智能电网之电能质量 / 开普饭

一个理想的电力系统应以恒定的频率(50Hz)和正弦波形,按规定的电压水平(标称电压)对用户供电。在三相交流电力系统中，各相的电压和电流应处于幅值大小相等，相位互差120°的对称状态。由于系统各元件(发电机、变压器、线路等等)参数并不是理想线性或对称的,负荷性质各异且随机变化，加之调控手段的不完善以及运行操作、外来干扰和各种故障等原因,这种理想状态在实际当中并不存在,而由此产生了电网运行、电气设备和用电中的各种各样的问题，也就产生了电能质量(PowerQuality)的概念。

电能质量，从严格意思上讲，衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。从普遍意义上讲是指优质供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。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、电压波动和闪变、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。

电能质量国家标准体系

1、GB/T 12325-2008　电能质量供电电压偏差

2、GB/T 15945-2008　电能质量电力系统频率偏差

3、GB/T 15543-2008　电能质量三相电压不平衡度

4、GB/T 12326-2008　电能质量电压波动和闪变

5、GB/T 14549-1993　电能质量公用电网谐波

6、GB/T 18481-2001 电能质量暂态过电压和瞬态过电压

7、GB/T 24337-2009 　电能质量公用电网间谐波

8、GB/T 19862-2005 　电能质量电能质量监测设备通用要求

电压偏差voltage deviation （GB/T 12325-2008）

定义：实际运行电压对系统标称电压的偏差相对值，以百分数表示。

限值：

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偏差为标称电压的±7%

220V单相供电电压偏差为标称电压的+7%，-10%

对供电点短路容量较小、供电距离较长以及对供电电压偏差有特殊要求的用户，由供、用电双方协议确定

频率偏差 frequency deviation （GB/T 15945-2008）

定义：系统频率的实际值和标称值之差

限值：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。

电压不平衡 voltage unbalance （GB/T 15543-2008）

定义：三相电压在幅值上不同或相位差不是120°，或兼而有之。

不平衡度 unbalance factor （GB/T 15543-2008）

定义：指三相电力系统中三相不平衡的程度。用电压、电流负序基波分量或零序基波分量与正序基波分量的方均根值百分比表示。

限值：

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作规定，但各相电压必须满足GB/T 12325的要求

电压波动voltage fluctuation （GB/T 12326-2008）

定义：电压方均根值（有效值）一系列的变动或连续的改变

闪变 flicker （GB/T 12326-2008）

定义：灯光照度不稳定造成的视感

谐波（分量） harmonic（component） GB/T 14549-1993

定义：对周期性交流量进行傅立叶级数分解，得到频率为基波频率大于1整数倍的分量。

上面列出的标准有详细的介绍，感兴趣的朋友可以下载学习，我就不打字了。最近还拿到了一本fluke方面的一本关于电能质量测量方面的书《现代电能质量测量方法》，里面介绍了各个电参量的测量方法，为了避嫌打广告就此打住。留着后面打我自己的广告了。

第一个帖弄了个太大太广的标题“智能电网”，果断的hold不住，其实是想学习电能质量方面的知识，然后记录下来方便大家指教的。所以这期之后回到正题：电能质量。打算分成检测和治理两个分支进行学习，并且检测优先。检测就是电力检测仪表，治理则是无功补偿、谐波补偿这两者。电压补偿目前设备都很少，但是需求也是存在的。

电力检测仪，不同于传统的电量计量表，除了电量计量同时还包括电能质量参数的检测，事件的记录。硬件的设计已经基本完成：

1、基于M4，配置DDR2 dram、nand flash，

2、通讯接口方面包括RS485、以太网

3、可扩展数字量、模拟量输入输出

4、采样包括3路电压和3路电流，适合0.4KV低压系统

5、扩展3.5寸 TFT LCD

6、220Vac供电

先露个脸