隨著科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力電子精密儀器的大量使用，對(duì)電能質(zhì)量的要求越來越高。與此同時(shí)，現(xiàn)代電網(wǎng)的用電結(jié)構(gòu)也發(fā)生了很大的變化，非線性負(fù)荷和沖擊負(fù)荷的大量接入，使得電力能源受到的污染日益嚴(yán)重。電能質(zhì)量的好壞直接關(guān)乎到人們的生活與安全。那么什么是電能質(zhì)量？電能質(zhì)量都包括什么？引起電能質(zhì)量的原因以及改善措施有哪些？

一、什么是電能質(zhì)量

　　電能質(zhì)量是指電力系統(tǒng)中電能的質(zhì)量。理想的電能應(yīng)該是對(duì)稱的正弦波。一些因素會(huì)使波形偏離對(duì)稱正弦，由此便產(chǎn)生了電能質(zhì)量問題。一方面我們研究存在哪些影響因素會(huì)導(dǎo)致電能質(zhì)量問題，一方面我們研究這些因素會(huì)導(dǎo)致哪些方面的問題，最后，我們要研究如何消除這些因素，從而zd程度上使電能接近正弦波。

二、電能質(zhì)量具體指標(biāo)

　　電網(wǎng)頻率

　　我國電力系統(tǒng)的標(biāo)稱頻率為50Hz，GB/T15945-2008《電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率偏差》中規(guī)定：電力系統(tǒng)正常運(yùn)行條件下頻率偏差限值為±0.2Hz，當(dāng)系統(tǒng)容量較小時(shí)，偏差限值可放寬到±0.5Hz，標(biāo)準(zhǔn)中沒有說明系統(tǒng)容量大小的界限。在《全國供用電規(guī)則》中規(guī)定“供電局供電頻率的允許偏差：電網(wǎng)容量在300萬千瓦及以上者為±0.2HZ；電網(wǎng)容量在300萬千瓦以下者，為±0.5HZ。實(shí)際運(yùn)行中，從全國各大電力系統(tǒng)運(yùn)行看都保持在不大于±0.1HZ范圍內(nèi)。

　　電壓偏差

　　GB/T12325-2008《電能質(zhì)量供電電壓偏差》中規(guī)定：35kV及以上供電電壓正、負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過標(biāo)稱電壓的10%；20kV及以下三相供電電壓偏差為標(biāo)稱電壓的土7%；220V單相供電電壓偏差為標(biāo)稱電壓的+7%，-10%。

　　三相電壓不平衡

　　GB/T15543-2008《電能質(zhì)量三相電壓不平衡》中規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)電壓不平衡度限值為：電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，負(fù)序電壓不平衡度不超過2%，短時(shí)不得超過4%；低壓系統(tǒng)零序電壓限值暫不做規(guī)定，但各相電壓必須滿足GB/T12325的要求。接于公共連接點(diǎn)的每個(gè)用戶引起該點(diǎn)負(fù)序電壓不平衡度允許值一般為1.3%，短時(shí)不超過2.6%。

　　公用電網(wǎng)諧波

　　GB/T14549--93《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》中規(guī)定：6～220kV各級(jí)公用電網(wǎng)電壓（相電壓）總諧波畸變率是0.38kV為5.0%，6～10kV為4.0%，35～66kV為3.0%，110kV為2.0%；用戶注入電網(wǎng)的諧波電流允許值應(yīng)保證各級(jí)電網(wǎng)諧波電壓在限值范圍內(nèi)，所以國標(biāo)規(guī)定各級(jí)電網(wǎng)諧波源產(chǎn)生的電壓總諧波畸變率是：0.38kV為2.6%，6～10kV為2.2%，35~66kV為1.9%，110kV為1.5%。對(duì)220kV電網(wǎng)及其供電的電力用戶參照本標(biāo)準(zhǔn)110kV執(zhí)行。

　　公用電網(wǎng)間諧波

　　GB/T24337-2009《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)間諧波》中規(guī)定：間諧波電壓含有率是1000V及以下《100Hz為0.2%，100~800Hz為0.5%，1000V以上《100Hz為0.16%，100~800Hz為0.4%，800Hz以上處于研究中。單一用戶間諧波含有率是1000V及以下《100Hz為0.16%，100~800Hz為0.4%，1000V以上《100Hz為0.13%，100~800Hz為0.32%。

　　波動(dòng)和閃變

　　GB/T12326-2008《電能質(zhì)量電壓波動(dòng)和閃變》規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)，在系統(tǒng)運(yùn)行的較小方式下，以一周（168h）為測(cè)量周期，所有長時(shí)間閃變值Plt滿足：≤110kV，Plt=1；》110kV，Plt=0.8。以及單個(gè)用戶的相關(guān)規(guī)定。

　　電壓暫降與短時(shí)中斷

　　GB/T30137-2013《電能質(zhì)量電壓暫降與短時(shí)中斷》定義：電壓暫降是指電力系統(tǒng)中某點(diǎn)工頻電壓方均根值突然降低至0.1p.u.~0.9p.u.，并在短暫持續(xù)10ms~1min后恢復(fù)正常的現(xiàn)象；短時(shí)中斷是指電力系統(tǒng)中某點(diǎn)工頻電壓方均根值突然降低至0.1p.u.以下，并在短暫持續(xù)10ms~1min后恢復(fù)正常的現(xiàn)象。

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電壓暫降和中斷已成為最重要的電能質(zhì)量問題。

（1）電壓質(zhì)量：是以實(shí)際電壓與理想電壓的偏差，反映供電企業(yè)向用戶供應(yīng)的電能是否合格的概念。這個(gè)定義能包括大多數(shù)電能質(zhì)量問題，但不能包括頻率造成的電能質(zhì)量問題，也不包括用電設(shè)備對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響和污染。

（2）電流質(zhì)量：反映與電壓質(zhì)量有密切關(guān)系的電流的變化，是電力用戶除對(duì)交流電源有恒定頻率、正弦波形的要求外，還要求電流波形與供電電壓同相位以保證高功率因素運(yùn)行。

（3）供電質(zhì)量：其技術(shù)含義是指電壓質(zhì)量和供電可靠性，非技術(shù)含義是指服務(wù)質(zhì)量。

（4）用電質(zhì)量：包括電流質(zhì)量與反映供用電雙方相互作用和影響中的用電方的權(quán)利、責(zé)任和義務(wù)，也包括電力用戶是否按期、如數(shù)交納電費(fèi)等。

三、電能質(zhì)量綜合治理辦法

1、治理電力諧波的方法

（1）主動(dòng)治理：即從諧波源本身出發(fā)，通過改進(jìn)用電設(shè)備，使其不產(chǎn)生或少產(chǎn)生諧波；

（2）受端治理：即從受到諧波影響的設(shè)備或系統(tǒng)出發(fā)，提高它們抗諧波干擾能力；

（3）被動(dòng)治理：即通過安裝電力濾波器，阻止諧波源產(chǎn)生的諧波注入電網(wǎng)，或者阻止電力系統(tǒng)的諧波流人負(fù)載端。

2、改善電能質(zhì)量的措施

（1）調(diào)整負(fù)荷：降低負(fù)荷的敏感程度，如果遇到要求負(fù)荷電能質(zhì)量特別高的電力用戶僅依靠電力企業(yè)采取的措施不能在短期內(nèi)滿足要求時(shí)，電力企業(yè)必須和電力用戶共同采取必要措施，使負(fù)荷減少敏感程度及降低電能質(zhì)量不良程度。

（2）改進(jìn)電網(wǎng)：電力企業(yè)安裝抑制或消除電力擾動(dòng)的必要設(shè)備。

經(jīng)常見到的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置功能相對(duì)單一，例如，有源濾波器 APF、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器DVR等，全面實(shí)現(xiàn)電力用戶電能質(zhì)量的設(shè)備是電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器，其組成主要是一個(gè)電容把一個(gè)并聯(lián)逆變器和串聯(lián)逆變器耦合在一起。

并聯(lián)逆變器進(jìn)行非線性負(fù)載諧波電流及無功補(bǔ)償使用的是 PWM 電流控制技術(shù)，起到調(diào)節(jié)電容直流電壓的作用。而串聯(lián)逆變器使用的是 PWM 電壓控制技術(shù)，其主要是對(duì)輸出的電壓進(jìn)行控制以達(dá)到抑制諧波、降低負(fù)荷的敏感程度。電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器由于其是有一個(gè)串聯(lián)和并聯(lián)的逆變器組成的，因此其具有兩者的結(jié)構(gòu)特征，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中電流和電壓的波形可同時(shí)調(diào)節(jié)，電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的應(yīng)用極大的解決了電網(wǎng)中電能質(zhì)量問題的出現(xiàn)。

電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)與治理

ANAPF有源電力濾波器

ANAPF系列有源電力濾波器并聯(lián)在電網(wǎng)上，負(fù)載電流通過電流互感器采集到ANAPF的控制系統(tǒng)中，通過實(shí)時(shí)檢測(cè)電路將負(fù)載電流中的諧波分量和基波無功分量分離出來，經(jīng)控制系統(tǒng)快速運(yùn)算，采用PWM控制IGBT的觸發(fā)。通過由大容量IGBT管組成的三相變流器向系統(tǒng)注入補(bǔ)償電流，該補(bǔ)償電流與負(fù)荷電流中的諧波電流大小相等，方向相反，互相抵消，實(shí)現(xiàn)濾除諧波的功能，保證最終流入電網(wǎng)電流是正弦波。

ANSVC低壓無功功率補(bǔ)償裝

ANSVG靜止無功發(fā)生器

靜止無功發(fā)生器是一種用于補(bǔ)償無功以及不平衡的新型電力電子裝置，它能對(duì)大小變化的無功以及負(fù)序進(jìn)行快速和連續(xù)的補(bǔ)償，其應(yīng)用可克服LC補(bǔ)償器等傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償器響應(yīng)速度慢、補(bǔ)償效果不能精確控制、容易與電網(wǎng)發(fā)生并聯(lián)諧振和投切震蕩等缺點(diǎn)。

ANSVG-S-G智慧型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置
智慧型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置是一種用于補(bǔ)償無功，提高功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)無極補(bǔ)償效果的新型電力電子裝置；智能控制系統(tǒng)主動(dòng)根據(jù)系統(tǒng)的線性動(dòng)態(tài)需求，自動(dòng)調(diào)節(jié)有源及無源模塊的輸出配比；ANSVG-S-G整機(jī)主要是由ANSVG-S-G模塊、無源補(bǔ)償電容器（TSC）、液晶顯示器組成。

ANSVG-S-A系列混合動(dòng)態(tài)消諧補(bǔ)償裝置

目前，根據(jù)行業(yè)的發(fā)展情況以及市場(chǎng)的需求，ANSVG-S-A系列混合動(dòng)態(tài)消諧補(bǔ)償裝置應(yīng)用新技術(shù)，以SVC的經(jīng)濟(jì)性和APF濾波的有效性等特點(diǎn)為基礎(chǔ)，將兩者技術(shù)相結(jié)合，突破傳統(tǒng)無功補(bǔ)償技術(shù)，在有效降低成本的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)諧波治理與無功補(bǔ)償。
ANSVG-S-A系列混合動(dòng)態(tài)消諧補(bǔ)償裝置主要用于補(bǔ)償電網(wǎng)中的無功電流，諧波電流以及不平衡電流等，以此達(dá)到提高用電效率、節(jié)能以及改善電能質(zhì)量的目標(biāo)。

ANSVG-G-A混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置
混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置在補(bǔ)償無功的同時(shí)可兼治理系統(tǒng)的諧波，該設(shè)備以并聯(lián)方式接入配電系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電流分量，通過控制計(jì)算及邏輯變化，計(jì)算出系統(tǒng)所需的無功分量及諧波分量，然后通過電力電子變流器實(shí)時(shí)產(chǎn)生系統(tǒng)所需要的無功與諧波電流注入到配電系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)智能補(bǔ)償，兼諧波治理。

電能質(zhì)量治理產(chǎn)業(yè)未來趨勢(shì)

對(duì)于電能質(zhì)量治理未來的發(fā)展趨勢(shì)，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院認(rèn)為將主要表現(xiàn)為以下三點(diǎn)。

【1】，產(chǎn)業(yè)規(guī)模將保持快速穩(wěn)定增長。當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)非常有利于電能質(zhì)量企業(yè)的發(fā)展。節(jié)能減排、智能電網(wǎng)等政策標(biāo)準(zhǔn)的推出為電能質(zhì)量的發(fā)展提供了非常有利的政策環(huán)境。國內(nèi)電能質(zhì)量的市場(chǎng)空間非常廣闊，且隨著用戶對(duì)電能質(zhì)量的認(rèn)知度不斷提高，市場(chǎng)空間將越來越大。

【2】，人才需求將進(jìn)一步加大。當(dāng)前，我國電能使用效率與國外仍然存在較大差距，隨著企業(yè)、用戶對(duì)電能質(zhì)量的日益重視，高水平的電能質(zhì)量治理人才將成為行業(yè)爭(zhēng)奪的“熱點(diǎn)”。

【3】，越來越重視提高產(chǎn)品的附加值。物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、智能電網(wǎng)的發(fā)展，可以為電能質(zhì)量治理產(chǎn)業(yè)“賦能”。未來，用戶將不僅需要電能質(zhì)量治理企業(yè)提供相應(yīng)的硬件產(chǎn)品，更需要企業(yè)提供一套包括診斷、監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析等全套解決方案，有效提高產(chǎn)品后續(xù)服務(wù)能力。