智能变电站电能质量测量方法

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本标准提出合并单元满足电能质量测量的技术要求，对合并单元输出数字信号进行各种电能质量测量的方法进行规范，为智能变电站电能质量测试工作提供理论和技术指导，其他相关国标、行标、企标、国际标准并未涉及本标准的相关内容。 2100433B

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本标准规定了智能变电站合并单元输出的数字信号的频率、电压电流幅值、电压偏差、闪变、电压暂降、短时中断和暂升、谐波、间谐波、不平衡度等电能质量指标的测量方法、测量误差和测量范围。 本标准适用于智能变电站等间隔同步采样的数字信号电能质量参数的测量，其它等间隔同步采样的数字信号电能质量参数的测量，亦可参照使用。

电能质量监测是控制与治理电能质量问题的基础和前提, 然而 ,目前绝大部分电能质量监测装置只能监测各种稳态电能质量参数, 如 : 频率偏差 、电压偏差 、三相不平衡 、谐波等 , 只有少数涉及暂态电能质量指标的在线监测, 如 : 深圳领步科技有限公司研发的型号为 PQM-3电能质量监控装置以及以色列研发的 G4500 系列电能质量监测装置等 。但是 , 这些装置对暂态电能质量问题的分析功能却比较有限 , 一般只能够对电压暂降 、电压暂升和短时电压中断这 3 种暂态电能质量扰动信号进行监测和分析 , 对暂态脉冲 、暂态振荡和电压切痕的监测和分析比较缺乏 ,而随着人们对电能质量的要求的不断提高 , 监测和分析这 3 种暂态电能质量问题也是十分必要的 。因此 , 研究出一套完整的电能质量监测和分析装置具有重要的实际意义 。

电能质量问题包括稳态和暂态两个方面 , 经过长期的研究 , 对于稳态电能质量问题 , 目前已经具备了较为实用的分析体系 ,因此本文在此仅针对暂态电能质量问题进行研究 。对于暂态电能质量信号的监测和分析 , 首先要能够实时地检测到暂态信号的各项指标, 主要包括 : 扰动发生和结束的时刻 、持续时间 、扰动幅值的大小和扰动的频率 ; 还要能够从海量的电能质量扰动数据中自动识别出各种扰动的类型 , 为进一步对电能质量问题进行控制和治理提供依据 。

电能质量即电力系统中电能的质量，它的定义是：合格电能质量的概念是指给敏感设备提供的电力和设置的接地系统是均适合。于该设备正常工作的理想的电能应该是完美对称的正弦波。一些因素会使波形偏离对称正弦，由此便产生了电能质量问题。一方面我们研究存在哪些影响因素会导致电能质量问题，一方面我们研究这些因素会导致哪些方面的问题，最后，我们要研究如何消除这些因素，从而最大程度上使电能接近正弦波。

在电工学中 'power'( 电力、电功率等)的含义是指能量传输的速率 它与电压和电流的乘积成正比，因此不可能定义这一物理量的质量概念。实际上供电系统只能够控制电压的高低，不能控制某一负载汲取电流的大小， 因而大多数情况是在讨论电压的质量问题。当然，系统在实际运行时，电压与电流之间总是存在着不可分割的紧密联系，尽管发电机提供了几乎纯正弦的电压，但通过系统阻抗的电流可能造成对公共连接点(PCC)电压的扰动而使之变化，如：

(1) 短路电流可能引起电压的跌落或者完全消失；

(2) 雷电电流注入系统引起冲击电压，造成频繁的绝缘闪络，还可能导致如短路故障等其他现象的发生；

(3)谐波源负荷注入的畸变电流流经系统阻抗时也使母线电压发生畸变，该母线上的其它电力用户将承受非正弦波电压。

通过以上分析和讨论，我们认为电能质量问题的研究是由电力用户的生产需求推动的，用户的衡量标准应占有优先的位置 。

本书通过介绍测量仪器的计算原理及测量实例，阐述了新一代电能质量测量技术。全书共分6部分：第yi部分为电能质量测量方法，介绍了电能质量的定义及电能质量参数测量方法，并对相关国际、国家标准进行了详细解读；第二部分给出了目前主要的电能质量评估标准，对电能质量测量的国际标准、电能质量仪器的检验与认证、欧洲电网供电电压特性及分布式电源、风力发电机组、舰船电力系统的电能质量等内容进行了介绍；第三部分为电能质量故障诊断，给出了电能质量故障诊断的目的与要求以及谐波、三相不平衡、电压暂降、瞬态过电压、噪声等故障现象及诊断方法，并以具体实例说明了故障诊断的操作方法；第四部分为宽带、不平衡电参数的计算，介绍了非正弦、不平衡状况下的几种典型功率理论，如IEEE100传统功率定义、DIN40110-2以及IEEE1459等；第五部分为波形数据采集分析，介绍了数字测量仪表对实时数据的处理与分析方法；第六部分为电气测量基础知识，介绍了测量不确定度的含义，以及电气测量安全性等内容。||