摘要：電能作為一種產(chǎn)品在目前已經(jīng)得到廣泛運用，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？下面小編將一一為你解答。

　　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)該是完美對稱的正弦波。一些因素會使波形偏離對稱正弦，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導(dǎo)致電能質(zhì)量問題，一方面我們研究這些因素會導(dǎo)致哪些方面的問題，最后，我們要研究如何消除這些因素，從而最大程度上使電能接近正弦波。

　　二、衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)

　　衡量電能質(zhì)量的標(biāo)注包括：電壓偏差、頻率偏差、電壓三相不平衡、諧波和間諧波、電壓的波動和電壓的閃變。

　　1、電壓偏差：電壓偏差指的是供電電壓不穩(wěn)定，存在電壓上升或下跌情況。

　　2、頻率偏差：所有電網(wǎng)對電網(wǎng)頻率要求相同，不會因不同的電能用戶而改變，頻率偏差每個國家都有相應(yīng)的規(guī)定。

　　3、電壓三相不平衡：三相電壓的值超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

　　4、諧波和間諧波：頻率是基波整數(shù)倍表現(xiàn)為正弦的電流或電壓稱之為諧波。非整數(shù)倍的則統(tǒng)稱為間諧波。

　　三、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)正常運行條件下頻率偏差限值為±0.2Hz，當(dāng)系統(tǒng)容量較小時，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。實際運行中，從全國各大電力系統(tǒng)運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)公共連接點電壓不平衡度限值為：電網(wǎng)正常運行時，負(fù)序電壓不平衡度不超過2%，短時不得超過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。接于公共連接點的每個用戶引起該點負(fù)序電壓不平衡度允許值一般為1.3%，短時不超過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)保證各級電網(wǎng)諧波電壓在限值范圍內(nèi)，所以國標(biāo)規(guī)定各級電網(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%。

　　波動和閃變

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

　　電壓暫降與短時中斷

　　GB/T30137-2013《電能質(zhì)量電壓暫降與短時中斷》定義：電壓暫降是指電力系統(tǒng)中某點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；短時中斷是指電力系統(tǒng)中某點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。

　　四、電能質(zhì)量都包括什么？

　　電能質(zhì)量從不同角度理解通常包括：

　　（1）電壓質(zhì)量：是以實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)備對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響和污染。

　　（2）電流質(zhì)量：反映了與電壓質(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行。這個定義有助于電網(wǎng)電能質(zhì)量的改善和降低線損，但不能概括大多數(shù)因電壓原因造成的電能質(zhì)量問題。

　　（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。包括供電企業(yè)對用戶投訴的反映速度以及電價組成的合理性、透明度等。

　　（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)交納電費等。

　　五、引起電能質(zhì)量的原因

　　1、電力系統(tǒng)元件存在的非線性問題

　　電力供電系統(tǒng)中元件的非線性問題有：發(fā)電機正常工作中產(chǎn)生的諧波;電網(wǎng)中各變壓設(shè)備產(chǎn)生的諧波;直流輸電產(chǎn)生的諧波;經(jīng)過高壓后的輸電線路對諧波的放大作用。另外，并聯(lián)電容器在變電站中的設(shè)置等因素也都會造成諧波的出現(xiàn)。這些因素中直流輸電因素是現(xiàn)在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生諧波的主要因素。

　　2、非線性負(fù)荷

　　非線性負(fù)載在工業(yè)和生活用電中展的比例很大，這是電力系統(tǒng)中產(chǎn)生諧波的主要根源。非線性的主要負(fù)載是電弧爐，電弧爐起弧的時延及電弧的嚴(yán)重非線性產(chǎn)生了諧波。

　　居民的日常生活和生產(chǎn)的負(fù)荷中，使用的熒光燈的伏安特性也是非線性的，也會有嚴(yán)重的諧波電流產(chǎn)生，其中含量最高的是3次諧波。此外，使用大功率的整流和變頻裝置也會有嚴(yán)重的諧波電流產(chǎn)生，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的安全。

　　3、電力系統(tǒng)故障

　　電能質(zhì)量也會受到電力系統(tǒng)運行時的內(nèi)外故障影響，例如，各種自然災(zāi)害、人為的非正常操作、各種線路短路、電網(wǎng)出現(xiàn)故障時發(fā)電機及勵磁系統(tǒng)工作狀態(tài)的改變等都會對電能的質(zhì)量造成很大的影響。

　　六、改善電能質(zhì)量的措施

　　一是，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，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。

　　二是，改進電網(wǎng)，電力企業(yè)安裝抑制或消除電力擾動的必要設(shè)備。

　　經(jīng)常見到的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置功能相對單一，例如，有源濾波器APF、動態(tài)電壓恢復(fù)器DVR等，全面實現(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，其組成主要是一個電容把一個并聯(lián)逆變器和串聯(lián)逆變器耦合在一起。

　　并聯(lián)逆變器進行非線性負(fù)載諧波電流及無功補償使用的是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)，其主要是對輸出的電壓進行控制以達到抑制諧波、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，對網(wǎng)絡(luò)中電流和電壓的波形可同時調(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)。