电气化铁道电能质量综合控制研究
电气化铁道电能质量综合控制研究
摘要:作为典型的非平衡负载,电气化铁道的牵引负载给公共电网带来的谐波、负序和无功等电能质量问题不
容忽视。静止无功补偿装置(SVC)是一种减小甚至消除无功、谐波以及其他电能质量问题的有效方法。以静止
无功补偿器(SVC)为基础,对电气化铁道的电能质量问题的综合控制进行研究。关键词:电气化铁道;电网;电能质量;综合控制
1 前言
中国的电气化铁道总里程已经突破2·4万公里,
跃居世界第二。电气化铁道具有运载能力强、行车速
度快、节约能源、对环境污染小等优点,在现代国民经
济发展中起着举足轻重的作用。
但是,由于电气化铁道牵引负载所具有的随即波
动性和不对称性,其给公共电网带来的诸如负序电流、
谐波以及无功功率等电能质量问题也引起了极大的关
注。研究如何利用有效手段治理电气化铁道牵引负载
所带来的一系列电能质量问题,确保电网中其他电力
设备的安全经济运行具有重大意义。
2 电气化铁道牵引供电系统
2·1概述
我国的动力供电电网电压一般为110kV或者
220kV,通过牵引变压器转换为27·5kV作为牵引动力
机车的供电。现在普遍流行的牵引变压器种类主要有
单相牵引变压器、Y-D11牵引变压器、阻抗匹配牵引
变压器、Scott变压器等。我国电气化铁道采用工频交
流50Hz三相供电单相用电,其负荷牵引电力机车的
功率大,速度、负载状况变化频繁,且具有不对称的特
性,导致牵引电网具有功率因数低、谐波含量高、负序
电流大等特点,不但自身损耗大,而且对公共电网及铁
路沿线的其他电力设备也带来严重危害,必须采取有
效措施加以治理[1]。
2·2单相变压器牵引供电网
采用单相牵引变压器的牵引供电系统拓扑结构如
图1所示[2]。
单相接线牵引网采用单相变压器供电,供电方式
又分为单相接线方式和V-V接线方式。单相接线牵
引变压器的原边跨接于三相电力系统中的两相;副边
一端与牵引侧母线连接,另一端与轨道及接地网连接。
牵引变压器的容量利用率高,但其在电力系统中单相
牵引负荷产生的负序电流较大,对接触网的供电不能
实现双边供电。所以,这种结线只适用于电力系统容
量较大,电力网比较发达,三相负荷用电能够可靠地由
地方电网得到供应的场合。另外,单相牵引变压器要
按全绝缘设计制造。而单相V-V接线将两台单相变
压器以V的方式联于三相电力系统每一个牵引变电
所都可以实现由三相系统的两相线电压供电。两变压
器次边绕组,各取一端联至牵引变电所两相母线上。
而它们的另一端则以联成公共端的方式接至钢轨引回
的回流线。这时,两臂电压相位差60°接线,电流的不
对称度有所减少。这种接线即通常所说的60°接线。2·3三相Y-D11变压器牵引供电网
采用三相Y-D11牵引变压器的牵引供电系统拓
扑结构如图2所示[2]。
三相Y-D11结线牵引变压器的高压侧通过引入
线按规定次序接到110kV或220kV,三相电力系统的高
压输电线上;变压器低压侧的一角c与轨道,接地网连接,变压器另两个角a和b分别接到27·5kV的a相和b 相母线上。由两相牵引母线分别向两侧对应的供电臂
供电,两臂电压的相位差为60°,也是60°接线。因此,在这两个相邻的接触网区段间采用了分相绝缘器。
3 SVC静止型动态无功补偿装置
3·1SVC的发展
静止型动态无功补偿装置SVC是一种先进的高
压电网动态功率因数补偿装置。它通过提高功率因数
来节约大量的电能,同时又起到减少电网谐波、稳定电压、改善电网质量(环境)的作用。20世纪70年代以
来,以晶闸管控制的电抗器(TCR)、晶闸管投切的电容
器(TSC)以及二者的混合装置(TCR+TSC)等主要形
式组成的静止无功补偿器(SVC)得到快速发展。SVC
可以看成是电纳值能调节的无功元件,它依靠电力电
子器件开关来实现无功调节。SVC作为系统补偿时可
以连续调节并与系统进行无功功率交换,同时还具有
较快的响应速度,它能够维持端电压恒定
3·2SVC的工作原理及在电网中应用
TCR+TSC型SVC的基本拓扑结构见图3。它由
1台TCR、2台TSC以及2个无源滤波器组成,在实际
系统中,TSC及无源滤波的组数可根据需要设置。
TCR的工作原理是通过控制与相控电抗器连接
的反并联晶闸管对的移相触发脉冲来改变电抗器等效电纳的大小,从而输出连续可变的无功功率。图3中
两个晶闸管分别按照单相半波交流开关运行,通过改
变控制角α可以改变电感中通过的电流。α的计量以电压过零点为基准,α在90°~180°之间可部分导通, 导通角增大则电流基波分量减小,等价于用增大电抗
器的电抗来减小基波无功功率。导通角在90°~180°之间连续调节时电流也从额定到0连续变化,TCR提
供的补偿电流中含有谐波分量[3]。
TSC的工作原理是根据负载感性无功功率的变化
通过反并联晶闸管对来切除或者投入电容器。这里, 晶闸管只是作为投切开关,而不像TCR中的晶闸管起
相控作用。在实际系统中,每个电容器组都要串联一
个阻尼电抗器,以降低非正常运行状态下产生的对晶
闸管的冲击电流值,同时避免与系统产生谐振。用晶
闸管投切电容器组时,通常选取系统电压峰值时或者
过零点时作为投切动作的必要条件。由于TSC中的
电容器只是在两个极端的电流值之间切换,因此它不
会产生谐波,但它对无功功率的补偿是阶跃的。
TCR和TSC组合后的运行原理为:当系统电压低
于设定的运行电压时,根据需要补偿的无功量投入适
当组数的电容器组,并略有一点正偏差(过补偿),此
时再利用TCR调节输出的感性无功功率来抵消这部
分过补偿容性无功;当系统电压高于设定电压时,则切除所有电容器组,只留有TCR运行。
4 电网电能质量综合控制与治理
4·1谐波抑止与无功补偿
利用SVC动态无功补偿装置对牵引供电系统的
谐波和无功进行综合治理的关键是SVC最大无功补
偿量的确定和滤波器支路的设计[3]。
SVC最大无功补偿量Qsvc应该和设计线路牵引负
荷的大小相适应,应该按电气化铁道牵引负荷的最大
有功需求以及补偿后对装设地点功率因数或在最大无功冲击时的最大电压损耗的要求来确定,具体可以按
照式(1)、(2)来计算。
QSVC=(tanφ1-tanφ2)Pmax(1)
式中,φ1、φ2分别为补偿前后110kV电源测功率
因数角;Pmax为电铁负荷最大有功需求。
QSVC=Qfmax-ΔU%Xs(2)
式中,Qfmax为装设地点最大无功冲击;ΔU%为装
设地点最大电压损耗要求;Xs为系统阻抗。
要想达到理想的谐波抑止效果,必须综合考虑FC
滤波支路的设计,既要保证装置的安全运行,又要达到
预计的理想效果。在实际设计中,首先需要根据供电
臂中所含的谐波分量来确定FC滤波支路的组成。由
于在电力牵引负荷的谐波中, 3、5、7次谐波占了很大
的比重,所以FC滤波支路一般由3、5、7次单调谐滤
波器构成。
当最大无功补偿容量和滤波支路的组成确定后,
如何将需补无功容量合理分配到各滤波支路中,这是
非常重要的问题。如果各滤波支路的容量分配不合
理,一方面会使设备安装总容量偏大,另一方面有可能
因为某此滤波回路补偿功率偏小而发生过负荷,对设
备安全运行造成影响。
一些著名的电气公司采用的一些算法如下[6]:
如西门子公司的无功功率补偿按式(3)分配
Qc(h)=QSVCIh/h∑Ih/h(3)
式中,Qc(h)是第h次滤波支路分配的补偿容量;Ih
为供电臂第h次谐波电流。
BBC电气公司按照式(4)分配无功功率
Qc(h)=QSVC∑Ih(4)
AEG电气公司则按照式(5)分配无功
Qc(3)∶Qc(5)∶Qc(11)∶Qc(13)=2∶2∶1∶1 (5)
式中,Qc(3)、Qc(5)、Qc(11)、Qc(13)分别为第3、5、11、13次滤波支路分配的补偿容量。
4·2负序电流补偿
牵引电力机车产生的大量负序电流给电网中其他
的电力设备的安全、经济运行带来极大影响。SVC静
止动态无功补偿装置在补偿负序和末端电压上有着相
当高的效率。工程应用上可以选择在电网系统和负荷
上都安装SVC[5]。
在电网系统端安装应用SVC来补偿负序电流的
原则是参照斯坦梅茨法则(Steinmetz′s laws)。不管采
用哪一种牵引变压器,负序补偿的实现分为如下两步: (1)电力因数修正。通过安装电容器件,使得每
相负荷都为电阻性。
(2)参照斯坦梅茨法则(Steinmetz′s laws),AB相
的电阻性负荷G,与BC相的电容性负荷G/ 3以及CA
相的电感性负荷G/ 3互相对称。
电流环路图和相位图分别如图4、5所示:
从图5可以明显看到线电流I·A,I·B,I·C是对称
且正序的,BC相和CA相之间的阻抗负载也可以做到
类似的对称,因此系统中的所有负序电流都可以被补
偿而消除。
现在问题的关键是如何随着牵引负荷的起伏动态
地控制补偿需要的电容和电感器组。急于数字信号处理器(DSP)的固定电容(FC)和晶闸管控制的电抗器(TCR)的组合得以广泛应用,如图6所示。得益于
DSP对数据信息的快速处理,补偿所需的电容和电感
参数可以被快速、精确计算得到。
5 结论与展望
本文提出的基于静止动态无功补偿装置(SVC)的
电气化铁道牵引电网电能质量综合控制与治理原理与方案具有重要的工程意义。电气化铁道的电能质量是一个突出且严峻的课题与难题,要求我们不断探求新
的综合补偿方法,来综合控制与治理影响电能质量的
无功、谐波、负序等因素,以提高电网电能质量,确保电网安全、经济运行。
336#——电网电能质量控制
《电网电能质量控制》 A 1. 电能质量的基本要求是什么？ 解答：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（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。 2. 简述长时间电压波动的内容及其特征 解答：长时间电压变动是指，在工频条件下电压均方根值偏离额定值，并且持续时间超过1min 的电压变动现象。 长时间电压变动可能时过电压也可能欠电压。 过电压 欠电压 持续中断 3. 什么是对称分量变换(120变换)？ 它适合哪种分析场合？ 120变换又称对称分量变换，它是一种把三相电流相量用正序、负序和零序对称分量来表示的变换。其变换公式为 (2-59) 式中， 互为共轭。 ???? ????????????=??????c b a 22211131i i i a a a a i i ,2321 ,232132232j e a j e a j j --==+-==-ππ
应用场合：是一种计算电力系统不平衡情况的工具，也可用于N相系统。 4. 改善电压偏差的措施有哪些？ 解答：（一）配置充足的无功功率电源 （二）系统调压手段 （1）电压偏差的调整方式：逆调压、顺调压、恒调压 （2）电压偏差的调整手段：用发电机调压、改变变压器变比调压、改变线路参数调压。 5. 什么是电力系统频率的一次调整和二次调整？ 解答：频率的一次调整是指利用发电机组的调速器，对于变动幅度小、变动周期短的频率偏差所做的调整。 频率的一次调整是指利用发电机组的调频器对于变动幅度大、变动周期长的频率偏差所做的调整。 6. 电压波动与闪变有哪些危害？ 1引起车间，工作室和生活居室等场所的照明灯光闪烁，使人的视觉易于疲劳甚至难以忍受而产生烦躁情绪，从而降低了工作效率和生活质量。 2 使得电视机画面亮度频繁变化以及垂直水平幅度摇晃。 3造成对直接与交流电源相连的电动机的转速不稳定，时而加速时而制动，由此可能影响产品质量，严重时危及设备本身安全运行。例如，对于造纸业，丝织业和精加工机床制品等行业，如果在生产运行时发生电压波动甚至会使产品报废等。 4对电压波动较为敏感的工艺过程或实验结果产生不良影响。例如使光电比色仪工作不正常，使化验结果出差错。5导致电子仪器和设备，计算机系统，自动控制生产线以及办公自动化设备等工作不正常，或受到损害。 5导致以电压相位角为控制指令的系统控制功能紊乱，致使电力电力换流器换向失败等。 顺便指出，波动性负荷除了会产生以上总结的闪变危害之外，由于自身的工作特点所决定，还会产生大量的谐波，并且由于其三相严重不对称带来的的
风力发电并网技术及电能质量控制措施
风力发电并网技术及电能质量控制措施 摘要：现阶段，我国各项经济呈现出迅猛发展的形式，人们对日常生活的要求越来越高。电能已经成为人们必不可少的能源，我国对新能源的关注度越来越高，尤其是“可持续发展战略”提出以来，人们对如何提高风能、水能等新能源的利用率展开了研究。 关键词：风力发电;并网技术;电能质量;控制措施 1风力发电并网技术 我们所述的风力发电并网技术指的是发电机输出的电压在幅值，频率乃至向位上和电网系统的电压是一致的。风力发电并网是完成风力发电到电能供应的必要过程，是实现电能输出的必要环节。并网技术的关键是确保风力发电机组输出，电力能源的电压和被接入电网的电压在扶智相位频率等方面保持一致，能够保证风力发电并网实施后，整体电能供应的稳定性而目前的风力发电并网技术主要有两种，一种是同步风力发电并网技术，另一种是异步风力发电并网技术。同步风力发电并网技术主要是将风力发电机和同步发电机相结合，在进行同步发电机的运行中能够有效的输出有功功率，并且能保证为发电提供必要的无功功率，促进周波稳定性提升，可以有效的提高电能稳定性。同步风电发力机具有工作效率高，体积小，结构紧凑，成本的可靠性高，维护量小等优点。该发电机的转速平稳负载特性强，周波稳定，发电机组发电电能质量高，这导致同步风力发电机在风力发电中的应用十分广泛。同步风力发电并网技术在整个风力发电技术的应用中占很大的比重。在同步风力发电并网技术的应用中，风速波动明显会造成转子转距出现较大的波动，容易影响发电机组并网调速的准确性。为了解决这个问题，可以采用在电网和发电机组之间安装变频器的方法避免电力系统无功震荡和步失，有效的提高并网质量。异步风力发电并网技术跟同步风力发电并网技术相比，其
电能质量主要控制参数
电能质量主要控制参数 电网频率 我国电力系统的标称频率为50Hz ，GB/T15945-2008 电能质量分析仪(3张) 《电能质量电力系统频率偏差》中规定：电力系统正常运行条件下频率偏差限值为±0.2Hz，当系统容量较小时，偏差限值可以放宽到±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。 电压偏差 GB/T 12325-2008 《电能质量供电电压偏差》中规定：35kV及以上供电电压正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的10%；20kV及以下三相供电电压允许偏差为标称电压的土7%；220V单相供电电压允许偏差为标称电压的+7%，－10%。 三相电压不平衡 GB/T15543-2008《电能质量三相电压不平衡》中规定：电力系统公共连接点电压不平衡度限值为：电网正常运行时，负序电压不平衡度不超过2%，短时不得超过4%；低压系统零序电压限值暂不做规定，但各相电压必须满足GB/T 12325的要求。接于公共连接点的每个用户引起该点负序电压不平衡度允许值一般为1.3%，短时不超过2.6%。 公用电网谐波 GB/T14549--93《电能质量-公用电网谐波》中规定：6～220kV各级公用电网电压(相电压)总谐波畸变率是0.38kV为5.0%，6～10kV为4.0%，35～66kV 为3.0%，110kV为2.0%；用户注入电网的谐波电流允许值应保证各级电网谐波电压在限值范围内，所以国标规定各级电网谐波源产生的电压总谐波畸变率是：0.38kV为2.6% ， 6～10kV为2.2%，35~66kV为1.9%，110kV为1.5%。对220kV 电网及其供电的电力用户参照本标准110kV执行。 波动和闪变
电能质量概述
遵义长征电器开关设备有限责任公司致力于电能质量综合管理和电力系统供用电安全领域相关技术的研究和应用，为客户提供电能质量监视、功率因数校正、电力谐波治理、电气火灾监控等系统解决方案，利用现代通讯和物联网技术，对服务客户电力系统的所有电气设备提供在线检测并对可能存在的故障提供预警信息，确保电力系统用电安全。 检测供电质量、掌握电能消耗状况，并依据此制订节能降耗方案提供解决方案 ?电气参数测量及电能质量监视系统； ?电能量管理系统及电力自动化监控系统； ?电能质量（电力谐波与无功）检测服务； ?照明节能降耗产品。 提供功率因数校正及电力谐波治理方案 ?综合电能质量调控系统 ?有源及电力滤波与补偿系统 ?智能电力电容器及模块化无功补偿系统 ?谐波保护设备 电气火灾预防性解决方案 ?预防性电气火灾监控系统 我们的技术服务和您的收益 ?专业的技术服务专家具有多年经验，并透彻掌握电能应用、维护和管理知识。 ?无功功率补偿及功率因数调节方案提高您的电能应用效率，降低惩罚性电费损失。 ?电力谐波治理保障您用电设备的安全和设备使用效率。 ?电气火灾监视系统协助您查找电气火灾隐患，预防电气火灾发生，保障设备和生命安全。 电能质量治理对于企业的意义 许多企业对无功补偿、谐波治理的节能意义认识不足，不知道为什么要装，仅仅是因为供电部门力调罚款，才不得不装。客观地讲，无功补偿及谐波治理确实对供电部门有诸多好处，但对企业自身也有许多益处： ?电力部门对各企业的功率因数有规定的标准，如果达不到标准，要对其进行罚款，收取力率电 费，功率因数提高后可以消除力率罚款电费。 ?安装无功补偿装置后电网传输的无功功率减少，这样就增加了电网的传输有功功率的能力，提 高了设备利用率。 ?功率因数提高后，线路的总电流下降，线路损失和变压器有功损失会降低，可以减少一部分动 力电费。 ?功率因数提高后，线路的总电流下降，线路的电压降减小，从而改善了电压质量。 ?在变压器出力不够时，安装无功补偿装置，提高功率因数可使变压器的带载能力增强。 ?电能质量治理可有效避免谐波引起的误动作/拒动作，避免发生电力谐振，降低变压器和电动机 的损耗，可显著提升用电质量，降低损耗，节约电费，确保企业安全可靠用电。
电网电能质量控制B
电网电能质量控制B一、单选题 1.将参考坐标由旋转电机的定子侧转移到转子侧的坐标变换为（B）。 A.αβ变换 B.dq变换 C.傅里叶变换 D.小波变换 2.电能质量的基本要素是：电压合格、频率合格和（C） A.周期合格 B.电流合格 C.连续供电 D.三项平衡 3.电压波动与闪变的关系，以下叙述正确的是（B）。 A.电压波动是由闪变引起的，是一种电磁现象 B.闪变是电压波动的结果，是人对照度波动的主观视感反应 C.两者表述的意思相同 D.两者没有关系 4.单调谐滤波器有（A）种谐振频率。 A.一 B.两 C.三 D.四 5.电压暂降已经成为现代电力用户所面临的最重要的（A）干扰问题之一。 A.电能质量 B.用电质量 C.电压 D.电磁 6.长时间电压变动不包括（A）。 A.电压凹陷 B.过电压 C.欠电压 D.持续中断 7.具有故障自动恢复装置的断电为（A）。 A.短时间中断 B.长时间中断 C.电压中断 D.电流中断 8.GB/T15543-2008规定，电力系统公共连接点的正常电压不平衡度允许值为（C）。 A.4% B.3% C.2% D.1% 9.关于电能质量评估的复杂性的描述，错误的是（D）。 A.多个质量指标共同作用于一个系统，组合太多 B.电网节点多，电能质量问题具有传播性 C.不同电气设备在不同条件下对电压干扰的敏感度不同 D.电能质量测量仪表精度不够 10.根据IEEE定义电压电压暂降的电压下降幅度为标准电压的（A）。 A.90%-10% B.90%-1% C.85%-10% D.80%-1% 11.低压380V配电系统中电压谐波畸变率的允许值为（A）。 A.5% B.10% C.3% D.7% 12.在实际电力系统中，正序性谐波都有哪些（C）。
风力发电并网技术及电能质量控制措施李林
风力发电并网技术及电能质量控制措施李林 发表时间：2019-12-27T15:29:16.690Z 来源：《中国电业》2019年18期作者：李林 [导读] 风力发电是我国电力行业全力发展的新兴行业，因此风力发电技术也逐步受到了人们的关注。 摘要：风力发电是我国电力行业全力发展的新兴行业，因此风力发电技术也逐步受到了人们的关注。因此，只有加强对相关技术人员的培训，强化对国内外先进安全及生产技术的研究，才能够更好地促进风电行业的商业化与产业化发展。本文基于风力发电并网技术及电能质量控制措施展开论述。 关键词：风力发电；并网技术；电能质量控制措施 引言 作为一种可再生能源，风电资源是取之不尽用之不竭的，大力推动风电生产产业发展对我国能源资源体系建设是有利的，它在促进良好经济效益与环境效益发展的基础之上也为地方综合产业发展提供了新思路、新渠道。 1风力发电原理 风力发电的原理是把风能转化为机械能，再将机械能转化为电能进行输出。具体过程是通过风带动风机叶片转动，从而使发电机内部线圈旋转切割磁场，最终产生感应电流，并被储能装置以电能的形式储存起来。通常风力发电机由风轮叶片、低速轴、高速轴、风速仪、塔架、发电机、液压系统、电子控制系统等部件组成。其中，风轮是将风能转化为机械能的装置，根据风向的变化调节风轮方向，可以最大限度地利用风能。塔架是连接支撑风轮和发电机的支架，其高度是由周围地势和风轮大小决定的，以确保风轮的正常运行。发电机是将风轮产生的机械能转化为电能的装置。 在风机构造中，定义风轮叶片尖端线速度与风速之比为叶尖速比，是风机的重要参量，其大小是影响风机功率系数的重要参数。通过设计风轮的不同翼型和叶片数，可以改变叶尖速比。风机组的功率调节是风力发电系统的关键技术手段，其主要方式包括定桨距失速调节、变桨距失速调节和主动失速调节三种。 定桨距失速调节将风机叶片和轮毂固定，叶片顶角不能随风速进行调整，其结构相对简单，可靠性强，风机输出功率随风速而变化，因此在低风速下其利用率较低。变桨距调节是通过改变桨距角调整风能的转化效率，尽可能的提高风能转化效率，使风机输出功率保持平稳。主动失速调节是通过叶片主动失速来调节输出功率。当风速低于额定风速时，通过控制系统进行调控；当风速超过额定风速时，变桨系统通过增加叶片攻角使叶片失速，从而限制风轮的吸收功率。 2风力发电并网技术 2.1同步风力发电机组并网技术 第一种是同步风力发电机组并网技术，这类技术的应用原理是可以将风力发电机组与同步发电机组进行有效的融合，在确保工作正常进行的情况下，提高风电发电的性能，通过对有关的资料进行调查，我们可以知道，同步风力发电机组的并网技术可以提高对风能的利用率，提高风能在发电机组中的应用效率。 现阶段，市场上对同步风力发电机组的并网技术的使用范围较为广泛，这项技术在风能行业中的使用可以最大程度的提高发电的容量，带动相关的设备工作。除此之外，风速过大会导致发电机组产生过大的波动情况，影响机组的正常工作。为了提高相关工作的效率，技术人员应该将机组之间进行结合，分析电网以及发电机组之间的关系，最大程度的提高电网发电的质量。 2.2异步风力发电机组并网技术 这项技术在应用方面还存在一些问题，主要体现在并网技术应用不合理很容易产生冲击性的电流，冲击性电流的存在还加大电压，影响电压的安全性能。为了避免这种情况的出现，相关的技术人员通过对有关的资料进行查询，提出了两种方法，分别是提高磁路的饱和性能以及增大机组运行的电流。异步风力发电机组并网技术在风力发电行业中的使用可以有效的节省相关的操作流程，提高设备的使用效率，加大产生电流的容量。除此之外，电流的输送以及传递也会对风力发电的质量造成一定程度的影响，相关的技术人员应该提高电能的传送效率，推动相关产业的进步。 3风力发电并网技术和电能质量控制的有效对策 3.1提升安全性能 为了增强风力发电机组的安全性，就需要对风电机组展开超速测试，检测超速保护动作、超速通道、超速模块、超速传感器后制动回路的动作情况。同时，还需要对风电机组展开紧急停机测试，测试机械刹车制动、备用电源、顺浆回路等是否能够正常工作。除此之外，还需要对风力发电机组展开振动试验，检查保护动作、保护通道、保护测量元件等能不能够正常工作，从而确保机组的安全性。 3.2改进控制技术 对于风力发电系统的易干扰、不稳定的问题，一般使用系统模型控制的方式予以解决，但是该种方法具有一定的局限性，所以其仅限于某个系统的指定周期使用，难以有效地预防能量转换多个过程中所产生的变化。在风场运行的环境下，风电机组由于无人值守，所以对系统的控制有着更高的要求。使用自适应控制器，能够让风电机组在最大的范围内，使用功率系数得到优化。其工作原理为，利用对系统的输入输出展开测量，分析控制过程中需要的参数，并利用控制系统展开控制。相比于原有的控制器，自适应控制器性能得到了较好的优化，性能大大增加。它通过构建出准确的数学模型，对风力发电机组的电功率展开控制，进而更高效地进行控制，并节约成本。 3.3 提高电能质量 正弦波是电能质量所能达到的理想状态，但是，由于系统中存在着一些影响因素，会导致电波的波形产生偏离，从而引发出电能质量问题。对于目前的电能情况来说，有很多城市都存在着电能质量不高的情况，对人们的正常生活与工作均会造成影响，所以要加强对电能质量的控制与改善工作的力度。 在对电能质量进行改善的过程中：①要改善电功率因素，使无功就地平衡状态得到有效确保，还需保证供电半径的合理性；②要科学合理地选择供电线路的导线截面，合理配置配电设备与变电之间的安排，避免在运行过程中出现超负荷的情况；③要对调压措施进行合理适当的设置，此过程中应用到的变压器加装有安装静电电容器、载调压装置、同期调试相机或串联不畅等，将以上所提到的措施应用到实际工作中去均可以起到有效改善电能质量的作用。并且，还应对电力系统工作过程中的用电情况进行相关的调查，从人们的用电情况
中南大学新能源与电能质量控制研究所简介
中南大学新能源与电能质量控制研究所简介 一、实验室简介 中南大学新能源与电能质量控制研究所始建于1997年。由危韧勇教授与黄挚雄教授将电机拖动分布式控制系统，数字信号处理，电力谐波综合治理合并形成电能质量控制实验室，又于2000年与光伏发电，燃料电池等新能源技术相结合发展成今天的新能源与电能质量控制实验室。本实验室从2007年开始派出数名研究人员远赴瑞士，日本，美国等进行研究考察。 实验室目前研究方向为光伏电源系统，微电网系统设计，电能质量监测与控制。实验室打算以后进行便携式谐波检测仪，场站等的研究设计，实现便捷化和智能化。实验室成员多次在国内为著名刊物公开发表论文，参与省、国家自然科学基金等各类科研项目，多项获得省科技进步奖和鉴定。 二、实验室教学科研实验平台 1.电力系统综合自动化实验平台 THPZZD- 1 型电力系统综合自动化技能实训考核平台是一套集多种功能于一体的综合型技能实训考核装置，展示了现代电能发出和输送全过程的工作原理。本装置由THLZD - 2电力系统综合自动化实训台简称实训台”、THLZD- 2电力系统综合自动化控制柜（简称“控制柜”）、无穷大系统和发电机组和三相可调负载箱等组成。 2.电力系统综合监控实验平台 THLDK-2 型 电力系统监控实验平台是一个高度自动化的、开放式多机电力网络综合实验系统，它是建立在THLZD - 1型电力系统综合自动化实验平台的基础之上，将多个实验平台联接成一个复杂多变的电力网络系统，并配置微机监控系统实现电力系统“四遥”功能，还结合教学，提供电力系统潮流系统分析。
本实验平台能反映现代电能的发、输、变、配、用的全过程，充分体现现代电力系统高度自动化、信息化、数字化的特点，实现电力系统的监测、控制、监视、保护、调度的自动化。此外，本实验平台针对新课程体系，适合创建开放式现代实验室和培训中心，有利于提高学生和学员的实践能力和创新思维，为电力行业培养出更多高素质的复合型人才。 3.电力谐波及FACTS 综合实验台 电力谐波及FACTS 综合实验台是专门为高等院校、科研单位、职业院校研制的针对电力谐波产生和综合治理以及柔性交流输电技术的学习和研究而设计的 教学实验装置。它包含了电气工程基础、DSP 、PLC 、数字信号处理、电力电子技术、谐波检测及补偿技术、柔性交流输电技术、计算机技术及工业控制等诸多技术领域，适合电气类、电工电子类、自动化类相关专业的教学及工程实验，同时也适合于工程技术人员的科研及上岗培训。采用便携式挂件和液晶显示的形式，操作简便，界面友好，能实时查看、管理数据，是一台灵活、高效的实验台。 4.新能源发电及微网综合实验平台 新能源发电及微网综合实验平台是一个高度自动化的、开放式多电源种类的微电网综合实验系统，旨在培养电气类、电工电子类、自动化类等高级人才。它由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。本试验平台提供微电网控制技术和试验研究，为新能源发电技术在电网中的应用提供理论及实践依据，同时给学生学习新能源发电技术、分布式发电控制策略等智能电网新技术提供平台支撑。
江苏电网电能质量分析及其改进对策
江苏电网电能质量分析与改进对策 刘成民 摘要：本文总结了近年来江苏电网及系统中大容量非线性用户的谐波等电能质量问题的现状，就包括频率在内的的各电能质量问题进行了分析，并对新形势下的电能质量问题，提出防止对策。为江苏电网进一步提高电能质量提供了技术支撑。 关键词:电网, 电能质量, 对策 Power Quality Analysis And Improved Strategy for Jiangsu Power Network Abstract The present condition of power quality problems such as harmonic of nonlinear customer of large capacity in Jiangsu power network and system is concluded. Different power quality problems in Jiangsu Power Network are analyzed. According to new positions of power quality problems, some protection and strategy are presented, which provide technique support for increasing power quality in Jiangsu power network. Keywords power network，power quality，strategy 1现代电能质量概念 我国现有的电能质量方面的标准包括以下五个方面： （1）电力系统频率允许偏差；（2）供电电压允许偏差；（3）电压允许波动和闪变；（4）三相电压允许不平衡度；（5）公用电网谐波。 目前国内电能质量方面的工作主要集中在电压(幅值)、频率和谐波方面，而随着国民经济的发展和技术的进步，一方面电网中各种非线性负荷及用户不断增长，增加了影响电能质量的不利来源；另一方面各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备使用也越来越多，对电能质量的要求更高，这两个方面的矛盾日益突出。为了确保有效控制电能质量，现实中不仅包括以上五个方面，更增添了新的内容：如电压凹陷、电压中断、电压瞬变、过电压、欠电压、间谐波等。从苏州、南京等地一批IT高新技术企业向供电公司提出供电电能质量和供电可靠性的要求，就鲜明的反映了电能质量的现实发展趋势。[1][2] 2江苏电网电能质量现状 2.1频率指标 2001年华东电网全网频率质量有所下降，江苏电网分摊的频率超出50±0.2HZ不合格时间为567.59秒，比2000年的267.7秒多299.89秒，合格率由2000年的99.999%下降到99.998%。不合格时间主要出现在6、7两个月，占全年不合格时间的68.2%。频率超出50±0.1HZ不合格时间为123337.05秒，比2000年的99203.06秒多24133.99秒，合格率由2000年的99.686%下降到99.608%。 2.2电压偏差指标 2001年江苏220千伏主网电压监控点2:00和9:00平均电压分别为230千伏和228千伏, 比2000年2:00和9:00平均电压230.8千伏和227.4千伏分别下降了0.8千伏和上升了0.6千伏。2001年全省220千伏电压监控点电压合格率为99.49%, 比2000年的99.4%上升0.09个百分点。 2.3电网谐波情况 （1）江苏500kV系统谐波数据
电能质量的性能指标与改善方法
电能质量的性能指标与改善方法 摘要：介绍了电能质量的相关概念和术语，并对其指标进行了分类，指出不同的指标有不同的定义和应用领域；重点就国家已颁布的六 个电能质量标准的主要内容作了分析；并结合实际阐述电能质量的几种改善方法与措施；无源滤波器、有源滤波器、静止型无功补偿装置，介绍了它们的基本组成和原理，这些方法可以有效地解决稳态时的电压质量问题；文章还就电能质量技术的改进与提高，提出系统 化综合补偿技术是解决电能质量问题的"治本"途径，以解决动态电能质量问题。得出结论：运用FACTS和电力新技术对电能质量进行系 统地综合补偿，将是电能质量问题研究与开发的方向和有效解决途径。 关键词：电能质量 SVC 动态电能质量综合补偿 1 电能质量概念 电能质量包括四个方面的相关术语和概念：电压质量(Voltagequality)即用实际电压与额定电压间的偏差(偏差含电压幅值，波形和相位的偏差)，反映供电企业向用户供给的电力是否合格；电流质量(Current quality)即对用户取用电流提出恒定频率、正弦波形要求，并使电流波形与供电电压同相位，以保证系统以高功率因数运行，这个定义有助于电网电能质量的改善，并降低网损；供电质量(qualityofsupply)包含技术含义和非技术含义两个方面：技术含义有电压质量和供电可靠性；非技术含义是指服务质量(qualityofservice)包括供电企业对用户投诉的反应速度和电力价格等；用电质量(qualityofconsumption)包括电流质量和非技术含义，如用户是否按时、如数缴纳电费等，它反映供用双方相互作用与影响用电方的责任和义务。 一般地，电能质量的定义：导致用户设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差。这个定义简单明晰，概括了电能质量问题的成 因和后果。随着基于计算机系统的控制设备与电子装置的广泛应用，电力系统中用电负荷结构发生改变，即变频装置、电弧炉炼钢、电 气化铁道等非线性、冲击性负荷造成对电能质量的污染与破坏，而电能作为商品，人们会对电能质量提出更高的要求，电能质量已逐渐 成为全社会共同关注的问题，有关电能质量的问题已经成为电工领域的前沿性课题，有必要对其相关指标与改善措施作讨论和分析。 2 电能质量指标 电能质量指标是电能质量各个方面的具体描述，不同的指标有不同的定义，参考IEC标准、从电磁现象及相互作用和影响角度考虑 给出的引起干扰的基本现象分类如下： (1)低频传导现象：谐波、间谐波、电压波动、电压与电流不平衡，电压暂降与短时断电，电网频率变化，低频感应电压，交流网络中的直流； (2)低频辐射现象：磁场、电场； (3)高频传导现象：感应连续波电压与电流，单向瞬态、振荡瞬态； (4)高频辐射现象：磁场、电场、电磁场(连续波、瞬态)； (5)静电放电现象。 对于以上电力系统中的电磁现象，稳态现象可以利用幅值、频率、频谱、调制、缺口深度和面积来描述，非稳态现象可利用上升率、幅值、相位移、持续时间、频谱、频率、发生率、能量强度等描述。 保障电能质量既是电力企业的责任，供电企业应保证供给用户的供电质量符合国家标准；同时也是用户(拥有干扰性负荷)应尽的义务，即用户用电不得危害供电；安全用电；对各种电能质量问题应采取有效的措施加以抑制。 电能质量指标国内外大多取95％概率值作为衡量依据，并需指明监测点，这些指标特点也对用电设备性能提出了相应的要求。即电气设备不仅应能在规定的标准值之内正常运行，而且应具备承受短时超标运行的能力。 3 电能质量标准 综合新颁布的电磁兼容国家标准和发达国家的相关标准，中低压电能质量标准分5大类13个指标。 (1)频率偏差：包括在互联电网和孤立电网中的两种； (2)电压幅值：慢速电压变化(即电压偏差)；快速电压变化(电压波动和闪变)；电压暂降(是由于系统故障或干扰造成用户电压短时 间(10ms～lmin)内下降到90％的额定值以下，然后又恢复到正常水平，会使用户的次品率增大或生产停顿)；短时断电(又称电压中断，是由于系统故障跳闸后造成用户电压完全丧失(3min，电压中断使用户生产停顿，甚至混乱)；长时断电；暂时工频过电压；瞬态过电压； (3)电压不平衡； (4)电压波形：谐波电压；间谐波电压；(由较大的波动或冲击性非线性负荷引起，如大功率的交一交变频，间谐波的频率不是工频 的整数倍，但其危害等同于整数次谐波)。
336#——电网电能质量控制
新增（无答案） 一、单选题 1.一般用（a）方法来分析不对称系统。 A.对称分量法 B.无功功率法 C.独立分量分析法 D.极大似然估计法 2.三相对称系统表示为在任意时刻，三相电量的瞬时值结果不正确的是（）。 A. B. C. D. 3.电力系统中中枢点的调压方式不包括（C ）。 A.逆调压 B.恒调压 C.动态调压 D.顺调压 4.电力系统中的波形畸变不包括以下哪一个（）。 A.直流偏置 B.谐波 C.噪声 D.振荡性瞬变 5.有源电力滤波器通过产生与补偿谐波（b），来抵消非线性负荷产生的谐波电流。 A.形状一致，相位相同 B.形状一致，相位相反 C.形状不同，相位相同 D.形状不同，相位相反 6.动态电压调节器的英文缩写是（b）。 A.SVC B.DVR C.APF D.UPFC 7.三相电压不平衡度允许值一般为（b） A.1% B.2% C.3% D.5% 8.静止无功补偿装置是基于电力电子（b）的装置。 A.不控器件 B.半控器件 C.全控器件 D.可控器件 9.在谐波分析中经常采用的傅里叶变换属于（b）。 A.时域变换 B.频域变换 C.时频域变换 D.综合分析
变换 10.关于电能质量评估的复杂性的描述，错误的是（d）。 A.多个质量指标共同作用于一个系统，组合太多 B.电网节点多，电能质量问题具有传播性 C.不同电气设备在不同条件下对电压干扰的敏感度不同 D.电能质量测量仪表精度不够 11.电网（）补偿能力不足，电压容易失去稳定性。 A.有功功率 B.无功功率 C.电压 D.视在功率 12.同步调相机的主要缺点不包括（d）。 A.有功功率损耗大 B.维护复杂 C.投资大 D.调节能力不大 13.电能质量问题可以分为变化型和事件型两类，变化型指持续存在而且可能连续变化的情况，事件型指突然出现剧烈变化的情况。下列电能质量问题属于事件型的是（d）。 A.电压波动 B.波形畸变 C.电压不平衡 D.电压暂升 二、判断题 1.电压暂降和短时间中断的主要原因是电力系统的故障（） 2.功率不是系统设计和运行中要考虑的一个重要因素（×） 3.谐波电压即第h次谐波电压的有效值或其相对于基波电流有效值的百分数（×） 4.电压与有功功率相关，频率与无功功率相关。（） 5.当系统频率发生变化时，投入系统运行的所有发电机组都参加频率的一次调整和二次调整。（×） 6.电力系统中同步发电机产生的谐波与日益增长的系统谐波水平相比,可以忽略不计。（√） 三、综合题 1.什么是电压偏差，电压偏差产生的原因和危害是什么？
电网电能质量控制-- 本科 山大20年考试题库及答案
电网电能质量控制--本 -.综合题（70分） 1、简述电压波动的含义、引起电压波动的原因。 学生答案：电压均方根值一系列相对快速变动或连续改变的现象，其变化周期大于工频周期（20ms）。电压波动是指电网电压有效值（方均根值）的快速变动。电压波动值以用户公共供电点在时间上相邻的最大与最小电压方均根值之差对电网额定电压的百分值来表示；电压波动的频率用单位时间内电压波动（变动）的次数来表示。原因：（1）用电设备具有冲击负荷或波动负荷，如电弧炉、炼钢炉、轧钢机、电焊机、轨道交通、电气化铁路、以及短路试验负荷等。（2）系统发生短路故障，引起电网波动和闪变。（3）系统设备自动投切时产生操作波的影响，如备用电源自动投切、自动重合闸动作等。（4）系统遭受雷击引起的电网电压波动等。2.电压波动与闪变存在的影响电压闪变主要是表征人眼对灯闪主观感觉的参数。它一般是由开关动作或与系统的短路容量相比出现足够大的负荷变动引起的。 2、统一电能质量调节器的功能？ 3、什么是电力系统频率的一次调整和二次调整？ 学生答案：电力系统的负荷时刻都在变化，对系统实际负荷变化曲线的分析表明，系统负荷可以看做三种具有不同变化规律的变动负荷所组成：第一种是变化幅度很小，变化周期相对较短，一般是几秒就会变化的；第二种是变化幅度较大，变化周期较长，一般是几分钟；第三种是变化缓慢的持续变动负荷，引起负荷变化的原因主要是工厂的作息制度，人民的生活规律，气象条件的变化等。 第一种变化负荷引起的频率偏移将由发电机组的调速器进行调整，这种调整通常称为频率的一次调整。第二种变化负荷引起的频率变动仅靠调速器的作用往往不能将频率偏移限制在容许的范围之内，这是必须要有调频器参与频率调整，这种调整通常称为频率的二次调整。 当电力系统中负荷突然变大，那么频率将会相应降低，根据情况就会有一次二次调整。 4、电能质量的定义是什么？
电网电能质量控制 A_1
一、单选题 1.电压源型变换器的英文缩写为（）。 A.UPQC B.VSC C.SVG D.SVC 2.根据对称分量法，下列哪项无法得到（）。 A.正序分量 B.基波分量 C.负序分量 D.零序分量 3.下列有关静止无功发生器的说法不正确的是（）。 A.英文缩写是SVC B.无功功率随电压的降低按一次方关系下降 C.采用PWM控制 D.具有更快的响应速度 4.基于数学变换方法分析电能质量问题的方法不包括哪一个（）。 A.傅里叶变换 B.方均根值计算方法 C.小波变换 D.矢量变换 5.架空线上发生的多数故障属于（）性质。 A.暂态 B.稳态 C.动态 D.临界态 6.为获取稳态情况下某电压波形中的谐波分量，最常用的变化为（） A.αβ变换 B.dq变换 C.傅里叶变换 D.小波变换 7.改善异步电动机启动方式不包括（）。 A.降压启动 B.串接变阻器启动 C.软启动 D.升压启动 8.总谐波畸变率的定义是（）。 A.总谐波有效值与基波有效值的百分比 B.总谐波有效值与额定值的百分比 C.基波有效值与额定值的百分比 D.基波有效值与总谐波有效值的百分比 9.基于瞬时无功功率理论的方法，在只检测（）时，可以完全无延时地得出检测结果。 A.无功电流 B.谐波电流 C.有功电流 D.基波电流 10.发电机的下列措施中有助于谐波抑制的是（）。 A.在三相发电机中，采用星形连接，线电动势中不出现3次及倍数次谐波电动势 B.凸极同步发电机采用适当的极靴宽度和不均匀的气隙长度，使气隙磁场的波形尽可能接近正弦分布 C.采用短距绕组，以消除某次谐波 D.以上三项都对 11.以下不属于电能质量基本概念的是（）。 A.电压质量 B.电流质量 C.供用电质量 D.输配电设备质量 12.对于高压电网中改变线路参数的方法中，用于减小线路电抗的方法常采用（）。 A.分裂导线 B.增加导线截面积 C.串联电抗器 D.并联电容器 13.改进型有源电力滤波器由有源滤波器、（）和检测与控制电路组成。 A.低通滤波器 B.C型低通滤波器 C.高通滤波器 D.C型高通滤波器 14.长时间电压中断的主要原因不包括（）。 A.永久性故障 B.瞬时性故障，重合闸拒动 C.线路故障检修 D.运行人员误操作 二、判断题 1.电力系统的电能质量始终是固定不变的（） 2.三相负荷不对称是系统三相不平衡的主要因素。（） 3.静止无功补偿装置是基于电力电子全控器件的装置。（） 4.频率质量监督和电压监测点的设置是电能质量技术监督的主要工作内容（） 5.整流电路会产生大量的谐波。（） 6.发生故障时，故障不仅会引起公共连接点幅值的降低，而且还会引起电压相位的跳变。（） 三、综合题 1.电能质量的定义是什么？ 2.统一电能质量调节器的功能? 3.什么是电力系统频率的一次调整和二次调整？ - 1 -
电能质量分析与控制习题集及答案
《电能质量分析与控制》 第一章电能质量概论 习题 1、什么是电能质量？电能质量的特征？ 2、从工程实用角度出发，解释电能质量概念？ 3、典型的短时间电压变动现象有、、。 4、长时间电压变动的概念 5、波形畸变的概念 6、波形畸变的类型有、、、、。 第二章电能质量的数学分析方法 习题 1、电能质量问题主要的分析方法有、、三种。 2、电力系统的非正弦量对称性有、、、。 3、时域、频域、基于数学变换？ 4、分析比较小波变换与傅里叶变换的性能及使用范围。 第三章传统电能质量分析与改善措施 习题 1、电压偏差的调整方式有、、三种。 2、电压偏差的调整手段有、、三种。 3、电压偏差的定义？ 4、论述电压偏差的原因及危害？ 5、电压三相不平衡可分为、。 6、电压三相不平衡的最主要因素是。 第四章电压波动与闪变 习题 1. 电压波动的定义。 2. 根据用电设备的工作特点和对电压特性的影响，波动性负荷的分类？ 3. 闪变定义。
4. 闪变的危害？ 第五章电压暂降与短时间中断 习题 1、电压暂降和中断的原因？ 2、产生电压暂降的最主要原因是。 3、电压暂降特征量检测方法有、、和。 第六章波形畸变与电力谐波 ）习题 1、波形畸变的基本概念 2、谐波的定义 3、电力系统谐波源按非线性特性分为、、三 大类。按产生的谐波特性分、。 4、谐波的影响与危害？ 作业参考答案 第一章电能质量概论 1、电能质量这个概念实际上描述的是电力系统中在给定时间和地点上发生的各种电磁现象. 特征：①电力系统的电能质量始终处在变化中 ②电力系统是一个整体，其电能质量状况相互影响。 ③电能质量扰动具有潜在的危害性与广泛的传播性 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。 2、答：电压质量：给出实际电压与理想电压间的偏差，以反映供电部门向用户分配的电力是否合格。 电流质量：电流质量与电压质量密切相关。为了提高电能的传输效率，除了要求用户吸取的电流是单一频率正弦波性外，还应尽量保持该电流波形与供电电压 同向相位。 供电质量：它包括技术含义和非技术含义两部分。技术含义有电压质量和供电可靠性； 非技术含义是指服务质量，他包括供电部门对用户投诉与抱怨的反应速度 和电力价目的透明度。
电能质量及其分析方法综述
文章编号:100023673(2000)022******* 电能质量及其分析方法综述 胡 铭,陈 珩 (东南大学电气工程系,江苏省南京市210096) SURVEY OF POW ER QUAL IT Y AND ITS ANALY SIS M ETHOD S HU M ing,CH EN H eng (Sou theast U n iversity,N an jing210096,Ch ina) ABSTRACT:A long w ith bo th the increase of the non2linear level and the electron ically s w itched loads in pow er sys2 tem s,the pow er quality is becom ing increasingly poo r.T he m ain pow er quality p rob lem s in pow er system s are system2 atically summ arized.T he th ree digital analysis m ethods based on ti m e dom ain,frequency dom ain and w avelet tran s2 fo rm are expounded respectively and the app licati on of them in electricity quality study is p resen ted in detail. KEY WOR D S:pow er quality;digital si m u lati on;harmon ic load2flow;w avelet tran sfo rm 摘要:当前电能质量问题日益严重,本文就电力系统中存在的主要电能质量问题作了系统的归纳,并对基于时域、频域、变换域的三种数字分析方法原理及其各自在电能质量领域中的应用作了详细的阐述。 关键词:电能质量;数字仿真;谐波潮流;小波变换 中图分类号:TM714 文献标识码:A 1 引言 随着基于大功率电力电子开关设备的普及应用,它所带来的各种电能质量问题已引起各国电力工作者的高度重视,提高电能质量的新技术已成为近年来电力系统研究领域中新的研究热点[1]。1992～1995年,美国电力研究院(EPR I)在全国范围内进行了大规模的电能质量普查,获得了大量电能质量数据。与此同时,国外又兴起了研究“用户特定电力”(cu stom pow er)的高潮,提出利用电力电子控制器提高配电网供电的可靠性和电能质量。随着计算机技术的不断发展,以此为基础的诸如时域仿真、频域分析以及建立在不同变换基础上的各种数字技术,已在分析电压电流扰动波形、元件参数对这些扰动的影响、系统中的谐波以及开发用以解决电能质量问题的新型电力电子控制器等方面,得到了广泛应用。 2 电能质量 电力系统中各种扰动引起的电能质量问题主要可分稳态和暂态两大类[1]。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、波形下陷以及噪声等;暂态电能质量问题通常是以频谱和暂态持续时间为特征,可分脉冲暂态和振荡暂态两大类。 电力系统中各种电能质量扰动的性质、特征指标、产生原因、后果以及解决方法归纳于表1。 3 电能质量分析方法 近年来,基于数字技术的各种分析方法已在以下的电能质量领域中得到广泛应用: (1)分析谐波在网络中的传播; (2)分析各种扰动源引起的波形畸变; (3)开发各种电能质量控制装置,分析它们在解决电能质量问题方面的作用。 按所采用的不同分析方法,这种技术主要可分为时域、频域和变换域3种。 3.1 时域仿真方法 在3种方法中,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。目前较通用的时域仿真程序主要有E M T P、E M TDC、N ETOM A C等系统暂态仿真程序和SP I CE、PSP I CE、SAB ER等电力电子仿真程序两大类。由于电力系统主要由R、L、C等元件组成,这些程序在求解用微分方程描述的电力元件方程时,通常采用简单易行的变阶、变步长、隐式梯形积分法。利用隐式可保证求解过程中的数值稳定,采用变阶、变步长技术可缩短迭代计算的时间。采用时域仿真计算的缺点是仿真步长的选取决定了可模仿的最大频率范围,因此必须事先知道暂态过程的频率覆盖范围。此外,在模仿开关的开合过程时,还会引起数值振荡。因此,要采用相应技术以抑制发生数值振荡。 由表1可知,影响电能质量的暂态现象根据电 第24卷第2期2000年2月 电 网 技 术 Pow er System T echno logy V o l.24N o.2 Feb. 2000
电网电能质量控制A
电网电能质量控制A一、单选题 1.以下发生电压暂降的概率最高()。D A.三相电压暂降 B.相间电压暂降 C.两相电压暂降 D.单相电压暂降 2.IEC推荐短时间闪变水平的限值为（C）。 A.0.8 B.0.9 C.1.0 D.1.1 3.三相不平衡对电气设备产生不良影响，下列不属于的是（）B A.电动机振动 B.负序电压产生的输出功率增大 C.变压器容量得不到充分利用 D.换流器将产生较大的非特征谐波 4.如果没有特别的规定和说明，20%暂降表示（C）。 A.电压有效值下降80% B.电压瞬时值下降20% C.电压有效值下降20% D.电压瞬时值下降80% 5.下列关于小波的说法，哪个是错误的（D）。 A.小波变换的一个重要特点是能表征函数的奇异性 B.已有许多学者开始应用小波变换对电能质量若干问题进行研究 C.可用于电能质量扰动进行检测和定位 D.小波变换是时间和频率的非局域变换 6.在瞬变振荡现象中，高频振荡现象的主频率一般在那个范围（D） A.100到300kHz B.200到300kHz C.300到400kHz D.大于500kHz 7.电压波动的危害有哪些（D）。 A.电压快速变动会使电动机转速不均匀 B.导致电子仪器和设备，计算机系统，自动控制生产线以及办公自动化设备等工作不正常，或受到损害 C.导致以电压相位角为控制指令的系统控制功能紊乱，致使电力电力换流器换向失败 D.A、B和C都正确 8.闪变隶属于（C）现象。 A.电压变动 B.电压偏差 C.电压波动 D.电压变化 9.以下表述正确的是（D）。 A.电弧炉是谐波源 B.整流器是谐波源 C.电弧炉是冲击性负荷 D.以上都对 10.电力系统应当具有足够的事故备用容量，一般按最大负荷的（A）。