電能質(zhì)量管理技術(shù)指南

電能質(zhì)量管理技術(shù)指南TOC\o"1-2"\h\u26416第1章電能質(zhì)量管理概述 3258461.1電能質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生與影響 3237601.2電能質(zhì)量管理的重要性 468941.3電能質(zhì)量管理的基本任務(wù) 417412第2章電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范 4248642.1國(guó)內(nèi)外電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系 4144992.1.1國(guó)際電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 4321932.1.2國(guó)內(nèi)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 57392.2常用電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)解讀 540302.2.1電壓波動(dòng)和閃變 518852.2.2諧波 5115502.2.3頻率偏差 582992.3電能質(zhì)量評(píng)估方法 5147232.3.1電壓質(zhì)量評(píng)估 5294872.3.2電力系統(tǒng)穩(wěn)定性評(píng)估 5239382.3.3電能質(zhì)量監(jiān)測(cè) 697232.3.4電能質(zhì)量診斷 635612.3.5電能質(zhì)量治理 619202第3章電力系統(tǒng)諧波及其治理 6190023.1諧波產(chǎn)生機(jī)理及危害 6106103.1.1諧波產(chǎn)生機(jī)理 6132753.1.2諧波危害 682893.2諧波檢測(cè)與監(jiān)測(cè) 6275853.2.1諧波檢測(cè)方法 6312903.2.2諧波監(jiān)測(cè) 7211693.3諧波治理技術(shù) 7318913.3.1諧波治理方法 7266973.3.2諧波治理設(shè)備 780703.3.3諧波治理策略 710082第4章電力系統(tǒng)間諧波及其抑制 8289354.1間諧波產(chǎn)生機(jī)理及危害 8293364.1.1間諧波產(chǎn)生機(jī)理 830314.1.2間諧波危害 8312214.2間諧波檢測(cè)與監(jiān)測(cè) 817824.2.1間諧波檢測(cè)方法 828374.2.2間諧波監(jiān)測(cè)技術(shù) 8106934.3間諧波抑制技術(shù) 818494.3.1無(wú)源濾波技術(shù) 9210594.3.2有源濾波技術(shù) 9223074.3.3靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）技術(shù) 997244.3.4諧波隔離變壓器技術(shù) 9129824.3.5電力電子設(shè)備控制策略?xún)?yōu)化 9111744.3.6綜合治理措施 9685第5章電力系統(tǒng)電壓波動(dòng)與閃變 967895.1電壓波動(dòng)與閃變產(chǎn)生原因 953475.1.1負(fù)荷側(cè)變化 9220255.1.2供電側(cè)變化 9245785.1.3自然環(huán)境因素 10325835.2電壓波動(dòng)與閃變的檢測(cè)方法 10147465.2.1時(shí)域檢測(cè)法 1049145.2.2頻域檢測(cè)法 10148205.2.3小波變換檢測(cè)法 109735.2.4人工智能檢測(cè)法 1089045.3電壓波動(dòng)與閃變的治理措施 10275555.3.1負(fù)荷側(cè)治理 1030355.3.2供電側(cè)治理 10138975.3.3新技術(shù)應(yīng)用 1125449第6章電力系統(tǒng)短時(shí)電壓變化 11117106.1短時(shí)電壓變化現(xiàn)象及影響 1153286.1.1現(xiàn)象描述 1171296.1.2影響分析 11262926.2短時(shí)電壓變化檢測(cè)技術(shù) 11266696.2.1檢測(cè)方法 11306786.2.2檢測(cè)設(shè)備 1176906.3短時(shí)電壓變化治理方法 12142266.3.1電力系統(tǒng)設(shè)備改進(jìn) 12254736.3.2電壓控制裝置 12243956.3.3防護(hù)措施 12290836.3.4管理與監(jiān)測(cè) 1223637第7章電力系統(tǒng)三相不平衡及其改善 12243457.1三相不平衡產(chǎn)生原因及危害 12220487.1.1產(chǎn)生原因 12231717.1.2危害 1368237.2三相不平衡檢測(cè)與監(jiān)測(cè) 1354467.2.1檢測(cè)方法 13193177.2.2監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 13289807.3三相不平衡改善技術(shù) 13142727.3.1負(fù)載調(diào)整 14191167.3.2設(shè)備改造 14298017.3.3措施實(shí)施 1419746第8章電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償與電壓控制 1422698.1無(wú)功補(bǔ)償原理及類(lèi)型 14278848.1.1無(wú)功功率與無(wú)功補(bǔ)償 14488.1.2無(wú)功補(bǔ)償原理 14144638.1.3無(wú)功補(bǔ)償類(lèi)型 14266058.2無(wú)功補(bǔ)償裝置的選型與應(yīng)用 1511528.2.1選型原則 15210948.2.2無(wú)功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用 15208098.3電壓控制策略 15247178.3.1電壓控制原理 15322308.3.2電壓控制策略 1514242第9章電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與評(píng)估 16152399.1電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù) 16105509.1.1監(jiān)測(cè)技術(shù)概述 1635849.1.2在線監(jiān)測(cè)技術(shù) 16185119.1.3離線監(jiān)測(cè)技術(shù) 16186409.2電能質(zhì)量數(shù)據(jù)采集與處理 16155419.2.1數(shù)據(jù)采集技術(shù) 16137559.2.2數(shù)據(jù)處理技術(shù) 17280879.3電能質(zhì)量評(píng)估方法與案例分析 17146049.3.1評(píng)估方法 17102049.3.2案例分析 1710479第10章電能質(zhì)量管理發(fā)展趨勢(shì)與展望 171571310.1新能源接入對(duì)電能質(zhì)量的影響 173084710.1.1新能源發(fā)電設(shè)備的電能質(zhì)量特性 182444010.1.2新能源接入對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響 18730210.1.3新能源接入對(duì)電能質(zhì)量管理的要求與挑戰(zhàn) 18783710.2智能電網(wǎng)與電能質(zhì)量管理 183251510.2.1智能電網(wǎng)電能質(zhì)量管理的理念與目標(biāo) 181293110.2.2智能電網(wǎng)電能質(zhì)量管理的關(guān)鍵技術(shù) 181635310.2.3智能電網(wǎng)電能質(zhì)量管理的應(yīng)用案例分析 182825310.3電能質(zhì)量管理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與展望 181346010.3.1電能質(zhì)量管理技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化 181141810.3.2電能質(zhì)量管理技術(shù)的智能化與自適應(yīng)化 182597510.3.3電能質(zhì)量管理技術(shù)的集成化與模塊化 183253010.3.4電能質(zhì)量管理技術(shù)在新能源并網(wǎng)、電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域的應(yīng)用拓展 18第1章電能質(zhì)量管理概述1.1電能質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生與影響電能質(zhì)量問(wèn)題主要源于電力系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備以及電力負(fù)載的運(yùn)行過(guò)程。這些問(wèn)題包括電壓波動(dòng)、電流諧波、電壓暫降、暫升和中斷等。這些問(wèn)題的產(chǎn)生原因復(fù)雜多樣，如電力系統(tǒng)的非線性負(fù)載、電力電子設(shè)備的應(yīng)用、系統(tǒng)故障等。電能質(zhì)量問(wèn)題對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、電氣設(shè)備的功能及壽命、以及用戶(hù)的正常生產(chǎn)和生活造成諸多不利影響，具體表現(xiàn)為：導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱、降低設(shè)備效率、引發(fā)誤動(dòng)作、加速設(shè)備老化、影響計(jì)量準(zhǔn)確性等。1.2電能質(zhì)量管理的重要性電能質(zhì)量管理是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、高效運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。加強(qiáng)電能質(zhì)量管理，可以有效減少電能質(zhì)量，提高電力系統(tǒng)的供電可靠性；降低電力設(shè)備的故障率，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；提高電能利用效率，節(jié)能減排；保障用戶(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行，提升用戶(hù)滿(mǎn)意度。因此，電能質(zhì)量管理對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行、設(shè)備制造和用戶(hù)利益均具有重要價(jià)值。1.3電能質(zhì)量管理的基本任務(wù)電能質(zhì)量管理的基本任務(wù)主要包括以下幾點(diǎn)：（1）監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量：通過(guò)安裝電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)電力系統(tǒng)中的電壓、電流、諧波等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，全面掌握系統(tǒng)電能質(zhì)量狀況。（2）分析電能質(zhì)量問(wèn)題：對(duì)監(jiān)測(cè)到的電能質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行深入分析，找出問(wèn)題產(chǎn)生的原因，為后續(xù)改進(jìn)提供依據(jù)。（3）制定電能質(zhì)量改進(jìn)措施：根據(jù)電能質(zhì)量問(wèn)題的原因，制定相應(yīng)的改進(jìn)措施，包括技術(shù)改進(jìn)、運(yùn)行管理優(yōu)化等。（4）實(shí)施電能質(zhì)量治理：根據(jù)制定的改進(jìn)措施，對(duì)電能質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行治理，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。（5）評(píng)估電能質(zhì)量改進(jìn)效果：對(duì)治理后的電能質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，驗(yàn)證改進(jìn)措施的有效性，為持續(xù)優(yōu)化電能質(zhì)量管理提供參考。（6）預(yù)防電能質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生：通過(guò)加強(qiáng)電力系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行管理，預(yù)防電能質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生，保障電力系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。第2章電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范2.1國(guó)內(nèi)外電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系2.1.1國(guó)際電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）是制定國(guó)際電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的重要組織。其發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)涉及電能質(zhì)量的基礎(chǔ)理論、測(cè)量方法、限值和影響評(píng)估等方面。如IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)，包括電磁兼容（EMC）領(lǐng)域的通用標(biāo)準(zhǔn)、電壓波動(dòng)和閃變、諧波、間諧波、頻率偏差等方面的規(guī)定。美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）也制定了一系列電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如IEEEStd11591995《電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)指南》等。2.1.2國(guó)內(nèi)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系主要包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其中，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)電工電子產(chǎn)品與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC159）負(fù)責(zé)制定，如GB/T12326《電能質(zhì)量電壓波動(dòng)和閃變》、GB/T14549《電能質(zhì)量諧波》等。2.2常用電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)解讀2.2.1電壓波動(dòng)和閃變電壓波動(dòng)和閃變是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。GB/T12326規(guī)定了電壓波動(dòng)和閃變的測(cè)量方法、限值及其評(píng)價(jià)方法。電壓波動(dòng)限值主要用于保證設(shè)備正常運(yùn)行，防止因電壓波動(dòng)引起設(shè)備誤動(dòng)作；而閃變限值則用于保護(hù)視覺(jué)舒適度，避免照明設(shè)備產(chǎn)生頻閃效應(yīng)。2.2.2諧波GB/T14549對(duì)諧波進(jìn)行了全面規(guī)定，包括諧波測(cè)量、限值、評(píng)估方法等方面。諧波污染會(huì)影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱、絕緣老化等問(wèn)題。該標(biāo)準(zhǔn)旨在限制諧波污染，保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。2.2.3頻率偏差頻率偏差會(huì)影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，GB/T15945《電能質(zhì)量頻率偏差》規(guī)定了頻率偏差的限值和測(cè)量方法。該標(biāo)準(zhǔn)適用于電力系統(tǒng)的調(diào)度、運(yùn)行和電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。2.3電能質(zhì)量評(píng)估方法電能質(zhì)量評(píng)估是對(duì)電能質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)覺(jué)、診斷、評(píng)價(jià)和處理的過(guò)程。常用的評(píng)估方法包括：2.3.1電壓質(zhì)量評(píng)估電壓質(zhì)量評(píng)估主要關(guān)注電壓波動(dòng)、閃變、諧波等參數(shù)。通過(guò)對(duì)這些參數(shù)的測(cè)量和計(jì)算，可以評(píng)估電壓質(zhì)量是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2.3.2電力系統(tǒng)穩(wěn)定性評(píng)估電力系統(tǒng)穩(wěn)定性評(píng)估主要關(guān)注頻率偏差、電壓偏差等參數(shù)。通過(guò)分析這些參數(shù)的變化，評(píng)估電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2.3.3電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)是通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)覺(jué)電能質(zhì)量問(wèn)題，為電能質(zhì)量評(píng)估提供數(shù)據(jù)支持。監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)具備準(zhǔn)確性、可靠性、實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)。2.3.4電能質(zhì)量診斷電能質(zhì)量診斷是根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析電能質(zhì)量問(wèn)題的原因和影響，提出針對(duì)性的改進(jìn)措施。診斷方法包括時(shí)域分析法、頻域分析法和統(tǒng)計(jì)分析法等。2.3.5電能質(zhì)量治理電能質(zhì)量治理是根據(jù)電能質(zhì)量診斷結(jié)果，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，改善電能質(zhì)量。治理措施包括濾波器、補(bǔ)償裝置、抗干擾設(shè)備等。通過(guò)實(shí)施治理措施，提高電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量，保障設(shè)備正常運(yùn)行。第3章電力系統(tǒng)諧波及其治理3.1諧波產(chǎn)生機(jī)理及危害3.1.1諧波產(chǎn)生機(jī)理電力系統(tǒng)中的諧波主要由非線性電氣設(shè)備產(chǎn)生，如電力電子設(shè)備、變壓器、電弧爐等。這些設(shè)備在工作過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致電流波形發(fā)生畸變，從而產(chǎn)生諧波。諧波的頻率為基波頻率的整數(shù)倍，通常用次數(shù)表示。3.1.2諧波危害諧波對(duì)電力系統(tǒng)及其設(shè)備產(chǎn)生諸多危害，主要包括以下幾點(diǎn)：（1）增加電力系統(tǒng)的無(wú)功功率，降低功率因數(shù)；（2）導(dǎo)致電力設(shè)備過(guò)熱，降低設(shè)備壽命；（3）引起電力系統(tǒng)電壓波動(dòng)、閃變，影響電能質(zhì)量；（4）對(duì)通訊系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，影響通訊質(zhì)量；（5）對(duì)保護(hù)裝置產(chǎn)生誤動(dòng)或拒動(dòng)，影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。3.2諧波檢測(cè)與監(jiān)測(cè)3.2.1諧波檢測(cè)方法諧波檢測(cè)方法主要包括以下幾種：（1）傅里葉變換法：對(duì)電壓、電流進(jìn)行離散傅里葉變換，得到各次諧波的幅值和相位；（2）瞬時(shí)無(wú)功功率法：實(shí)時(shí)檢測(cè)電壓、電流的瞬時(shí)無(wú)功功率，從而得到諧波信息；（3）小波變換法：對(duì)電壓、電流信號(hào)進(jìn)行多尺度分析，獲取諧波特征；（4）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法：通過(guò)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波的識(shí)別和檢測(cè)。3.2.2諧波監(jiān)測(cè)諧波監(jiān)測(cè)主要包括以下內(nèi)容：（1）監(jiān)測(cè)點(diǎn)選擇：根據(jù)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，合理選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)；（2）監(jiān)測(cè)設(shè)備：采用具有諧波檢測(cè)功能的設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)諧波數(shù)據(jù)；（3）數(shù)據(jù)傳輸與處理：將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心，進(jìn)行諧波分析、評(píng)估和報(bào)警。3.3諧波治理技術(shù)3.3.1諧波治理方法諧波治理方法主要包括以下幾種：（1）無(wú)源濾波器：通過(guò)LC濾波器對(duì)諧波電流進(jìn)行濾波，降低諧波含量；（2）有源濾波器：采用電力電子器件，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償諧波電流，實(shí)現(xiàn)諧波治理；（3）混合濾波器：結(jié)合無(wú)源濾波器和有源濾波器的優(yōu)點(diǎn)，提高諧波治理效果；（4）動(dòng)態(tài)諧波補(bǔ)償：根據(jù)電力系統(tǒng)的諧波特性，實(shí)時(shí)調(diào)整補(bǔ)償裝置的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)諧波治理。3.3.2諧波治理設(shè)備諧波治理設(shè)備主要包括以下幾種：（1）濾波器：包括無(wú)源濾波器和有源濾波器；（2）靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）：通過(guò)調(diào)節(jié)無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)諧波治理；（3）動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器（DVR）：對(duì)電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，抑制諧波；（4）電力電子變壓器：采用電力電子器件，實(shí)現(xiàn)諧波治理。3.3.3諧波治理策略諧波治理策略主要包括以下方面：（1）源頭治理：對(duì)非線性設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，降低諧波產(chǎn)生；（2）傳輸路徑治理：優(yōu)化電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低諧波傳輸；（3）末端治理：在諧波敏感設(shè)備處設(shè)置濾波裝置，抑制諧波影響；（4）綜合協(xié)調(diào)治理：結(jié)合多種治理方法，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)諧波的全面治理。第4章電力系統(tǒng)間諧波及其抑制4.1間諧波產(chǎn)生機(jī)理及危害4.1.1間諧波產(chǎn)生機(jī)理間諧波是指頻率為基波頻率整數(shù)倍的非整數(shù)倍諧波，其產(chǎn)生主要源于電力系統(tǒng)中非線性元件和設(shè)備。這些非線性元件包括電力電子設(shè)備、變壓器、電弧爐等，它們?cè)诠ぷ鬟^(guò)程中會(huì)導(dǎo)致電流和電壓波形發(fā)生畸變，進(jìn)而產(chǎn)生間諧波。4.1.2間諧波危害間諧波對(duì)電力系統(tǒng)及其設(shè)備產(chǎn)生諸多危害，主要包括以下幾點(diǎn)：（1）影響電力設(shè)備的正常運(yùn)行，降低設(shè)備壽命；（2）導(dǎo)致電力系統(tǒng)電壓、電流波形發(fā)生畸變，降低電能質(zhì)量；（3）引起電力系統(tǒng)諧振，導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性下降；（4）增加電力系統(tǒng)的線損；（5）對(duì)通訊系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，影響通訊質(zhì)量。4.2間諧波檢測(cè)與監(jiān)測(cè)4.2.1間諧波檢測(cè)方法間諧波檢測(cè)方法主要包括以下幾種：（1）基于傅里葉變換的檢測(cè)方法，如短時(shí)傅里葉變換（STFT）和快速傅里葉變換（FFT）；（2）基于小波變換的檢測(cè)方法；（3）基于希爾伯特黃變換的檢測(cè)方法；（4）基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人工智能的檢測(cè)方法。4.2.2間諧波監(jiān)測(cè)技術(shù)間諧波監(jiān)測(cè)技術(shù)主要包括以下幾點(diǎn)：（1）對(duì)電力系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；（2）建立間諧波數(shù)據(jù)庫(kù)，分析間諧波變化趨勢(shì)；（3）通過(guò)遠(yuǎn)程通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)間諧波監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸；（4）結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，為間諧波抑制提供依據(jù)。4.3間諧波抑制技術(shù)4.3.1無(wú)源濾波技術(shù)無(wú)源濾波技術(shù)是通過(guò)在電力系統(tǒng)中接入無(wú)源濾波器，利用濾波器對(duì)特定頻率的諧波電流進(jìn)行阻抗，從而達(dá)到抑制間諧波的目的。4.3.2有源濾波技術(shù)有源濾波技術(shù)通過(guò)在電力系統(tǒng)中接入有源濾波器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并補(bǔ)償系統(tǒng)中的諧波電流，有效抑制間諧波。4.3.3靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）技術(shù)靜止無(wú)功發(fā)生器技術(shù)通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)無(wú)功電流，改善系統(tǒng)功率因數(shù)，降低間諧波對(duì)電力系統(tǒng)的影響。4.3.4諧波隔離變壓器技術(shù)諧波隔離變壓器技術(shù)通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的變壓器繞組，降低間諧波在系統(tǒng)中的傳播，達(dá)到抑制間諧波的目的。4.3.5電力電子設(shè)備控制策略?xún)?yōu)化對(duì)電力電子設(shè)備進(jìn)行控制策略?xún)?yōu)化，降低設(shè)備產(chǎn)生的間諧波，從而減輕間諧波對(duì)電力系統(tǒng)的影響。4.3.6綜合治理措施采用多種抑制技術(shù)的組合，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行綜合治理，提高間諧波抑制效果。例如，將無(wú)源濾波與有源濾波技術(shù)相結(jié)合，同時(shí)優(yōu)化電力電子設(shè)備的控制策略，以達(dá)到更好的間諧波抑制效果。第5章電力系統(tǒng)電壓波動(dòng)與閃變5.1電壓波動(dòng)與閃變產(chǎn)生原因電力系統(tǒng)中，電壓波動(dòng)與閃變現(xiàn)象主要由以下幾方面原因引起：5.1.1負(fù)荷側(cè)變化（1）大功率電機(jī)的啟動(dòng)和停止；（2）電氣化鐵路的牽引負(fù)荷變化；（3）煉鋼、電解等沖擊性負(fù)荷變化；（4）變頻調(diào)速裝置等非線性負(fù)荷的影響。5.1.2供電側(cè)變化（1）發(fā)電機(jī)組出力的波動(dòng)；（2）變電站無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的投切；（3）線路故障或切換操作；（4）系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變。5.1.3自然環(huán)境因素（1）雷擊、污閃等自然災(zāi)害；（2）溫度、濕度等氣候條件變化。5.2電壓波動(dòng)與閃變的檢測(cè)方法5.2.1時(shí)域檢測(cè)法采用示波器、波形記錄儀等設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓波形，通過(guò)觀察電壓波形的波動(dòng)和閃變程度，對(duì)電壓波動(dòng)與閃變進(jìn)行定量分析。5.2.2頻域檢測(cè)法利用快速傅里葉變換（FFT）等信號(hào)處理技術(shù)，對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，獲取電壓波動(dòng)與閃變的頻率成分和幅值，從而對(duì)電壓波動(dòng)與閃變進(jìn)行評(píng)估。5.2.3小波變換檢測(cè)法小波變換具有時(shí)頻局部化的優(yōu)點(diǎn)，可以有效地檢測(cè)電壓波動(dòng)與閃變信號(hào)的非平穩(wěn)特性，通過(guò)對(duì)電壓信號(hào)的小波變換分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓波動(dòng)與閃變的精確評(píng)估。5.2.4人工智能檢測(cè)法利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等人工智能算法，對(duì)電壓波動(dòng)與閃變進(jìn)行模式識(shí)別和預(yù)測(cè)，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。5.3電壓波動(dòng)與閃變的治理措施5.3.1負(fù)荷側(cè)治理（1）優(yōu)化電機(jī)啟動(dòng)和停止策略；（2）采用靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）等設(shè)備進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償；（3）對(duì)非線性負(fù)荷進(jìn)行濾波處理；（4）推廣節(jié)能型設(shè)備和綠色照明。5.3.2供電側(cè)治理（1）優(yōu)化發(fā)電機(jī)組出力分配；（2）合理配置變電站無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備；（3）提高線路開(kāi)關(guān)設(shè)備的操作速度；（4）加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行方式的調(diào)整。5.3.3新技術(shù)應(yīng)用（1）采用動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器（DVR）等設(shè)備，實(shí)時(shí)補(bǔ)償電壓波動(dòng)；（2）利用電力電子設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電壓波動(dòng)的有源抑制；（3）發(fā)展智能電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電壓波動(dòng)與閃變的在線監(jiān)測(cè)和自適應(yīng)控制。第6章電力系統(tǒng)短時(shí)電壓變化6.1短時(shí)電壓變化現(xiàn)象及影響6.1.1現(xiàn)象描述短時(shí)電壓變化是指電力系統(tǒng)中電壓在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的波動(dòng)，通常持續(xù)時(shí)間在毫秒至幾秒之間。這種現(xiàn)象可能由系統(tǒng)短路、大型負(fù)荷投切、故障切除、雷擊等原因引起。6.1.2影響分析短時(shí)電壓變化對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備安全和電力質(zhì)量有較大影響，可能導(dǎo)致以下問(wèn)題：（1）影響敏感負(fù)荷的正常工作，如計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備等；（2）引起電力系統(tǒng)設(shè)備的機(jī)械振動(dòng)，加速絕緣老化；（3）對(duì)變頻器、逆變器等電力電子設(shè)備產(chǎn)生干擾，影響其功能；（4）導(dǎo)致系統(tǒng)諧波污染，影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。6.2短時(shí)電壓變化檢測(cè)技術(shù)6.2.1檢測(cè)方法短時(shí)電壓變化檢測(cè)方法主要包括：（1）模擬量檢測(cè)：通過(guò)電壓互感器、電流互感器等傳感器采集電壓、電流信號(hào)，經(jīng)濾波、放大等處理后，獲取短時(shí)電壓變化信息；（2）數(shù)字量檢測(cè)：采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，對(duì)電壓、電流信號(hào)進(jìn)行采樣、離散化處理，然后通過(guò)算法分析短時(shí)電壓變化特征；（3）暫態(tài)地電壓檢測(cè)：針對(duì)特定應(yīng)用場(chǎng)景，檢測(cè)設(shè)備附近的暫態(tài)地電壓信號(hào)，以判斷短時(shí)電壓變化。6.2.2檢測(cè)設(shè)備短時(shí)電壓變化檢測(cè)設(shè)備主要包括：（1）模擬量檢測(cè)設(shè)備：如示波器、錄波器、電力監(jiān)測(cè)設(shè)備等；（2）數(shù)字量檢測(cè)設(shè)備：如數(shù)字式電壓互感器、數(shù)字式電能表、故障錄波器等；（3）暫態(tài)地電壓檢測(cè)設(shè)備：如暫態(tài)地電壓傳感器、暫態(tài)地電壓監(jiān)測(cè)裝置等。6.3短時(shí)電壓變化治理方法6.3.1電力系統(tǒng)設(shè)備改進(jìn)（1）采用高抗干擾能力的設(shè)備，提高設(shè)備對(duì)短時(shí)電壓變化的耐受能力；（2）優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，降低短時(shí)電壓變化對(duì)設(shè)備的影響；（3）加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，保證設(shè)備處于良好狀態(tài)。6.3.2電壓控制裝置（1）動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置：如靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器（DVR）等；（2）有源濾波器：對(duì)系統(tǒng)諧波進(jìn)行補(bǔ)償，提高電壓質(zhì)量；（3）電壓調(diào)節(jié)器：通過(guò)調(diào)節(jié)變壓器分接頭、電容器投切等方法，實(shí)現(xiàn)電壓的穩(wěn)定控制。6.3.3防護(hù)措施（1）提高系統(tǒng)短路容量，降低短時(shí)電壓變化影響；（2）合理配置系統(tǒng)保護(hù)裝置，快速切除故障；（3）對(duì)重要負(fù)荷采用隔離變壓器、濾波器等設(shè)備，提高其抗干擾能力。6.3.4管理與監(jiān)測(cè)（1）建立完善的電能質(zhì)量管理機(jī)制，定期對(duì)短時(shí)電壓變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)；（2）分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，制定針對(duì)性的治理措施；（3）加強(qiáng)對(duì)短時(shí)電壓變化影響因素的監(jiān)控，預(yù)防短時(shí)電壓變化的發(fā)生。第7章電力系統(tǒng)三相不平衡及其改善7.1三相不平衡產(chǎn)生原因及危害7.1.1產(chǎn)生原因三相不平衡主要由以下幾方面原因引起：（1）不對(duì)稱(chēng)負(fù)載：各類(lèi)負(fù)載在三相電網(wǎng)中的不對(duì)稱(chēng)接入，如單相負(fù)載、非對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載等。（2）電力系統(tǒng)故障：如單相短路、接地故障等，會(huì)導(dǎo)致三相電流、電壓不平衡。（3）電源因素：發(fā)電機(jī)、變壓器等設(shè)備的制造和安裝誤差，可能導(dǎo)致輸出電壓不對(duì)稱(chēng)。（4）線路因素：輸電線路長(zhǎng)度、材質(zhì)、截面等方面的差異，可能導(dǎo)致線路阻抗不對(duì)稱(chēng)。7.1.2危害三相不平衡會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成以下危害：（1）降低電力系統(tǒng)運(yùn)行效率：三相不平衡導(dǎo)致系統(tǒng)有功功率、無(wú)功功率降低，影響電力設(shè)備的正常運(yùn)行。（2）增加電力系統(tǒng)損耗：三相不平衡使得線路、變壓器等設(shè)備損耗增加，降低系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。（3）影響電能質(zhì)量：三相不平衡可能導(dǎo)致電壓波動(dòng)、諧波等問(wèn)題，影響用戶(hù)設(shè)備正常運(yùn)行。（4）縮短設(shè)備壽命：長(zhǎng)期的三相不平衡運(yùn)行可能導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱、絕緣老化，縮短設(shè)備使用壽命。7.2三相不平衡檢測(cè)與監(jiān)測(cè)7.2.1檢測(cè)方法（1）電壓電流檢測(cè)：通過(guò)電壓、電流互感器實(shí)時(shí)檢測(cè)三相電壓、電流，計(jì)算三相不平衡度。（2）功率檢測(cè)：通過(guò)檢測(cè)三相有功功率、無(wú)功功率，分析三相不平衡程度。（3）諧波檢測(cè)：分析三相電壓、電流諧波含量，判斷三相不平衡程度。7.2.2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)覺(jué)三相不平衡問(wèn)題。（2）遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)：通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸，便于分析和處理三相不平衡問(wèn)題。（3）故障診斷：結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)三相不平衡故障進(jìn)行診斷，為改善提供依據(jù)。7.3三相不平衡改善技術(shù)7.3.1負(fù)載調(diào)整（1）優(yōu)化負(fù)載分配：合理分配三相負(fù)載，降低三相不平衡度。（2）采用平衡化裝置：如單相負(fù)載平衡化裝置，提高三相負(fù)載的平衡度。7.3.2設(shè)備改造（1）改進(jìn)設(shè)備制造：提高發(fā)電機(jī)、變壓器等設(shè)備制造精度，減少不對(duì)稱(chēng)因素。（2）優(yōu)化設(shè)備安裝：合理安裝設(shè)備，降低三相不對(duì)稱(chēng)影響。7.3.3措施實(shí)施（1）補(bǔ)償裝置：采用無(wú)功補(bǔ)償、有源濾波等裝置，改善三相不平衡。（2）控制策略：采用先進(jìn)控制策略，如DPC（直接功率控制）等，實(shí)現(xiàn)三相不平衡的實(shí)時(shí)控制。（3）運(yùn)行維護(hù)：加強(qiáng)電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)，定期檢查設(shè)備，及時(shí)處理三相不平衡問(wèn)題。通過(guò)以上措施，可以有效降低電力系統(tǒng)三相不平衡度，提高電能質(zhì)量，保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。第8章電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償與電壓控制8.1無(wú)功補(bǔ)償原理及類(lèi)型8.1.1無(wú)功功率與無(wú)功補(bǔ)償電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，由于負(fù)載及設(shè)備的性質(zhì)，會(huì)產(chǎn)生無(wú)功功率。無(wú)功功率雖不直接參與能量轉(zhuǎn)換，但對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重大影響。因此，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，提高電能質(zhì)量，具有重要意義。8.1.2無(wú)功補(bǔ)償原理無(wú)功補(bǔ)償是通過(guò)在電力系統(tǒng)中接入無(wú)功補(bǔ)償裝置，產(chǎn)生與負(fù)載消耗的無(wú)功功率相等但方向相反的無(wú)功電流，從而降低系統(tǒng)無(wú)功功率，提高功率因數(shù)，改善電壓質(zhì)量。8.1.3無(wú)功補(bǔ)償類(lèi)型（1）靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）（2）靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）（3）電容器補(bǔ)償（4）電感器補(bǔ)償（5）磁控電抗器補(bǔ)償（6）混合型無(wú)功補(bǔ)償8.2無(wú)功補(bǔ)償裝置的選型與應(yīng)用8.2.1選型原則（1）滿(mǎn)足電力系統(tǒng)無(wú)功需求及電壓質(zhì)量要求（2）考慮裝置的技術(shù)功能、可靠性、經(jīng)濟(jì)性及占地面積等因素（3）適應(yīng)不同負(fù)載變化及運(yùn)行條件（4）易于維護(hù)和管理8.2.2無(wú)功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用（1）靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）：適用于中低壓配電網(wǎng)、變電站、工業(yè)負(fù)載等場(chǎng)合，具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和補(bǔ)償效果。（2）靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）：適用于高壓輸電線路、電網(wǎng)互聯(lián)點(diǎn)等場(chǎng)合，具有連續(xù)調(diào)節(jié)范圍寬、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。（3）電容器補(bǔ)償：適用于固定負(fù)載或負(fù)載變化不大的場(chǎng)合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。（4）電感器補(bǔ)償：適用于負(fù)載變化較大的場(chǎng)合，可抑制電壓波動(dòng)。（5）磁控電抗器補(bǔ)償：適用于負(fù)載變化較大的場(chǎng)合，具有響應(yīng)速度快、損耗小等特點(diǎn)。（6）混合型無(wú)功補(bǔ)償：結(jié)合多種補(bǔ)償方式，適用于復(fù)雜負(fù)載及運(yùn)行條件。8.3電壓控制策略8.3.1電壓控制原理電壓控制是通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)中的無(wú)功功率分布，使電壓保持在規(guī)定范圍內(nèi)，以保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。8.3.2電壓控制策略（1）分區(qū)控制：根據(jù)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，將系統(tǒng)劃分為若干控制區(qū)域，分別對(duì)每個(gè)區(qū)域進(jìn)行電壓控制。（2）分層控制：將電力系統(tǒng)分為高壓、中壓和低壓三個(gè)層次，實(shí)現(xiàn)不同層次之間的協(xié)調(diào)控制。（3）無(wú)功補(bǔ)償與電壓控制相結(jié)合：通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償裝置的投切，實(shí)現(xiàn)電壓的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。（4）智能控制：利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)及控制理論，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)電壓的智能控制。通過(guò)以上電壓控制策略，可以有效提高電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。第9章電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與評(píng)估9.1電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)9.1.1監(jiān)測(cè)技術(shù)概述電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)主要包括在線監(jiān)測(cè)和離線監(jiān)測(cè)兩種方式。在線監(jiān)測(cè)是指對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的電能質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；離線監(jiān)測(cè)是指定期對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行檢測(cè)，獲取電能質(zhì)量數(shù)據(jù)。本節(jié)將重點(diǎn)介紹這兩種監(jiān)測(cè)技術(shù)及其在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)。9.1.2在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)主要包括以下幾種：（1）模擬式監(jiān)測(cè)：采用模擬電路對(duì)電能質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)；（2）數(shù)字式監(jiān)測(cè)：采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，對(duì)電能質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行高精度監(jiān)測(cè)，具有高可靠性、易于實(shí)現(xiàn)智能化等優(yōu)點(diǎn)；（3）智能監(jiān)測(cè)：利用人工智能技術(shù)，對(duì)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理，實(shí)現(xiàn)故障診斷和預(yù)測(cè)。9.1.3離線監(jiān)測(cè)技術(shù)離線監(jiān)測(cè)技術(shù)主要包括以下幾種：（1）便攜式監(jiān)測(cè)：便于攜帶和操作，適用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)；（2）固定式監(jiān)測(cè)：安裝在電網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，定期進(jìn)行檢測(cè)；（3）遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)：通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)。9.2電能質(zhì)量數(shù)據(jù)采集