電能質(zhì)量評估分類

電能質(zhì)量分為穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量和暫態(tài)電能質(zhì)量，前者包括頻率、電壓偏差、諧波畸變和電壓波動等，后者包括電壓暫升、電壓暫降、暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓等。因此，電能質(zhì)量的評估也分為穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量評估和暫態(tài)電能質(zhì)量評估。

(1)穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量的評估

對于穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量的評估應(yīng)包括以下三個部分：

1)對單一監(jiān)測點(diǎn)在某時段內(nèi)進(jìn)行評估；

2)對同一供電公司的同一電壓等級在某時段內(nèi)進(jìn)行評估；

3)對不同供電公司的同一電壓等級在某時段內(nèi)進(jìn)行評估。

一般情況下，對于某公共連接點(diǎn)，穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量的評估周期應(yīng)至少為一星期，這是因為一般負(fù)荷在同一季度中的各個星期具有相近的用電特性，一個星期可以包含其不同的生產(chǎn)工藝過程及用電負(fù)荷的變化過程。同一公共連接點(diǎn)上的負(fù)荷雖然在某一時刻具有隨機(jī)性，但在一個星期之內(nèi)一般能夠獲取負(fù)荷的最小、最大、平均變化水平。

穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量的評估最終采納值一般應(yīng)為X%概率大值，但應(yīng)給出相同時段的最大值、最小值、平均值。x%概率大值采用累計概率函數(shù)通過統(tǒng)計方法獲取，而該段時間內(nèi)可能超出的時間份額僅為（100-X）%，如今，國標(biāo)中規(guī)定的X等于95。

(2)暫態(tài)電能質(zhì)量評估

如果暫態(tài)電能質(zhì)量超標(biāo)，將會影響某些對電能質(zhì)量要求較高的用戶（如精密加工工業(yè)）。暫態(tài)電能質(zhì)量一般以一個事件為一個記錄，對其評估一般也分為以下幾個部分：

1)對單一事件進(jìn)行評估；

2)對某一點(diǎn)進(jìn)行事件評估；

3)對一個系統(tǒng)進(jìn)行事件評估。

一般情況下，對暫態(tài)電能質(zhì)量的評估應(yīng)至少獲取一年時間的實(shí)測值進(jìn)行評估分析。對于典型的暫態(tài)電能質(zhì)量事件，比如電壓暫升、電壓暫降和瞬時中斷，其特征參數(shù)為維持電壓值(指有效值)及其持續(xù)時間值等，應(yīng)依據(jù)不同的門檻值進(jìn)行分析評估，同時應(yīng)從工業(yè)設(shè)備特別是信息工業(yè)設(shè)備的兼容水平角度進(jìn)行分析，從而對用戶提供具有參考價值的評估結(jié)果。

關(guān)于暫態(tài)電能質(zhì)量問題，用戶的大容量負(fù)荷的投切會對其產(chǎn)生一定的影響，但更主要原因還是電力系統(tǒng)中發(fā)生的各種類型的短路故障。

大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和資料表明，電力生產(chǎn)過程本身幾乎不會引起電能質(zhì)量的“污染”，而電能的傳輸、分配過程對電能質(zhì)量的“污染”程度也相對較小，由于輸配電系統(tǒng)中的變壓器是非線性元件，會產(chǎn)生少量的諧波污染。穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量的污染源主要在于用戶的干擾性負(fù)荷；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性則決定諧波的諧振特性；不同的導(dǎo)線材料、線徑、輸電距離，不同的輸電容量都會使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行電壓在不同程度上有所下降；系統(tǒng)無功儲備容量的大小則直接影響系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行電壓的調(diào)整，同時系統(tǒng)足夠的有功儲備容量對調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率起決定性作用；雖然輸配電電網(wǎng)參數(shù)三相是對稱的，但由于負(fù)荷布局的不合理也會造成系統(tǒng)的運(yùn)行不對稱，從而引起三相不平衡指標(biāo)的惡化。

電能質(zhì)量評估主要包括以下5個方面的內(nèi)容：

(1)公用電網(wǎng)公共供電點(diǎn)的電能質(zhì)量評估

其中包括兩項內(nèi)容：一是檢查公共供電點(diǎn)的供電質(zhì)量指標(biāo)是否在國家標(biāo)準(zhǔn)限值以內(nèi)，公共供電點(diǎn)的供電質(zhì)量指標(biāo)包括系統(tǒng)頻率偏差、電壓偏差、三相電壓不平衡度、電壓波動與閃變、諧波電壓含有率、電壓總諧波畸變率和電壓瞬變等；二是檢查電力用戶對公共供電點(diǎn)電能質(zhì)量的擾動是否在國家標(biāo)準(zhǔn)限值以內(nèi)，電力用戶對公共供電點(diǎn)電能質(zhì)量的擾動主要包括注入公共供電點(diǎn)的諧波電流、負(fù)載電流的負(fù)序分量、過電流、有功沖擊、無功沖擊及無功波動、晶閘管換向及開關(guān)過程沖擊、負(fù)荷短路沖擊等。

(2)干擾性負(fù)荷測試與評估

根據(jù)電網(wǎng)的參數(shù)以及設(shè)備制造廠商提供的干擾性負(fù)荷資料建立對應(yīng)的評估模型，必要時還要結(jié)合實(shí)際測試，研究分析干擾性負(fù)荷對電能質(zhì)量的影響程度，如果超出了國家標(biāo)準(zhǔn)允許的限值，則要對其提出治理要求。

(3)電能質(zhì)量糾紛測試

由電能質(zhì)量事故造成的經(jīng)濟(jì)損失或人身事故等引發(fā)的糾紛稱為電能質(zhì)量糾紛。電能質(zhì)量糾紛測試就是依據(jù)國家電力法、合同法等法律法規(guī)和電能質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)，通過測量與專項分析確定引起電能質(zhì)量事故的原因，為解決電能質(zhì)量糾紛提供科學(xué)依據(jù)。

(4)電力設(shè)備電磁兼容測試

電力設(shè)備電磁兼容測試內(nèi)容很多，與電能質(zhì)量有關(guān)的測試包括：

1)電力設(shè)備正常運(yùn)行時對供電質(zhì)量要求的測試，即在規(guī)定的條件下改變電源的頻率偏差、電壓偏差、電壓波動、三相電壓不平衡、電壓諧波、電壓瞬變、電壓暫降和電壓暫升等指標(biāo)，測試電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的變化情況。

2)電力設(shè)備對電能質(zhì)量擾動的測試，即在規(guī)定的供電條件下測試設(shè)備的三相電流不平衡度、諧波發(fā)射水平和無功波動水平等。

3)電力設(shè)備進(jìn)入市場和接入電網(wǎng)的評估，即根提前兩項測試數(shù)據(jù)和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定該電力設(shè)備能否進(jìn)入市場流通。電力設(shè)備的使用說明書應(yīng)給出該電力設(shè)備有關(guān)電能質(zhì)量的電磁兼容數(shù)據(jù)（電源水平和擾動水平），供電部門和用戶應(yīng)該根據(jù)電力設(shè)備接入點(diǎn)的電源條件和電力設(shè)備的電磁兼容數(shù)據(jù)確定該電力設(shè)備能否接入電網(wǎng)運(yùn)行。

(5)電能質(zhì)量控制裝置對電能質(zhì)量改善效果的測試和評估

1)電能質(zhì)量控制裝置接入系統(tǒng)前的評估。根據(jù)供電系統(tǒng)、負(fù)載及電能質(zhì)量控制的有關(guān)數(shù)據(jù)，仿真并計算電能質(zhì)量控制裝置接入系統(tǒng)前后的各項電能質(zhì)量指標(biāo)，判斷系統(tǒng)能否安全運(yùn)行；或按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程要求，在具備條件的實(shí)驗室對電能質(zhì)量控制裝置的補(bǔ)償效果進(jìn)行實(shí)際測試，評估裝置的補(bǔ)償性能是否滿足要求。該項工作通常是在設(shè)備招標(biāo)階段必須要做的。

2)電能質(zhì)量控制裝置接入系統(tǒng)后的測試和評估。通過對電能質(zhì)量控制裝置接入系統(tǒng)前后的實(shí)測數(shù)據(jù)的分析對比，評價電能質(zhì)量控制裝置對電能質(zhì)量改善的效果。該項工作通常是在設(shè)備驗收階段必須要做的。

電能質(zhì)量評估是基于系統(tǒng)電氣運(yùn)行參數(shù)的實(shí)際測量或通過建模仿真獲得的基本數(shù)據(jù)，對電能質(zhì)量各項特性指標(biāo)做出評價并對其是否滿足規(guī)范要求進(jìn)行考查與推斷的過程。因此，在整個電能質(zhì)量體系中，對質(zhì)量指標(biāo)的評估工作是不可缺少的重要組成部分。

一般而言，電能質(zhì)量評估的基本步驟如下：

(1)選擇評估指標(biāo)。一般選用可參照執(zhí)行的國際標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的若干電能質(zhì)量評價指標(biāo)，或由供需雙方商定的電力合同指標(biāo)。

(2)收集電能質(zhì)量數(shù)據(jù)。這包括建立電網(wǎng)與負(fù)荷的仿真模型和在系統(tǒng)中裝設(shè)電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備，從中獲得對系統(tǒng)電壓/流特性描述的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

(3)選擇依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)?？梢允菄译娔苜|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)所采用的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，或由某專門機(jī)構(gòu)，如IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會）、IEC（國際電工委員會）、ANSI（美國國家標(biāo)準(zhǔn)委員會）以及CENELEC（歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會）等標(biāo)準(zhǔn)組織制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，依次作為評估的基準(zhǔn)。

(4)確定目標(biāo)性能等級。即給出適當(dāng)?shù)那揖哂薪?jīng)濟(jì)性的目標(biāo)。目標(biāo)等級可能只限于特殊用戶或用戶群，并且其要求可能超過基準(zhǔn)評估值。

為了科學(xué)、準(zhǔn)確地反映電能質(zhì)量實(shí)際水平，電能質(zhì)量評估應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)基本原則：

(1)評估指標(biāo)物理意義明確，且與其對設(shè)備或系統(tǒng)的影響嚴(yán)重性緊密相關(guān)。

(2)指標(biāo)的統(tǒng)計應(yīng)實(shí)現(xiàn)在時間上的特征對比，以及不同監(jiān)測點(diǎn)或系統(tǒng)在空間上的特征對比。

(3)剔除無關(guān)信息的干擾，且又不損失必要的信息，真實(shí)地反映實(shí)際質(zhì)量水平。

(4)定義的指標(biāo)和評估方法應(yīng)簡約、可操作，有利于廣泛的工程應(yīng)用。

(5)評估結(jié)果應(yīng)與選定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行比較。

由于多數(shù)表征電能質(zhì)量的參數(shù)是時變且隨機(jī)的，測量必須持續(xù)相當(dāng)長的時間，通常以日或周的記錄作為評估依據(jù)。

為了得到綜合質(zhì)量指標(biāo)，可采用以下方法進(jìn)行評估：

(1)統(tǒng)計值。通過統(tǒng)計，確定各個電能質(zhì)量指標(biāo)的95%概率大值、最大值與平均值，將一個工作日內(nèi)某項質(zhì)量指標(biāo)統(tǒng)計的95%概率大值與國家標(biāo)準(zhǔn)比較，適用于對諧波、電壓偏差、三相電壓不平衡度和電壓波動的評估。

(2)柱狀圖、概率密度與概率分布圖。通過圖形化界面，直觀地表示電能質(zhì)量數(shù)值大小的分布情況，適用于對諧波、電壓偏差和三相電壓不平衡度的評估。

(3)日趨勢圖。確定電能質(zhì)量問題變化的趨勢和作用的時間段，適用于對各種電能質(zhì)量指標(biāo)的評估。

(4)波形圖與特征指標(biāo)。對于動態(tài)電能質(zhì)量問題，完整的波形有利于對該類電能質(zhì)量問題進(jìn)行分類，最簡單的定位標(biāo)準(zhǔn)是幅值、起止時刻和持續(xù)時間三要素。

(5)電壓質(zhì)量容許曲線。將長時間測量(例如持續(xù)一個月以上)所得的電壓質(zhì)量指標(biāo)，根據(jù)幅值(或方均根值)與持續(xù)時間作圖，考察是否落在由國家標(biāo)準(zhǔn)或國際標(biāo)準(zhǔn)組成的容許曲線內(nèi)。

(6)專家診斷系統(tǒng)。利用獲得的測量統(tǒng)計數(shù)據(jù)對電能質(zhì)量擾動事件進(jìn)行定位、分類，對其傳遞范圍和發(fā)展趨勢作出預(yù)測，從而為制定最佳控制方案提供依據(jù)。 2100433B