摘要：隨電力工業誕生而存在的一個傳統問題�，F代用電負荷結構發生了質的變化。電力電子技術的廣泛應用，家用電器普及，煉鋼電弧的發展等，由于其非線性、沖擊性以及不平衡的用點特性引起的電能質量的惡化。計算機的普及、IT產業的發展、微電子控制技術應用導致對電能質量要求越來越高。

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　　1衡量電能質量的主要指標

　　由于所處立場不同，關注或表征電能質量的角度不同，人們對電能質量的定義還未能達成完全的共識，但是對其主要技術指標都有較為一致的認識。

　　(1) 電壓偏差(voltage deviation)：是電壓下跌(電壓跌落)和電壓上升(電壓隆起)的總稱。

　　(2) 頻率偏差(friquency deviation)：對頻率質量的要求全網相同，不因用戶而異，各國對于該項偏差標準都有相關規定。

　　(3) 電壓三相不平衡(unbalance)：表現為電壓的最大偏移與三相電壓的平均值超過規定的標準。

　　(4) 諧波和間諧波(harmonics & inter-hamonics)：含有基波整數倍頻率的正弦電壓或電流稱為諧波。含有基波非整數倍頻率的正弦電壓或電流稱為間諧波，小于基波頻率的分數次諧波也屬于間諧波。

　　(5) 電壓波動和閃變(fluctuation & flicker)：電壓波動是指在包絡線內的電壓的有規則變動，或是幅值通常不超出0.9～1.1倍電壓范圍的一系列電壓隨機變化。閃變則是指電壓波動對照明燈的視覺影響。?

　　2電能質量問題的產生

　　2.1電能質量問題的定義和分類

　　電能質量問題是眾多單一類型電力系統干擾問題的總稱，其實質是電壓質量問題。電能質量問題按產生和持續時間可分為穩態電能質量問題和動態電能質量問題。

　　2.2電能質量問題產生原因分析

　　隨著電力系統規模的不斷擴大，電力系統電能質量問題的產生主要有以下幾個原因。

　　2.2.1電力系統元件存在的非線性問題

　　電力系統元件的非線性問題主要包括：發電機產生的諧波;變壓器產生的諧波;直流輸電產生的諧波;輸電線路(特別是超高壓輸電線路)對諧波的放大作用。此外，還有變電站并聯電容器補償裝置等因素對諧波的影響。其中，直流輸電是目前電力系統最大的諧波源。

　　2.2.2非線性負荷

　　在工業和生活用電負載中，非線性負載占很大比例，這是電力系統諧波問題的主要來源。電弧爐(包括交流電弧爐和直流電弧爐)是主要的非線性負載，它的諧波主要是由起弧的時延和電弧的嚴重非線性引起的。居民生活負荷中，熒光燈的伏安特性是嚴重非線性的，也會引起嚴重的諧波電流，其中3次諧波的含量最高。大功率整流或變頻裝置也會產生嚴重的諧波電流，對電網造成嚴重污染，同時也使功率因數降低。

　　2.2.3電力系統故障

　　電力系統運行的內外故障也會造成電能質量問題，如各種短路故障、自然現象災害、人為誤操作、電網故障時發電機及勵磁系統的工作狀態的改變、故障保護裝置中的電力電子設備的啟動等都將造成各種電能質量問題。

　　3.1幾種電能質量控制策略

　　(1)PID控制：這是應用最為廣泛的調節器控制規律，其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便，易于在工程中實現。當被控對象的結構和參數不能完全掌握，或得不到精確的數學模型時，應用PID控制技術最為方便。其缺點是：響應有超調，對系統參數攝動和抗負載擾動能力較差。

　　(2)空間矢量控制：空間矢量控制也是一種較為常規的控制方法。其原理是：將基于三相靜止坐標系(abc)的交流量經過派克變換得到基于旋轉坐標系(dq)的直流量從而實現解耦控制。常規的矢量控制方法一般采用DSP進行處理，具有良好的穩態性能與暫態性能。也可采用簡化算法以縮短實時運算時間。

　　(3)模糊邏輯控制：知道被控對象精確的數學模型是使用經典控制理論的"頻域法"和現代控制理論的“時域法”設計控制器的前提條件。模糊控制作為一種新的智能控制方法，無需對系統建立精確的數學模型。它通過模擬人的思維和語言中對模糊信息的表達和處理方式，對系統特征進行模糊描述，來降低獲取系統動態和靜態特征量付出的代價。

　　(4)非線性魯棒控制：超導儲能裝置 (SMES)實際運行時會受到各種不確定性的影響，因此可通過對SMES的確定性模型引入干擾，得到非線性二階魯棒模型。對此非線性模型，既可應用反饋線性化方法使之全局線性化，再利用所有線性系統的控制規律進行控制，也可直接采用魯棒控制理論設計控制器。?

　　3.2FACTS技術

　　FACTS，即基于電力電子控制技術的靈活交流輸電，是上世紀80年代末期由美國電力研究院(EPRI)提出的。它通過控制電力系統的基本參數來靈活控制系統潮流，使輸送容量更接近線路的熱穩極限。采用FACTS技術的核心目的是加強交流輸電系統的可控性和增大其電力傳輸能力。

　　目前有代表性的FACTS裝置主要有：可控串聯補償電容器、靜止無功補償器、晶閘管控制的串聯投切電容器、統一潮流控制器等。?

　　3.3用戶電力(Custom Power)技術

　　用戶電力技術就是將電力電子技術、微處理機技術、自動控制技術等運用于中低壓配電系統和用電系統中，其目的是加強配電系統的供電可靠性，并減小諧波畸變，改善電能質量。該技術的核心器件IGBT比GTO具有更快的開關頻率，并且關斷容量已達MVA級，因此DFACTS裝置具有更快的響應特性。

　　用戶電力技術概念的提出，有助于供電部門提供高可靠性和高質量的電力，也有助于滿足各種新工藝用戶對電力供應的更高要求。目前主要的DFACTS裝置有：有源濾波器(APF)、動態電壓恢復器(DVR)、配電系統用靜止無功補償器(D-STATCOM)、固態切換開關(SSTS)等。

　　5結束語

　　為了保護電網的安全運行和用戶的安全用電，針對目前電網電能質量嚴重超標且正在大范圍的污染供電環境，危及電網及其供電設備的安全穩定運行的問題，對典型變電站電能質量進行了實測和綜合分析，并采取了有效的防范措施，取得了成效，從而限制了污染電網的強干擾源(如諧波源)，確保電力系統的安全、可靠、經濟運行，保護電力用戶的合法權益。

　　[參考文獻]：

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