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1、本科毕业设设计说明书书配电网电能能质量的在在线检测与与治理措置置的研究DISTRRIBUTTION NETWWORK POWEER QUUALITTY DEETECTTIONAND TTREATTMENTT RENNEW OONLINNE REESEARRCH学院（部）：电气与信信息工程学学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 年 月 日配电网电能能质量的在在线检测与与治理措置置的研究摘要随着电力电电子技术、自自动化技术术、计算机机技术等先先进技术的的进一步发发展，大功功率非线性性、冲击性性和波动性性负荷不断断增加，比比如大功率率的变频设设备及拖动动装置、电电气化铁路路、电化工工业的整流流设
2、备、电电弧炉等，这这些负荷造造成了电网网发生波形形畸变（谐谐波）、电电压波动、闪闪变、三相相不平衡、非非对称性，使使得电网电电能质量的的严重降低低。同时，基基于计算机机，微处理理器控制的的精密电子子仪器在国国民经济企企业中大量量使用，对对供电质量量的敏感程程度越来越越高，对电电能质量提提出了更高高的要求，从从而使电能能质量问题题及其解决决措施逐渐渐成为研究究的热点。要要对电网的的电能质量量进行改善善，首先要要对电能质质量做出精精确的检测测和分析，测测量电网的的电能质量量水平，并并分析和判判断造成各各种电能质质量问题的的原因，为为电能质量量的改善提提供依据。电能质量问题日益突出，电能质量的监测方
3、式主要为在线监测，对电能质量的全天候、全方位准确的实时监测。在准确、快速地检测和分析电能质量的基础上，提出了合理有效的治理措施，对有效提高供电可靠性，改善供电电能质量，确保电力设备发挥正常性能水平等，对电网的安全、经济运行，保障工业产品质量和科学实验的正常运行以及降低能耗等均具有非常重要的研究意义。关键词：配配电网，电电能质量，在线监测DISTRRIBUTTION NETWWORK POWEER QUUALITTY DEETECTTIONAND TTREATTMENTT RENNEW OONLINNE REESEARRCHABSTRRACT Withh thee powwer eelecttr
4、oniics ttechnnologgy, aautommatioon teechnoologyy, coomputter techhnoloogy aand ootherr advvanceed teechnoologyy, fuurtheer deeveloopmennt, hhigh-poweer noonlinnear loadd imppact and incrreasiing vvolattilitty annd drrag eequippmentt, ellectrric rrailwway, elecctriccity and chemmicall inddustrries r
5、ecttifieer eqquipmment, indductiion ffurnaace, elecctricc arcc furrnacee, etc, whicch caausedd thee powwer ggrid loadd wavveforrm diistorrtionn (haarmonnic), volltagee fluuctuaationns, fflickker, threee-phhase balaance, asyymmettry, makiing tthe sserioous ddegraadatiion oof poower quallity. Meaanwhi
6、ile, compputerr-bassed, micrroproocesssor-ccontrrolleed prrecission elecctronnic iinstrrumennt ussed eextennsiveely iin thhe naationnal eenterrprisse, tthe ppowerr suppply is bbecomming moree sennsitiive tto thhe quualitty off thee powwer qqualiity pput fforwaard hhigheer reequirremennts, so tthat t
7、he poweer quualitty prrobleems aand ttheirr sollutioons mmeasuures to ggraduuallyy beccome a reesearrch hhotsppot. To iimproove tthe qqualiity oof grrid ppowerr, wee musst fiirst makee an accuuratee powwer qqualiity ttestiing aand aanalyysis, meaasureementt griid poower quallity, andd to anallyze an
8、d deteerminne thhe caause of aa varrietyy of poweer quualitty probllem iis too proovidee a bbasiss to imprrove poweer quualitty. PPowerr quaalityy isssues havee beccome incrreasiinglyy proomineent, the mainn modde off powwer qqualiity mmonittorinng foor thhe onnlinee monnitorring of ppowerr quaality
9、y alll-weaatherr, alll-roound and accuuratee reaal-tiime mmonittorinng. IIn thhe acccuraate aand rrapidd dettectiion aand aanalyysis of ppowerr quaalityy bassed oon reeasonnablee andd efffectiive ggoverrnancce prropossed mmeasuures, efffectiivelyy impprovee powwer ssupplly reeliabbilitty, iimproove
10、ppowerr quaalityy powwer ssupplly, eensurre thhat tthe ppowerr to playy a nnormaal leevel of pperfoormannce eequippmentt, ettc. oon thhe poower gridd saffety, ecoonomiic opperattion to pproteect tthe qqualiity oof inndusttriall prooductts annd thhe noormall opeeratiion oof sccienttificc expperimment
11、ss andd redduce enerrgy cconsuumptiion eetc. is vvery impoortannt siignifficannce.KEYWAARDS: disstribbutioon neetworrk, poweer quualitty, onliine mmonittorinng目录摘要IABSTRRACTII1 绪论11.1 研研究电能质质量的背景景和意义11.2 国国内外研究究现状11.2.11 电能质质量监测系系统11.2.22 电能质质量治理措措施21.3 本本文的主要要工作32 电能质质量理论52.1 电电能质量概概述52.1.11 电能质质量的
12、定义义52.1.22 电能质质量的分类类52.2 电电能质量指指标和国家家标准62.2.11 电压偏偏差62.2.22 频率偏偏差62.2.33 谐波62.2.44 电压波波动和闪变变72.2.55 三相不不平衡82.2.66 暂时过过电压和瞬瞬态过电压压92.3 本本章小结93 电能质质量检测分分析算法103.1 基基于瞬时无无功功率理理论的谐波波检测方法法103.1.11 运算方方式103.1.22 基于倍倍频旋转变变换的谐波波测量113.2 基基于小波分分析的谐波波检测方法法113.3 基基于神经网网络的谐波波检测方法法123.4 基基于傅里叶叶变换的谐谐波检测方方法123.4.11傅里
13、叶级级数123.4.22 离散傅傅里叶变化化(DFTT)133.4.33 快速傅傅里叶变换换(FFTT)143.4.44 改进型型复序列快快速傅里叶叶变换(FFFT)153.4.55其它电能能质量参数数的计算173.3 本本章小结174 配电网网电能质量量在线监测测系统的研研究184.1系统统硬件设计计184.1.22信号调理理电路194.1.33过零检测测电路224.2 DDSP处理理模块234.2.11 DSPP芯片选型型及其详细细介绍234.2.22电源264.3串口口通信模块块274.4键盘盘及液晶显显示模块274.4.11键盘电路路284.4.22液晶显示示电路294.5本章章小结
14、. 30 5 系统的的软件设计计315.1主程程序设计315.2采样样中断程序序设计315.3测频频中断服务务子程序325.4 FFFT及参参数计算子子程序325.5液晶晶按键子程程序335.6 RRS4855通信子程程序335.7本章章小结346 电能质质量治理措措施研究356.1 静静止无功补补偿装置(SVC)356.2 静静止同步补补偿器(SSTATCCOM)366.3 注注入式混合合型有源滤滤波器(IIHAPFF)376.3.11 注入支支路参数对对滤波效果果的影响386.4 新新型双谐振振注入式混混合型有源源滤波器(DIHAAPF)396.4.11 DIIHAPFF谐波抑制制原理与谐
15、谐波放大分分析406.4.22 无功补补偿特性分分析416.4.33 谐波检检测与控制制方法426.5 本本章小结43总结455参考文献46致谢4771 绪论1.1 研研究电能质质量的背景景和意义 电电能是当今今社会使用用最广泛的的能源，其其应用程度度标志着一一个国家的的科技、经经济发展水水平。然而而,随着科科技和社会会的快速发发展，电能能的使用面面临着一个个新的问题题，那就是是电能质量量状况不断断恶化与社社会对电能能质量的要要求越来越越高的矛盾盾。如何妥妥善地解决决这个问题题关系重大大，因此成成为了高校校、企业、研研究机构和和国家机关关等部门关关心的热点点问题。 近近年来我国国电网发展展迅速
16、，电电网规模进进一步扩大大。而随着着电网的不不断扩大，各各种各样的的用电设备备尤其是大大量的电力力电子设备备都接入了了电网，使使得电网的的运行环境境受到了不不同程度的的污染。从从家用小容容量的变流流装置，到到工业上普普遍应用的的调速电机机、整流逆逆变装置，甚甚至大规模模的高压直直流输电设设备，都会会向电网注注入谐波。电电网谐波含含量的增加加，会导致致电气设备备寿命缩短短、电网网网损加大，系系统发生谐谐振的可能能性也会增增加，可能能引发继电电保护和自自动装置的的非故障性性动作，导导致仪表指指示和电能能计量不准准确以及计计算机、通通信受干扰扰等一系列列问题。另另外，诸如如轧钢机、电电力机车、开开关
17、电源等等用电设备备的开关与与使用过程程，也会对对电网产生生冲击性、波波动性的负负荷，并在在运行和停停运过程中中产生电压压闪变以及及导致三相相不平衡度度的提高，对对电网设备备和用户造造成直接或或潜在的影影响。 另另一方面，电电力市场逐逐步完善，社社会对电能能质量的要要求也越来来越高。特特别是在半半导体和精精密仪器制制造等特殊殊行业，电电能质量下下降将直接接影响其产产品的成品品率，造成成巨大的经经济损失。近近年来供电电部门接收收到的电能能质量投诉诉越来越多多，表明电电能质量逐逐渐得到关关注和重视视。包括当当前电力系系统发展前前景最好的的智能电网网(Smaart GGrid)都是以满满足21世世纪用
18、户需需求的电能能质量为重重要特征。可可见电能质质量问题直直接关系到到国民经济济的总体效效益，改善善电能质量量对于电网网和电气设设备的安全全、经济运运行，保障障工业生产产、科学实实验以及人人民生活的的正常进行行均具有重重要意义。为了保证电电网安全、稳稳定运行，向向用户提供供高品质的的电能，必必须对影响响电能质量量的众多因因素进行综综合治理，改改善各项电电能质量指指标，使其其达到国标标规定的正正常水平。而而要提出合合理的治理理方案，就就必须依赖赖于对电能能质量的全全天候、全全方位准确确的实时监监测与分析析。因此，研研发一种新新型分层分分布式的配配电网电能能质量实时时监测与管管理系统，集集测量、通通
19、信、分析析、管理等等功能于一一体，有效效地进行电电能质量监监测，并根根据监测结结果采取合合理、有效效的电能质质量治理措措施，改善善其电能质质量状况，对对保证电网网和广大用用户的电气气设备的安安全、经济济运行，保保障国民经经济各行各各业的正常常生产和产产品质量都都具有重要要意义。1.2 国国内外研究究现状1.2.11 电能质质量监测系系统 国外对电能能质量研究究起步较早早，从电能能质量理论论到相关评评价指标体体系的建立立；从用户户终端电气气环境的定定义到全国国性的电能能质量普查查和监测；从各种电电能质量问问题分析方方法提出到到“用户电力力技术”等电能质质量控制技技术的研究究和装置的的开发等方方面
20、的研究究都在深入入行。相对对国外而言言，国内对对电能质量量研究工作作起步较晚晚，电能质质量监测设设备的开发发研究也比比较落后，尤尤其是速度度快、可靠靠性好、精精度高以及及功能强大大的应用产产品相对较较少。 归归纳起来,国内外对对电能质量量的监测方方法主要有有以下三种种类型:（l） 设设备入网前前的专门测测量：即对对补偿设备备，在接入入电网前,测量它们们对电网电电能质量各各项指标的的影响，决决定是否投投运。（2） 设备使用中中的定期或或不定期检检测：即针针对普通电电力干扰源源，根据干干扰大小、危害程度和和技术需求求等采取定定期或不定定期检测的的方式。（3） 实时监测：也称为连连续监测、全全过程监
21、测测、日常监监测或全天天候监测等等。 目目前，国内内对电能质质量各项指指标的测量量大多数还还处在专门门测量和定定期或不定定期检测阶阶段，没有有形成连续续的实时监监测。在电电能质量问问题日益严严重并逐渐渐受到重视视的现代社社会，前两两种传统的的电能质量量监测方法法显然已经经不能满足足供用电双双方对电能能质量更高高的监测要要求，其不不足之处主主要表现在在以下几个个方面:（1） 传统的监测测方法不能能实现或不不能完全实实现对电能能质量的实实时监测；（2） 传统监测方方法的监测测数据不能能全面、准准确地反映映出电力系系统中电网网的电能质质 量信息；（3） 传传统的电能能质量监测测大多孤立立地对某个个站
22、点进行行监测，不不能从整个个系统的观观点来考虑虑电能质量量的监测，不不能满足电电力系统网网络化、自自动化的发发展方向，而而且人机交交互性不好好；（4） 传传统的电能能质量监测测装置多采采用模拟元元器件，受受器件性能能和信号处处理方法的的限制，测测量精度往往往不能达达到要求；因此，研制制一种实时时在线的电电能质量监监测系统，集集测量、通通信、分析析和管理等等诸多功能能于一体，有有效地进行行电能质量量监测，对对于电力系系统的安全全性、经济济性和可靠靠性具有重重要意义。1.2.22 电能质量量治理措施施为了改善电电能质量，国国内外电力力工作者和和电力研究究者们做了了大量的研研究，也研研制出一系系列的
23、补偿偿装置。随随着高电压压、大容量量电力电子子器件技术术的不断发发展，配电电网谐波抑抑制与无功功补偿电能能质量综合合治理装置置经历了无无源滤波器器(Passsivee Fillter:PF)、有有源滤波器器(Acttive Poweer Fiilterr:APFF)、静止止无功补偿偿装置(SStatiic Vaar Coompennsatoor:SVVC)、静静止同步补补偿器(SStatiic Syynchrronouus Coompennsatoor:STTATCOOM)、以以及混合型型有源滤波波器(Hyybridd Acttive Poweer Fiilterr:HAPPF)等不不同的技术
24、术阶段。无源滤波器器(PF)既可补偿偿谐波，又又可补偿无无功功率，结结构简单、维维护方便，因因而得到了了广泛的应应用。这种种方法的主主要缺点是是滤波特性性取决于电电网参数，且且易与系统统阻抗发生生串并联谐谐振，导致致谐波放大大，烧毁设设备等，因因此已不适适合应用于于对电能质质量要求高高的场合。 与与传统的无无源滤波器器一样，有有源滤波器器(APFF)也是给给谐波电流流或谐波电电压提供一一个在谐振振频率处等等效导纳为为无穷大的的并联网络络或等效阻阻抗为无穷穷大的串联联网络。但但是与无源源滤波器不不同的是，一一台APFF理论上可可以拥有无无穷多个谐谐振频率，从从而能够同同时治理频频率和幅值值都变化
25、的的各次谐波波，而且补补偿特性不不受电网阻阻抗的影响响，因而应应用逐渐广广泛。但是是由于受功功率器件容容量的影响响，APFF可承受的的容量不是是很大，不不适合单独独应用于高高电压、大大容量的场场合。不同于无源源滤波器和和有源滤波波器，静止止无功补偿偿装置(SSVC)和和静止同步步补偿器(STATTCOM)的主要功功能是进行行无功补偿偿，不过通通过在SVVC结构中中加装无源源滤波器组组，或者通通过合理设设计STAATCOMM的控制方方法，均可可使二者实实现谐波抑抑制与无功功补偿的综综合治理。但但是，SVVC装置中中的晶闸管管控制电抗抗器(Thhirsttier Conttrollled RRea
26、cttor:TTCR)本本身会产生生较大的谐谐波成分，从从而使得整整体滤波性性能不佳；而高压大大功率STTATCOOM的工程程化还有很很多问题没没有得到很很好的解决决，系统结结构复杂、费费用投资大大。 目目前，谐波波抑制与无无功补偿电电能质量综综合治理的的一个重要要趋势是采采用有源滤滤波器与无无源滤波器器组合形成成的混合型型有源滤波波器(HAAPF)，其其优点是成成本低，滤滤波性能好好，同时具具备APFF与PF的的技术优势势，性价比比高。其中中注入式混混合型有源源滤波器(Hybrrid AActivve Poower Filtter wwith Injeectioon Ciircuiit:IH
27、HAPF)由注入型型APF与与PF并联联混合得到到，由注入入支路电容容和无源滤滤波器进行行无功功率率的静态补补偿，由有有源和无源源部分共同同治理谐波波，能够满满足大功率率无功补偿偿和谐波抑抑制两方面面的要求，具具有实际的的工程应用用意义。1.3 本本文的主要要工作 本本论文对供供电电压允允许偏差、电电力系统频频率允许偏偏差、公用用电网谐波波、电压允允许波动与与闪变、三三相电压允允许不平衡衡度等电能能质量参数数进行实时时的在线监监测、分析析和处理。为为预先解决决电网电能能质量故障障隐患，事事后分析事事故原因和和电能质量量问题综合合治理提供供可靠保证证。本文主要工工作包括：（1）查阅阅文献资料料，
28、学习了电电能质量定定义、分类类、指标和和国家标准准等相关知知识，认识识到当前电电能质量污污染状况，充充分了解到到电能质量量监测方法法的发展现现状。（2）分析析对比了各各种谐波检检测分析算算法的优势势、劣势和和适用场合合，选出一一种谐波检检测算法。（3）完成成了电能质质量检测系系统的总体体结构和硬硬件设计。根根据各部分分实现的不不同功能，将将系统分为为四个模块块：数据采采集模块、DDSP处理理模块及外外围电路模模块、串口口通信模块块、键盘及及液晶显示示模块。阐阐述了这四四个模块的的原理，分分析了各模模块的实现现方法。完完成了系统统软件的设设计和各软软件模块的的实现。分分析了各软软件模块的的原理，
29、完完成了数据据采集、数数据处理、数数据显示的的程序设计计。（4）研究究电能质量量的治理措措施，分析析了三种常常用治理措措施的优缺缺点，并针针对注入式式混合型有有源滤波器器(IHAAPF)注注入支路存存在谐波注注入能力与与无功过补补的矛盾，提提出了一种种新型的双双谐振混合合型有源滤滤波器(DDIHAPPF)，并并分析了其其谐波抑制制原理、谐谐波放大情情况、无功功补偿特性性和谐波检检测与控制制方法等关关键技术。 2 电能质质量理论2.1 电电能质量概概述很长一段时时间以来，我我国的电力力供应一直直不充裕，因因此以前供供用电双方方关注的焦焦点主要是是在供应量量的方面，除除了对电能能质量有较较高要求的
30、的行业需求求外，大都都对电能质质量关心较较少，即使使关注也只只限于电压压、频率两两个指标。随随着发电企企业的不断断新建和扩扩容，以及及电网规模模的逐渐增增大，电力力供应紧张张的局面有有了较大缓缓解。然而大量电电力电子器器件在电网网中的不断断投入导致致电能质量量问题日益益突出，同同时电力市市场技术不不断进步，用用户对电能能质量的要要求也越来来越高，从从而引起了了电网公司司各级部门门以及电力力用户的高高度重视，其其重视程度度从最近国国家电网公公司和南方方电网公司司都将“为用户提提供优质电电力”作为其发发展智能电电网的一个个重要指标标就可见一一斑。2.1.11 电能质量量的定义什么是电能能质量，迄迄
31、今为止，人人们对电能能质量的技技术含义还还存在着不不同的认识识，不同的的机构也对对电能质量量有不同的的定义。国际电工委委员会(IInterrnatiionall Eleectriical Commmissiion:IIEC)将将电能质量量定义为“供电装置置在正常工工作情况下下不中断和和干扰用户户适用电力力的物理性性”。美国电气和和电子工程程协会(IInstiitutee of Elecctriccal aand EElecttroniics EEnginneerss:IEEEE)将电电能质量明明确定义为为“合格的电电能质量是是指给敏感感设备提供供的电力和和设置的接接地系统是是均适合于于该设备工
32、工作的”，并正式式采用“poweer quualitty”这一专业业术语。另另外，在许许多电能质质量领域的的技术报告告和文献中中也采用了了其它的一一些术语和和补充定义义。它们包包括: (1)电压压质量，通通过将实际际电压与理理想电压进进行对比，以以判断供电电部门向用用户供给的的电力是否否存在偏差差，是否合合格。 (2)电流流质量，为为了反映与与电压质量量有紧密关关系的电流流变化，除除了对用户户取用电流流提出恒定定频率正弦弦波形要求求除外，还还力图使该该电流波形形与供电电电压同相位位，以保证证系统以高高功率因数数运行。(3)供电电质量，技技术含义上上主要是指指电压质量量和供电可可靠性，同同时也包
33、括括供电部门门对用户投投诉与抱怨怨的反应速速度、服务务质量以及及电力价格格的透明度度等非技术术方面的含含义。(4)用电电质量，包包括电流质质量和非技技术含义。非非技术含义义反映用电电方的权利利、义务和和责任，如如电力用户户是否按期期、如数缴缴纳电费等等。2.1.22 电能质量量的分类 根据相关关的六个国国家标准电电能质量供供电电压允允许偏差（GGB/T 123225-20003)、电电能质量电电力系统频频率允许偏偏差(GGB/T 159445-19995)、电电能质量公公用电网谐谐波 (GB/TT 145549-11993)、电能能质量电压压波动和闪闪变(GGB/122326-19900)、电
34、电能质量三三相电压允允许不平衡衡度(GGB/T 155443-19995)、电能质质量暂时过过电压和瞬瞬态过电压压 (GB/T 184881-20001)、可可将电能质质量划分为为：供电电电压允许偏偏差、电力力系统频率率允许偏差差、谐波、电电压波动和和闪变、三三相电压不不平衡、暂暂时过电压压和瞬态过过电压六个个方面。2.2 电电能质量指指标和国家家标准2.2.11 电压偏差差 电电压偏差是是指供电系系统在正常常运行条件件下，实际际电压与系系统标称电电压的偏差差。常用二二者的偏差差值对系统统标称电压压的百分数数进行度量量。其数学学表达式为为 （22.1） 式式（2.1）中中为电压偏偏差；表示示实
35、际电压压kV；表表示标称电电压kV。国家标准电电能质量 供电电压压允许偏差差(GBB/T 1123255-20003)对我我国的供电电电压作了了详细规定定：(l)电压压等级大于于等于355kV的供供电电压的的正、负偏偏差的绝对对值之和不不超过系统统标称电压压的10%。 (2)电压压等级小于于等于1OOkV的三三相供电电电压允许偏偏差为系统统标称电压压的7%； (3)低压压220VV单相供电电电压允许许偏差为系系统标称电电压的+77%和-110%。2.2.22 频率偏差差 频频率偏差是是指标称频频率为500Hz处于于正常运行行方式的电电力系统中中,系统频频的实际值值与标称值值之差计算算公式为 （
36、22.2）式（2.22）中占表表示频率偏偏差，表示示实际频率率，表示系系统标称频频率，它们们单位为HHz。国家标准电电能质量电电力系统频频率允许偏偏差(GGB/T1159455-19995)规定定我国电力力系统正常常频率偏差差允许值为为0.2HHz，当系系统容量较较小时，偏差值可可以放宽到到0.5HHz。2.2.33 谐波谐波是有电电网中的非非线性负荷荷产生的。谐谐波的危害害较为严重重，不容忽忽视，主要要表现在以以下几方面面: (l)谐波波使公用电电网中的元元件产生了了附加的谐谐波损耗，降降低了发电电、输电及及用电设备备的效率，大大量的3次次谐波流过过中线时会会使线路过过热甚至发发生火灾。 (
37、2)谐波波影响各种种电气设备备的正常工工作。谐波波对电机的的影响除引引起附加损损耗外，还还会产生机机械振动、噪噪声和过电电压，使变变压器局部部严重过热热。谐波使使电容器、电电缆等设备备过热、绝绝缘老化、寿寿命缩短，以以致损坏。 (3)谐波波会引起公公用电网中中局部的并并联谐振和和串联谐振振，从而使使谐波放大大，就使上上述(1)和(2)的危害大大大增加，甚甚至引起严严重事故。 (4)谐波波会导致继继电保护和和自动装置置的误动作作，并会使使电气测量量仪表计量量不准确。 (5)谐波波会对邻近近的通信系系统产生干干扰，轻者者产生噪声声，降低通通信质量；重者导致致信息丢失失，使通信信系统无法法正常工作作
38、。国家标准电电能质量公公用电网谐谐波(GGB/T 145449-19993)规规定了公用用电网谐波波的允许值值及其测量量方法，适适用于交流流频率为550Hz，额额定电压1110kVV及以下的的公用电网网，6至2220kVV各级公用用电网电压压（相电压压）总谐波波畸变率00.38kkV为5%，6至110kV为为4%，335至666kV为33%，1110kV为为2%。用用户注入电电网的谐波波电流允许许值应保证证各级电网网谐波电压压在限值范范围内，所所以国标规规定各级电电网谐波源源产生的电电压总谐波波畸变率是是：0.338kV为为2.6%，6至110kV为为2.2%，3至666kV为为1.9%，11
39、00kV为11.5%。对对220kkV电网及及其供电的的电力用户户参照本标标准1100kV执行行。2.2.44 电压波动动和闪变电压波动主主要是由于于大量冲击击性负荷在在电力系统统中的广泛泛使用而引引起的，是是指电压包包络线有规规则的变化化或一系列列随机电压压变动，常常用一系列列电压均方方根值中相相邻的两个个极值之差差与系统标标称电压的的相对百分分比来表示示，即 （22.3）式（2.33）中，、分别为一一系列电压压均方根值值中相邻的的极大值和和极小值；为系统标标称电压。负荷电流的的大小呈现现快速变化化时，可能能引起电压压的波动，简简称为闪变变，闪变术术语来自电电压波动对对照明的视视觉影响。从从
40、严格的技技术角度讲讲，电压波波动是一种种电磁现象象，而闪变变是电压波波动对某些些用电负荷荷引起的有有害结果，不不属于电磁磁现象。但但是，在技技术标准中中常将这两两个术语合合为一体进进行讨论，并并且常将限限制发生闪闪变干扰排排在首位。表2-1 国家家电能质量量有关标准准标准编号标准名称允许限值GB 12232590供电电压允许偏差（1）355 kV及及以上为正正负偏差绝绝对值之和和不超过110%；（2）100 kV及及以下三相相供电为7%；（3）2220 V单单相供电为为+7%，-10%。GB 12232690电压允许波动和闪动动1. 电压波动:(1)100 kV及及以下2.5%；(2)3551
41、100 kV为为2%；(3)2220 kVV及以上11.6%。2. 闪变(1)对照照明要求较较高，0.4%(推推荐值);(2)一般般照明负荷荷0.6%(推荐值值)GB/T 14544993公用电网谐波各级电网谐谐波电压限限值(%)电压(kVV) THHD 奇奇次 偶次 0.388 5 4.0 2.0 6、100 4 3.22 1.6635、666 3 2.44 1.22 110 2 1.6 0.8(220 kV电网网参照1110 kVV执行)GB/T 15544395三相供电电压允许不平衡度(1) 正常允许22%，短时时不超过44%； (2)每个个用户一般般不得超过过1.3%。2.2.55 三
42、相不平平衡电力系统中中的三相电电压不平衡衡主要是由由负荷不平平衡，系统统三相阻抗抗不对称以以及消弧线线圈的不正正确调谐等等引起的。根据对称分分量法，三三相系统中中的电量可可分解为正正序分量、负负序分量和和零序分量量三个对称称分量。电电力系统在在正常运行行方式下，电电量的负序序分量均方方根值与正正序分量均均方根值之之比定义为为该电量的的三相不平平衡度，用用表示，公公式为 （2.4）式（2.44）中、分别为电电压正序、负负序分量均均方根值，kkV。国家标准电电能质量三三相电压允允许不平衡衡度(GGB/T1155433-19995)规定定电力系统统公共连接点正正常电压不不平衡度不不得超过22%，短时
43、时不得超过过4%；接接于公共连连接点的每每个用户，引起该该点正常电电压不平衡衡度允许值值一般不得得高于1.3%。2.2.66 暂时过电电压和瞬态态过电压电力系统中中的过电压压现象大多多数是由于于运行操作作、雷击和和故障引起起的，是经经常发生和和不可避免免的,是供供电特性之之一。暂时过电压压是指在电电网给定点点上持续时时间较长的的不衰减或或者弱衰减减的振荡过过电压。瞬瞬态过电压压是指仅持持续数毫秒秒或更短时时间，通常常带有强阻阻尼的振荡荡或非振荡荡的一种过过电压，可可以叠加于于暂时过电电压之上。国家标准电电能质量暂暂时过电压压和瞬态过过电压(GB/TT184881-20001)规规定了交流流电力
44、系统统中作用于于电气设备备的暂时过过电压和瞬瞬态过电压压的具体要要求、电气气设备的绝绝缘水平，以以及过电压压保护方法法，不适用用于因静电电、触及高高压系统以以及稳态波波形畸变(谐波)引引起的过电电压。2.3 本本章小结本章简要介介绍了电能能质量的概概念与分类类，分析了了影响电能能质量的因因素及其危危害；然后后分别给出出了电压偏偏差、频率率偏差、电电网谐波、三三相不平衡衡、电压波波动与闪变变等电能质质量指标的的定义、危危害及其国国家标准。3 电能质质量检测分分析算法 电电能质量归归纳起来主主要包括66个方面:电压偏差差、频率偏偏差、谐波波、电压波波动和闪变变、三相不不平衡、暂暂时过电压压和瞬态过
45、过电压。其其中谐波分分析是电能能质量中最最主要，也也是分析最最困难的一一个指标，如如果能够实实时动态地地监测电网网中谐波的的情况，可可以更好地地判断和分分析其他电电量的情况况，因此本本节重点讨讨论电网谐谐波的检测测与分析算算法。目前，常用用的谐波检检测方法，根根据测量原原理的不同同，主要有有以下几类类。3.1 基基于瞬时无无功功率理理论的谐波波检测方法法瞬时无功功功率理论最最早于200世纪800年代由赤赤木泰文提提出,在许许多方面得得到了成功功应用。赤赤木最初提提出的理论论以瞬时实实功率和瞬瞬时无功功功率的定义义为基础，后后来又补充充定义了瞬瞬时有功电电流和瞬时时无功电流流。瞬时无无功功率理理论开