隨著科學技術和國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電力電子精密儀器的大量使用，對電能質(zhì)量的要求越來越高。與此同時，現(xiàn)代電網(wǎng)的用電結構也發(fā)生了很大的變化，非線性負荷和沖擊負荷的大量接入，使得電力能源受到的污染日益嚴重。電能質(zhì)量的好壞直接關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。理想的電能應該是對稱的正弦波。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致電能質(zhì)量問題，一方面我們研究這些因素會導致哪些方面的問題，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

　　電網(wǎng)頻率

　　我國電力系統(tǒng)的標稱頻率為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，當系統(tǒng)容量較小時，偏差限值可放寬到±0.5Hz，標準中沒有說明系統(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、負偏差的絕對值之和不超過標稱電壓的10%；20kV及以下三相供電電壓偏差為標稱電壓的土7%；220V單相供電電壓偏差為標稱電壓的+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保證各級電網(wǎng)諧波電壓在限值范圍內(nèi)，所以國標規(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準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：是以實際電壓與理想電壓的偏差，反映供電企業(yè)向用戶供應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，也不包括用電設備對電網(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。

（3）供電質(zhì)量：其技術含義是指電壓質(zhì)量和供電可靠性，非技術含義是指服務質(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利、責任和義務，也包括電力用戶是否按期、如數(shù)交納電費等。

三、電能質(zhì)量綜合治理辦法

1、治理電力諧波的方法

（1）主動治理：即從諧波源本身出發(fā)，通過改進用電設備，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備或系統(tǒng)出發(fā)，提高它們抗諧波干擾能力；

（3）被動治理：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)的諧波流人負載端。

2、改善電能質(zhì)量的措施

（1）調(diào)整負荷：降低負荷的敏感程度，如果遇到要求負荷電能質(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，使負荷減少敏感程度及降低電能質(zhì)量不良程度。

（2）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)電壓恢復器DVR等，全面實現(xiàn)電力用戶電能質(zhì)量的設備是電能質(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載諧波電流及無功補償使用的是 PWM 電流控制技術，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，其主要是對輸出的電壓進行控制以達到抑制諧波、降低負荷的敏感程度。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構特征，對網(wǎng)絡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，負載電流通過電流互感器采集到ANAPF的控制系統(tǒng)中，通過實時檢測電路將負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)注入補償電流，該補償電流與負荷電流中的諧波電流大小相等，方向相反，互相抵消，實現(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)生器是一種用于補償無功以及不平衡的新型電力電子裝置，它能對大小變化的無功以及負序進行快速和連續(xù)的補償，其應用可克服LC補償器等傳統(tǒng)的無功補償器響應速度慢、補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。

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

ANSVG-S-A系列混合動態(tài)消諧補償裝置

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

ANSVG-G-A混合動態(tài)濾波補償裝置
混合動態(tài)濾波補償裝置在補償無功的同時可兼治理系統(tǒng)的諧波，該設備以并聯(lián)方式接入配電系統(tǒng)，實時監(jiān)測系統(tǒng)的電流分量，通過控制計算及邏輯變化，計算出系統(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時產(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，實現(xiàn)智能補償，兼諧波治理。

電能質(zhì)量治理產(chǎn)業(yè)未來趨勢

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

【1】，產(chǎn)業(yè)規(guī)模將保持快速穩(wěn)定增長。當前的經(jīng)濟形勢非常有利于電能質(zhì)量企業(yè)的發(fā)展。節(jié)能減排、智能電網(wǎng)等政策標準的推出為電能質(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)量的市場空間非常廣闊，且隨著用戶對電能質(zhì)量的認知度不斷提高，市場空間將越來越大。

【2】，人才需求將進一步加大。當前，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)爭奪的“熱點”。

【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)服務能力。