的小波基函数有:Daubechies小波、B小波、Morlet小波、Meyer小波等。
小波变换的优点是:具有时-频局部化的特点,特别适合突变信号和不平稳信号分析;可以对信号进行去噪、识别和数据压缩、还原等快乐魔法变。
缺点是:在实时系统中运算量较大,需要采用DSP等高价格的高速芯片;小波分析有“边缘效应”,边界数据处理会占用较多时间,并带来一定误差。
(5)Prony分析法
Prony分析衰减的思想类似于小波。在该方法中,信号总是被认为可以由一系列的衰减的正弦波构成,这些衰减正弦波类似于小波函数。所以Prony分析方法和小波一样,可以做多尺度的信号分析。Prony分析的主要缺点是计算时间过长。
电能质量热点
如何认识电能质量热点?储能技术及其产业是电能质量技术和产业发展的重点通过储能装置充放电解决有功平衡问题是当前解决配电网有功不平衡引起的电能质量下降和电能损耗问题的最有效的手段,随着分布式电源的快速发展医嫁,储能技术及其产业已经成为电能质量技术和产业发展的重点。1
电能质量与分布式电源
分布式电源接入配电网最突出的问题是配电系统的有功平衡问题由于分布式电源发电的随机性,使配电节点有功波动更加严重瑞友天翼,剧烈的有功波动使配电节点电压波动和闪变增大、配电损耗加大、配电资产利用率降低、用户用电成本加大。
储能技术及其产业是电能质量技术和产业发展的重点通过储能装置充放电解决有功平衡问题是当前解决配电网有功不平衡引起的电能质量下降和电能损耗问题的最有效的手段,随着分布式电源的快速发展,储能技术及其产业已经成为电能质量技术和产业发展的重点。2
电能质量与电力需求侧管理
保证电能质量合格是电力需求侧高效运行的重要约束条件之一电力需求侧管理的根本目的是提高需求侧电能配送和使用的效率。同安全性和可靠性一样,保证电能质量合格是实现电力需求侧高效运行的重要约束条件之一。
电力需求侧的电能质量监控电能质量监控是电力需求侧负荷监控的主要组成单元,监控系统分供电关口、用户电网、负载终端三个物理层面。电力需求侧电能质量监控的主要内容是:分层监测供电质量和用电质量,对超过限值的节点发出警示信号并且采取相应措施。3
电能质量与工业节电
电能质量与工业节电的关系保证电能质量合格是实施所必需的前提条件,即约束条件。
电能质量的经济性主要指电能质量问题带来的经济损失电能质量问题带来的经济损失主要包括:无功、负序和谐波产生的线路损耗,电压暂降、过电压、过电流、不平衡电压和电流引起的停产损失等。
电能质量治理的经济效益评估电能质量治理技术不是节电技术,但实施电能质量治理技术的经济效益显著。电能质量治理的经济效益可从保障工业节电技术实施和减少电能质量问题带来的经济损失两个方面评估计算。
EA(封面图片来源:互联网 资料来源:亚洲电能质量联盟、配电通、电老虎、北极星电力网、百度百科、知乎、腾讯视频等,由《电气应用》编辑整理)

Tags: