时间：2022-06-02 21:24:43
关键词：电能质量分析方法控制技术
0引言
随着国民经济的发展，科学技术的进步和生产过程的高度自动化，电网中各种非线性负荷及用户不断增长；各种复杂的、精密的，对电能质量敏感的用电设备越来越多。上述两方面的矛盾越来越突出，用户对电能质量的要求也更高，在这样的环境下，探讨电能质量领域的相关理论及其控制技术，分析我国电能质量管理和控制的发展趋势，具有很强的观实意义。
1衡量电能质量的主要指标
由于所处立场不同，关注或表征电能质量的角度不同，人们对电能质量的定义还未能达成完全的共识，但是对其主要技术指标都有较为一致的认识。
(1)电压偏差（voltagedeviation）：是电压下跌(电压跌落)和电压上升(电压隆起）的总称。
(2)频率偏差（friquencydeviation）：对频率质量的要求全网相同，不因用户而异，各国对于该项偏差标准都有相关规定。
(3)电压三相不平衡（unbalance）：表现为电压的最大偏移与三相电压的平均值超过规定的标准。
(4)谐波和间谐波（harmonics&inter-hamonics）：含有基波整数倍频率的正弦电压或电流称为谐波。含有基波非整数倍频率的正弦电压或电流称为间谐波，小于基波频率的分数次谐波也属于间谐波。
(5)电压波动和闪变（fluctuation&flicker）：电压波动是指在包络线内的电压的有规则变动，或是幅值通常不超出0.9～1.1倍电压范围的一系列电压随机变化。闪变则是指电压波动对照明灯的视觉影响。
2电能质量问题的产生
2.1电能质量问题的定义和分类
电能质量问题是众多单一类型电力系统干扰问题的总称，其实质是电压质量问题。电能质量问题按产生和持续时间可分为稳态电能质量问题和动态电能质量问题。
2.2电能质量问题产生原因分析
随着电力系统规模的不断扩大，电力系统电能质量问题的产生主要有以下几个原因。
2.2.1电力系统元件存在的非线性问题
电力系统元件的非线性问题主要包括：发电机产生的谐波；变压器产生的谐波；直流输电产生的谐波；输电线路（特别是超高压输电线路）对谐波的放大作用。此外，还有变电站并联电容器补偿装置等因素对谐波的影响。其中，直流输电是目前电力系统最大的谐波源。
2.2.2非线性负荷
在工业和生活用电负载中，非线性负载占很大比例，这是电力系统谐波问题的主要来源。电弧炉（包括交流电弧炉和直流电弧炉）是主要的非线性负载，它的谐波主要是由起弧的时延和电弧的严重非线性引起的。居民生活负荷中，荧光灯的伏安特性是严重非线性的，也会引起严重的谐波电流，其中3次谐波的含量最高。大功率整流或变频装置也会产生严重的谐波电流，对电网造成严重污染，同时也使功率因数降低。
2.2.3电力系统故障
电力系统运行的内外故障也会造成电能质量问题，如各种短路故障、自然现象灾害、人为误操作、电网故障时发电机及励磁系统的工作状态的改变、故障保护装置中的电力电子设备的启动等都将造成各种电能质量问题。
3电能质量分析方法
3.1时域仿真法
时域仿真方法在电能质量分析中的应用最为广泛，其最主要的用途是利用各种时域仿真程序对电能质量问题中的各种暂态现象进行研究。目前较通用的时域仿真程序有EMTP、EMTDC、NETOMAC等系统暂态仿真程序和SPICE、PSPICE、SABER等电力电子仿真程序。
采用时域仿真计算的缺点是仿真步长的选取决定了可模仿的最大频率范围，因此必须事先知道暂态过程的频率覆盖范围。此外，在模仿开关的开合过程时，还会引起数值振荡。
3.2频域分析法
频域分析方法主要包括频率扫描、谐波潮流计算和混合谐波潮流计算等，该方法多用于电能质量中谐波问题的分析。
频率扫描和谐波潮流计算在反映非线性负载动态特性方面有一定局限性，因此混合谐波潮流计算法在近些年中发展起来。其优点是可详细考虑非线性负载控制系统的作用，因此可精确描述其动态特性。缺点是计算量大，求解过程复杂。
3.3基于变换的方法
在电能质量分析领域中广泛应用的基于变换的方法主要有Fourier变换、神经网络、二次变换、小波变换和Prony分析等5种方法。
3.3.1Fourier变换
Fourier变换是电能质量分析领域中的基本方法，在实时系统中，通常采用短时Fourier变换方法(STFT)和快速Fourier变换方法(FFT)。
Fourier变换的优点是算法快速简单。但其缺点也很多：（1）虽然能够将信号的时域特征和频域特征联系起来观察，但不能将二者有机地结合起来。（2）只能适应于确定性的平稳信号(如谐波)，对时变非平稳信号难以充分描述。（3）STFT的离散形式没有正交展开，难以实现高效算法；只适合于分析特征尺度大致相同的过程，不适合分析多尺度过程和突变过程。（4）FFT变换的时间信息利用不充分，任何信号冲突都会导致整个频带的频谱散布；在不满足前提条件时，会产生“旁瓣”和“频谱泄露”现象。
3.3.2神经网络法
神经网络理论是巨量信息并行处理和大规模平行计算的基础，它既是高度非线性动力学系统，又是自适应组织系统，可用来描述认知、决策及控制的智能行为。
神经网络法的优点是：（1）可处理多输入－多输出系统，具有自学习、自适应等特点。（2）不必建立精确数学模型，只考虑输入输出关系即可。缺点是：（1)存在局部极小问题，会出现局部收敛，影响系统的控制精度；（2)理想的训练样本提取困难，影响网络的训练速度和训练质量；（3)网络结构不易优化。
3.3.3二次变换法
二次变换是一种基于能量角度来考虑的新的时域变换方法。该方法的基本原理是用时间和频率的双线性函数来表示信号的能量函数。
二次变换的优点是：可以准确地检测到信号发生尖锐变化的时刻；精确测量基波和谐波分量的幅值。缺点是：无法准确地估计原始信号的谐波分量幅值；不具有时域分析功能。
3.3.4小波分析法
小波变换是新的多尺度分析数字技术，它通过对时间序列过程从低分辨率到高分辨率的分析，显示过程变化的整体特征和局部变化行为。常用的小波基函数有：Daubechies小波、B小波、Morlet小波Meyer小波等。
小波变换的优点是：（1）具有时－频局部化的特点，特别适合突变信号和不平稳信号分析。（2）可以对信号进行去噪、识别和数据压缩、还原等。缺点是：（1）在实时系统中运算量较大，需要如DSP等高价格的高速芯片。（2）小波分析有“边缘效应”，边界数据处理会占用较多时间，并带来一定误差。
3.3.5Prony分析法
Prony分析衰减的思想类似于小波。在该方法中，信号总是被认为可以由一系列的衰减的正弦波构成，这些衰减正弦波类似于小波函数。所以Prony分析方法和小波一样，可以做多尺度的信号分析。Prony分析的主要缺点是计算时间过长。
4电能质量的控制策略与技术
4.1几种电能质量控制策略
（1）PID控制：这是应用最为广泛的调节器控制规律，其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便，易于在工程中实现。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，应用PID控制技术最为方便。其缺点是：响应有超调，对系统参数摄动和抗负载扰动能力较差。
（2）空间矢量控制：空间矢量控制也是一种较为常规的控制方法。其原理是：将基于三相静止坐标系(abc)的交流量经过派克变换得到基于旋转坐标系(dq)的直流量从而实现解耦控制。常规的矢量控制方法一般采用DSP进行处理，具有良好的稳态性能与暂态性能。也可采用简化算法以缩短实时运算时间。
（3）模糊逻辑控制：知道被控对象精确的数学模型是使用经典控制理论的"频域法"和现代控制理论的“时域法”设计控制器的前提条件。模糊控制作为一种新的智能控制方法，无需对系统建立精确的数学模型。它通过模拟人的思维和语言中对模糊信息的表达和处理方式，对系统特征进行模糊描述，来降低获取系统动态和静态特征量付出的代价。
（4）非线性鲁棒控制：超导储能装置(SMES)实际运行时会受到各种不确定性的影响，因此可通过对SMES的确定性模型引入干扰，得到非线性二阶鲁棒模型。对此非线性模型，既可应用反馈线性化方法使之全局线性化，再利用所有线性系统的控制规律进行控制，也可直接采用鲁棒控制理论设计控制器。
4.2FACTS技术
FACTS，即基于电力电子控制技术的灵活交流输电，是上世纪80年代末期由美国电力研究院（EPRI）提出的。它通过控制电力系统的基本参数来灵活控制系统潮流，使输送容量更接近线路的热稳极限。采用FACTS技术的核心目的是加强交流输电系统的可控性和增大其电力传输能力。
目前有代表性的FACTS装置主要有：可控串联补偿电容器、静止无功补偿器、晶闸管控制的串联投切电容器、统一潮流控制器等。
4.3用户电力（CustomPower）技术
用户电力技术就是将电力电子技术、微处理机技术、自动控制技术等运用于中低压配电系统和用电系统中，其目的是加强配电系统的供电可靠性，并减小谐波畸变，改善电能质量。该技术的核心器件IGBT比GTO具有更快的开关频率，并且关断容量已达MVA级，因此DFACTS装置具有更快的响应特性。
用户电力技术概念的提出，有助于供电部门提供高可靠性和高质量的电力，也有助于满足各种新工艺用户对电力供应的更高要求。目前主要的DFACTS装置有：有源滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)、配电系统用静止无功补偿器(D－STATCOM)、固态切换开关(SSTS)等。
5电能质量控制的发展方向
5.1研究电能质量分析控制领域的基础性工作
一方面要深入探索电能质量领域的基础性研究工作，包括电能质量的定义、评价标准与体系，电能质量问题的表现形式、影响因素、防治方法等。同时，积极研究电能质量控制的新方法、新技术和新策略，将更为先进、科学的控制理念和控制思想借鉴到电能质量管理领域。
5.2推广使用数字化电能质量控制技术
以DSP为基础的实时数字信号处理技术在控制领域得到广泛应用，其优点为：①可提高系统稳定性、可靠性和灵活性；②由程序控制，改变控制方法或算法时不必改变控制电路；③可重复性好，易调试和批量生产；④易实现并联运行和智能化控制。随着DSP性能的不断改善和价格的下降，电能质量控制装置将用DSP来实现实时信号处理从而取代模拟量控制。
5.3对电能质量检测技术的新要求
传统的检测仪器一般局限于持续性和稳定性指标的检测，而且仅测有效值已不能精确描述实际的电能质量问题，因此需要发展新的监测技术。具体要求包括：①能捕捉快速(ms级甚至ns级)瞬时干扰的波形；②需要测量各次谐波以及间谐波的幅值、相位；③需要有足够高的采样速率，以便能和得相当高次谐波的信息。④建立有效的分析和自动辩识系统，反映各种电能质量指标的特征及其随时间的变化规律。
5.4大力发展应用新技术
电力电子技术的应用可以大大提高电网的电能质量，FACTS、CusPow等新技术更是为解决电能质量问题开拓了广阔的前景，同时一些非电力电子技术的发展也很迅猛，将这些技术融合发展，并合理使用、大力推广，必然会逐步满足电力负荷对电能质量日益提高的要求。
参考文献
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摘 要：文章对并网光伏电站电能质量的影响因素进行分析，在稳定光照条件下，不同负载率时，对某光伏并网电站并网后电能质量进
>> 分布式光伏发电并网电能质量分析 光伏电站并网管理分析 光伏发电站电能质量状况分析 大型并网光伏电站对电网的影响分析 大型并网光伏发电站选址分析 中节能尚德石嘴山10MW光伏电站电能质量情况分析 光伏电站接入电网对电能质量的影响 某20MWp地面并网光伏发电站设计及经验总结 具有电能质量调节功能的光伏并网系统研究进展 光伏发电并网的电能计量问题研究 石嘴山地区光伏电站并网发电安全分析及对策 太阳能光伏发电与船舶电站并网系统的孤岛效应分析 光伏电站并网的继电保护和安自装置配置分析 关于如何解决光伏电站并网环节问题的分析 关于大型并网光伏电站的电气设计分析 浅谈大型并网光伏电站系统设计 大型并网光伏电站关键技术综述 影响并网光伏电站发电量的因素 浅谈地面并网光伏电站电气设计要点 光伏电站并网技术问题探析 常见问题解答 当前所在位置：，2016-02-05.
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关键词：电能质量；提升；同安分局
中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）20-0140-02
近年来，同安分局通过不断加大电网建设改造投资力度，开展低电压攻坚战，居民端电压合格率稳步提升，低电压投诉大幅下降。但近几年制茶经济迅猛发展，制茶电气化水平快速提高，莲花山区低压用户在用电高峰时段电压偏低，特别是10 kV祥溪线、军营线的电压质量问题最为突出，已不能满足正常用电需要。分局拟通过采取提升供电能力、提升调压能力、无功补偿等措施提高辖区内电压质量；目前分局已完成了对10 kV军营线双向调压装置及10 kV祥溪线单向调压装置的安装，文章做重点分析。
1 10 kV军营线、祥溪线的基本情况
①10 kV军营线引自35 kV小坪一级升压站，小坪一级升压站主变为无载调压变压器，10 kV军营线上的负荷主要为小坪村及尾林村的台区用电，其电压质量不合格体现在两个方面：一方面，在每年的炒茶旺季（5、6、10、11月）即负荷高峰期，由于35 kV小坪一级升压站主变为无载调压变压器，无法随时对35 kV小坪一级站10 kV母线电压进行调整，使得台区的电压严重偏低：另一方面，在丰水期（7、8、9月）的台区用电负荷较低，而并接于35 kV小坪一级升压站10 kV母线的小坪一级水电站（装机容量600 kVA）及并接于军营线32/412杆的石船溪电站（装机容量160 kVA）要向主网输送电能，必然会将出口电压调高，从而导致10 kV军营线电压过高。
②10 kV祥溪线引自35 kV莲花变，祥溪线主线386根杆，连支路计算全长七十几公里，在负荷高峰期10 kV线路电压降大，导致线路后端的白交祠村、西坑村、286杆支路的淡溪村所有台区均出现低电压，给居民的日常用电、采茶期间的用电造成了麻烦。
2 解决方案的确定
①军营线的解决方案。因10 kV军营线存在的主要问题是10 kV电压不稳，营销部专责提出在我省闽北地区已经存在可以自动调节10 kV电压的调压器，于是2011年8月，在营销部的指导下，分局于2011年8月组织参观邵武供电局的双向调压器运行情况，运行效果良好，根据线路的实际情况和计算结果，分局决定在军营线主干线#32杆附近（后来经现场勘查，因军营线#10-#32杆之间未T接负荷，#10杆现场具备安装条件，因此，决定安装在#10杆）安装BSVR双向馈线电压自动调节装置，通过馈线电压自动方式进行双向调压，当后端小水电出力不足造成电压低时调压器通过调档抬高后端电压，当后端小水电满发而负载低时调压器反向调档降低后端电压，保证电能质量。
②祥溪线的解决方案。通过计算并结合我们线路的实际情况，因祥溪线最末端的线路端电压最低，再者，祥溪线#283杆后未有小水电站并网，因此，只需安装单向调压器即可，经济投入较低，又能解决决祥溪线最末端线路端电压低的问题，根据实际条件，安装点暂定在主干线#283杆附近，型号为SVR-2 000/10-7（-5%～+15%）。
3 自动调压器的原理及项目的组织实施
3.1 BSVR双向馈线自动调压器原理
BSVR是一种自动跟踪输入电压变化而保证其输出电压稳定的三相双方向调压装置，它可以广泛运用于6 kV、10 kV以及35 kV供电系统中，在±15%的范围内对输入电压进行自动调节。BSVR双向步进式电压调整器，由内部控制器，潮流识别器件及档位采样回路，分接开关控制回路等构成。潮流方向识别器件将电流信号和电压信号采入后进行比较判断，若为正方向，则档位采样回路采样档位信号为正向，同时分接开关控制回路控制电机的方向也为正向。当潮流方向为反向时，档位信号采集和分接开关电机的控制按反方向运行。
3.2 设计思路
根据线路实际情况和电网规划，在不需要改变原有配电线路网架结构的前提下，根据线路的电压、电流、功率因数、导线型号、导线长度、负荷类型等数据进行理论分析，选择合适的安装地点和设备型号：将BSVR、SVR双向馈线电压自动调节装置串联在线路上，用于解决线路的电压过高或过低问题，确保装置输出端电压合格。
3.3 主要技术参数的确定
①10 kV军营线的技术参数确定。针对10 kV军营线，通过大量的线路调查，并对以往的数据进行分析计算，得到以下数据：枯水期时主线路末端的电压为8.37 kV，支线末端的电压都比较低；丰水期时，电能由小水电流向主网，电压最高时达到11 kV以上。根据上述分析结果，最终确定在主干线10#杆前端安装容量为2 000 kVA、调压范围为±15%的双向自动调压器，装置通过自动检测线路电压和潮流流向，在±15%的范围内对输入电压进行自动调节。
②10 kV祥溪线#283杆后线路的技术参数确定。针对10 kV祥溪线#283杆后线路，通过大量的线路调查，并对以往的数据进行分析计算，得到以下数据：枯水期时主线路末端的电压为8.39 kV，末端的电压都比较低；丰水期时，电能由小水电流向主网，电压最高时达到11 kV以上。根据上述分析结果并结合经济效应，我们决定在线路上先安装一台调压器，来解决线路端电压低的问题，根据实际条件，安装点分别定在主干线#286为SVR-2000/10-7（-5%～+15%），此方案能解决安装点后端电压低的问题。
4 注意事项及需改进的部分
4.1 运行操作注意事项
调压器在进行合环操作时，一定要满足两个条件：调压器档位应设置于中间档（V档），已免合环时因调压器一、二次电压不同而造成短路事故；必须将调压器自动与手动调档切换开关切换至“手动”位置，以免合环过程中调压器因自动调档而造成短路事故。
4.2 需改进部分
①控制箱位置设置不当，应调整至便于操作人员操作的位置。双向调压器的控制箱位于调压器箱体上，要操作时必须登上调压器台架上，而调压器的自动与手动调档切换开关必须在控制箱内进行操作，若要进行调压器投运操作，操作人员必须先登上调压器台架把自动与手动调档切换开关切换至“手动”位置，待调压器投运后，操作人员又要再登上调压器台架把自动与手动调档切换开关切换至“自动”位置。因此，应将控制箱调整至便于操作人员操作的位置，如台架下方。
②调压器只能记录累计动作次数。调压器只能记录累计动作次数，而无法记录历史动作时间，不利于配合我们分析调压器调档动作前后10 kV军营线各公变首端电压的变化情况。
③无通讯设备，不具备通讯功能。无通讯设备，无法及时掌握调压器的运行状况。
5 结 语
由此可见，10 kV军营线BSVR双向馈线自动调压器、祥溪线SVR单向馈线自动调压器通过判别电压大小进行自动调档，从而使得10 kV军营线、祥溪线的电压保持在合格范围内，解决了长期困扰小坪村、尾林村电压不稳问题，大大满足了当地茶农制茶期间的用电需求。
参考文献：
关键词：电能；质量分析仪；电梯；能耗；检验
一、引言
电能质量分析仪 ，是对电网运行质量进行检测及分析的专用便携式产品。可以提供电力运行中的谐波分析及功率品质分析，能够对电网运行进行长时间的数据采集监测。同时配备电能质量数据分析软件，对上传至计算机的测量数据进行各种分析。电梯质量，一般意义上而言，是指优质供电、包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。
在高层建筑林立的当代生活中，电梯已经成为人们不可缺少的“伙伴”，除对电梯功能的需求外，人们追求更多的是电梯的安全性与舒适感[1]，却很少有人去关心电梯的能耗问题，这使得电梯成为高层建筑中仅次于空调的第二大能耗设备。据相关数据统计，到2013年年末，全国电梯总耗电量达到680亿千瓦时以上，约占建筑内总耗电的8%～15%，其耗电量是相当巨大的，相当于大亚湾核电站年发电量的 5.4 倍，三峡电站年发电量的 50%。当今世界正在发生广泛而深刻的变化，全球范围内绿色经济、低碳技术等正在兴起，抢占未来发展制高点的竞争日趋激烈，国外对机电产品的能效要求越来越高，严重威胁着我国电梯产业的海外市场[2]。
二、电梯能耗检验中的意义
《中华人民共和国节约能源法》中规定，“对高耗能的特种设备，按照国务院的规定实行节能审查和监管”。 《中华人民共和国特种设备安全法》第七条规定：特种设备生产、经营使用单位应当遵守本法和其他有关法律、法规，建立、健全特种设备安全和节能责任制度，加强特种设备安全和节能管理，确保特种设备生产、经营、使用安全，符合节能要求[3]。电梯作为第二大特种设备，也必须按照《中华人民共和国特种设备安全法》的要求进行生产、经营和使用。因此，为了确保真正实现电梯的节能降耗目的，必须要对电梯的能耗进行有效的检测。
如今，绿色建筑作为可持续发展的热门话题，是房地产开发商和国际客户追捧的名词。而能效是判断一栋建筑是否符合绿色建筑的评判标准之一。
电梯能耗的检测是引导节能电梯以及电梯节能设备产业发展与国际市场接轨的有效手段。但是，因为电梯能效的定义是一个复杂的问题，所以没有相关的标准来对电梯的能耗进行评价。由于电梯是根据不同建筑量身定做的集机电为一体的精密设备，并且存在不确定的运行状况和使用条件。电梯的能耗不仅与电梯本身所采用的驱动方式、额定载重量、额定速度、制动方式、调速方式策略等许多因素相关，而且还与电梯所在建筑的楼层数量以及使用电梯的客流分布密切相关[4]。当前所用的电梯能耗检测方法，因为其操作繁琐、成本高、不具有通用性，或者方法过于简单而导致检测误差过大。
如果不能对电梯的能耗进行有效的检测，就不能对电梯的能效有一个合理、公平的评价。所以合理、公平、便于操作的电梯能效的检测方法，研制、设计电梯能效监测系统来实现电梯能效的远程自动测试是非常必要的。通过检验检测到的数据来分析在用电梯的能效状况与能效变化规律，为电梯的节能改造奠定坚实的基础。同时可以为电梯使用单位选购低能耗的电梯进行指导，为政府进行电梯能效的审查和监管提供技术支撑，对于促进节能电梯的研制和开发具有重要的指导意义。
三、电能质量分析仪在电梯检验中的应用
电梯作为现代建筑中能耗仅次于空调的电气设备，其能源的有效利用问题引起了各界高度的关注，尤其是在能源日益紧张的今天，节能更是显得十分重要。为保障政府对电梯行业实行节能审查和监管，推广电梯节能技术，需构建一种客观公平、为业界人士所认可的电梯能源利用效率检测及评价方法，该方法能够客观真实地反映各种型号、规格的电梯在能源利用效率方面的性能。
电能质量分析仪主要由现场测试部分和数据处理软件两部分组成，其工作模式主要有谐波、波形、报警、趋势图、功率和电能、截屏、波形捕捉7 种工作模式，含有 4 个电流接口、5 个电压接口，因此可以测量单相、两相、三相三线、三相四线、三相五线的启动电流、各相电流和电压、功率、累计功能、谐波影响等，还可以测量电梯处于发电状态时回馈给电网的电能质量，如电压波动情况、不平衡度、谐波等，这非常有利于测量电梯所回馈的能量质量与数量。
电梯能耗测试的目的主要是针对电梯间歇性工作特点，按照一定的运行楼层顺序、额定载重量，依据电梯“每吨千米的耗电量（η）”这一评价参数来对电梯进行能耗评价。利用电能质量分析仪对电梯能耗进行检验，主要包括电梯运行时的能量损耗测试和待机时的能量损耗测试，由于每部电梯的附件配置不同，例如风扇、照明等附件，其所损耗的电量也会有所不同，所以在利用电梯质量分析仪进行运行时能量损耗测量时，将不考虑照明和风扇等附件；进行待机能量损耗测试时，应考虑照明和风扇等附件的损耗。利用电能质量分析仪对电梯运行时的能耗测试的方法如图1所示：
图1 电梯运行时的能耗测量
电梯待机时所损耗的能量测试方法如图2所示：
图2 电梯待机时能耗测量
电梯在满载上行和空载下行时时，对于电网而言是一耗能设备但；是电梯在满载下行和空载上行时处于发电状态，而大部分电梯制造企业针对这一部分回馈电能主要是通过能耗电阻以热量形式消耗掉，随着科学技术的发展，电梯能量回馈装置应运而生，在电梯处于发电状态时将这一部分电能回馈电网以达到节能的目的[5]。
四、总结
本文详细分析了电能质量分析仪的工作原理，以及在电梯能耗检测中的具体应用，并能很好的测量出电网电压、频率、所受的电磁干扰等参数，从而更好地为电梯的节能提供一些参考资料，为节能减排做出贡献。
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【关键词】电能质量；谐波；闪变
1、引言
2012年2月15日23：04 分，35kV上鉴陂水利工程管理处桥头电站发电机励磁烧坏。该水电站是以35kV线路接入多祝变电站，水电站方面怀疑有其他用户谐波注入导致发电机烧坏，于是，本着对用户负责的态度，对110kV多祝变电站35kV多华线315（炼钢厂）供电线路的电能质量问题进行检测和分析，以求查清并解决用户的电能质量问题。
2、炼钢厂主要设备工作特性
35kV多华线315（炼钢厂）主要生产设备是电弧炉，它是利用交流电弧产生热量来熔炼金属的一种电炉，属于间歇式冲击功率负荷其运行周期主要包括熔化期、氧化期和还原期三个阶段，其主要的电气特性有：①、消耗功率强烈快速，并随机变化；②、熔化期电能质量下降程度最大，时变性最强；③、氧化和还原期电压波动和谐波显著降低； ④电能质量随着熔化期运行条件不断变化。
3、35kV多华线315（炼钢厂）电能质量的分析
通过现场电能质量监测装置，导出35kV多华线315电能质量监测数据，分析如下：
（2）生产时间的确定
从电能质量监测分析系统中导出的功率变化曲线如下图：
结合我局调通中心提供的2月15日的日负荷情况，可以知道23:00至24:00这段时间内，35kV多华线315在进行生产。
（3）监测数据分析
2月15日23:00至24:00这段时间，35kV多华线315专线用户的电能质量数据报表如下：
由上报表可知：在23:00至24:00这段时间内，35kV多华线315谐波电压总畸变三相95%概率值都在3.12%以上，共超国标值9次，电压闪变三相95%的概率值都在3.178%以上，超国标值次数为6次，总的来说，35kV多华线315在生产过程中存在谐波和闪变等电能质量指标超标情况。
4、结论
通过以上的分析可知：2012年2月15日23：00至24：00这段时间， 35kV多华线315（炼钢厂）在进行生产，其产生的谐波及闪变等电能质量指标超标，有可能是导致35kV上鉴陂水利工程管理处桥头电站发电机励磁烧坏的原因，所以，下一步需要对35kV多华线315（炼钢厂）进行谐波治理，确保其电能质量相关指标在可控范围。
5、结束语
本文根据工作实际，就35kV上鉴陂水利工程管理处桥头电站发电机励磁烧坏的问题，先简单介绍了炼钢厂主设备的生产特性，然后对35kV多华线315（炼钢厂）电能质量数据进行分析，知道其在生产过程中存在谐波和闪变等电能质量指标超标情况，起到一定的抛砖引玉作用。
参考文献
[1]肖湘宁.《电能质量分析与控制》.中国电力出版社,2010
[2]《现代电能质量测量技术》.Dr.He Xuenong 2010 美国福禄克公司出版
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[4]《电能质量 电压波动和闪变》.中华人民共和国国家标准（GB／T 12326 —2008） 2009—05
关键词：电能质量，WiFi，谐波
1 引言早期的电能质量问题主要局限在频率偏移和电压偏移两个方面，但随着电子电力技术的迅速发展，公共电网中使用了大量的非线性负荷，由此产生的干扰也日趋严重，不仅严重影响了对电力质量要求严格的控制设备，还需要去处设法解决诸如电压中断、电压跌落和开关暂态等多方面的问题。为了控制和治理电能质量问题，应该对各种电能质量扰动进行准确辨识和分类，测量电网的电能质量水平，分析和判断产生各种电能质量问题的原因，为电能质量的改善提供依据。因此如何快速准确地监控、分析和改善电力系统的电能质量，并而在此基础上方便进行网络管理成为当前迫切需要解决的重点。电能质量监测作为其中的一个关键环节, 在电力系统安全管理和技术监督过程中起着重要作用。深入而系统地对电能质量做出精确的检测和利用网络技术对其分析的结合及应用是一项值得研究的问题。
要改善电网的电能质量，首先要精确的检测和分析电能质量，电能质量分析仪就是用来实现这一任务的专门仪表。它能对电网的电流与电压信号进行高速采样，通过高速CPU对采集来的数据进行计算，对电网上的电压，电流，功率。论文格式。有功功率，无功功率，谐波，闪变，浪涌等各种参数进行实时测量并显示。随着电子信息技术的高速发展，现代高端仪表都向着数字化，便携化，智能化，网络化的方向发展。
传统的电能质量分析仪主要是通过RS232或者USB接口连接PC，或者通过modem由电话线连接到Internet网络上，实现远程控制与监控。近期市场推出的少量产品，有带有线局域网接口的电能质量在线监测产品，但尚未找到通过目前流行的无线局域网(802.11b/g)进行联网的相关产品。
本文介绍一种带有无线局域网接口的手持式电能质量分析仪。用户可以通过笔记本电脑，PDA, 智能手机等带无线局域网接口的终端，对电能质量分析仪进行访问与控制，也可以通过无线路由器，通过广域网对本仪器进行监测与控制。
2 DSP设计算法（1）有效值算法。论文格式。
电流,电压及有功功率离散有效值算法为：
（1）
（2）
（3）
其中为采样值，M为整数周期内的采样点数
（2）谐波算法
电流与电压谐波采取快速傅里叶算法[1]，计算参数为：ADC采样速率为12.8kbps, 并能跟踪电压频率，做到一周波采集256点，数据宽度16bit, 窗口宽度为1024，窗口形状为矩形。
j=0,1,…,N-1 （4）
最高计算谐波次数为50次。
（3）电压闪变算法
闪变是对调幅波的检测，有常用的几种检波方法为:平方检波、整流检波和有效值检波。平方检波是使电网电压U(t)经过平方后，再通过滤波器去掉直流分量和2倍工频分量处理后。然后提取出调幅波U(t)。平方检波相比其它两种检波方法，它的直流分量和2倍工频分量与调幅波之比均小于1,因而推荐使用平方检波方法。具体的检测框图如图1所示：
图1. IEC推荐的闪变检测流流程框图
（4）示波显示
在示波模式下，屏幕显示采样来的电压与电流波形，在画屏幕时，由于LCD屏幕只能显示有限的点数。所有的采样点不能同时显示出来，在显示时采用数据抽取的方法来实现平滑显示,同时，对于波形中的异常部分，又能够着重显示出来。论文格式。
3 辅助与控制电路手持式单相电能质量分析仪，硬件系统框图如图1所示。
图2. 电能质量分析仪硬件系统框图
电流信号通过电流传感器输入，转化为电压信号，送到预处理电路; 电压信号通过电压衰减电路，也送到预处理电路，处理成合适的电压，并进行低通滤波；电流跟电压信号再一起送到高精度ADC电路进行模数转换。转换结果送到CPU进行数据信号处理，实时计算出有效值，功率，谐波，闪变等物理量并在LCD上显示出来。所有计算的结果，也可以通过外接的SD存储卡存储下来。用户可以通过键盘，对仪器进行操作控制。RJ45、无线网卡及USB接口是仪器的对外接口。用户可以根据实际情况，很方便地选择相应的连接方式。
4 软件设计智能仪表由于功能繁多，采用高端的数字处理芯片，因此常采用嵌入式操作系统进行软件开发，以提高工作效率，这里使用Linux操作系统平台软件设计。
主要包括以下工作: WiFi模块和应用程序的开发。
（1）WiFi模块
在计算机网络与无线通信技术的基础上出现的无线局域网，它主要依靠射频技术( Radio Frequency) 来实现计算机之间的通信。通过接入点AP(AccessPoint ) ,客户端以无线通信的方式可以与有线网络或无线网络互连。
1999年IEEE批准了802.11无线网络的延伸规范802.11b, 标志着无线网络产品的新标准的诞生。802.11b的工作频率为2.4GHz, 最高传输速度达到了11Mbps, 这极大的推动了无线网络应用,也获得了众多硬件厂商的支持,现在市场上的无线网络产品大都符合802.11b网络标准。
Linux可以对无线局域网进行支持,只需要将驱动程序源码针对终端环境进行交叉编译,生成驱动模块,然后在终端的Linux 中加载模块, 再使用iwconfig 和iwpriv命令进行配置后，就能很好的支持PCMCIA/CF卡以及无线局域网。
（2）应用程序的开发
首先在一台Linux的主机上进行程序编写。编译通过后,下载到终端的机器上,终端上电后,根据配置文件，终端会自动装载并启动Linux操作系统,然后启动WiFi模块连接网络,进行正常操作。
5结论该文提出了基于WIFI无线网络的电能质量分析仪系统设计方法，无线局域网络的使用, 能方便的实现网络化线监测。使用了高速DSP 处理器对采集所得的数据能进行间谐波分析等复杂的分析，本装置功能完善, 精度也较高, 有着很高的性价比，能够满足高精度测量分析的需要。
【参考文献】
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【关键词】智能建筑；机电安装；质量监控
0.引言
在我国社会经济发展的过程中，智能建筑是当前以及未来城市发展的一个主要趋势，同时智能建筑也是世界科技进步过程中的一个必然产物。智能建筑之所以能够成为当前以及未来城市发展的一个主要潮流趋势，其主要的原因就是它的智能化，而智能建筑要实现智能化，必须要依靠大量的机电设备。而机电设备的安装质量以及设计的合理性，对整个智能建筑的质量以及性能都是有很大影响。因此在智能建筑中安装机电设备的过程中，一定要加强质量的监控，以保证整个智能建筑的质量以及性能。
1.加强施工过程的工作协调
在对智能建筑施工的过程中，因为整个智能建筑本身的结构比较复杂，所以在施工的过程中通常会有多个施工队共同组成施工队伍，在整个施工队伍中，强电弱电等各种专业的人员都不相同，并且技术水平也会有很大的差距。因此通常在施工的过程中都是每个施工队负责一块范围，但是在这个过程中却忽视了工作的衔接部分，这就需要各个施工队做好协调工作。
1.1分清施工界面，做好交接工作
在智能建筑的工程设计图纸中，强电、弱电的施工设计分界通常比较模糊，非常容易混淆。因此在施工的过程中，强、弱电施工单位在具体的施工之前，一定要确认图纸中的设计是否合理，同时要确定具体的施工范围，强、弱电施工单位在施工的过程中，要是发现有设计方面的问题，应该要及时的要求更改。在施工的过程中，个施工队应该要分清施工界面，可以消除安全隐患，同时也能够在交接工作是做到及时、全面以及系统的衔接。
1.2交错施工
在智能建筑施工的过程中，在跨专业间的施工以及调试的过程中，需要仔细的安排好。在施工的时候，一定要有足够的细心以及耐心，要提前做好相应的分析工作，做好时间以及内容上的协调，特别是在在调试水电方面时，一定要让各个专业之间的施工相互配合好。对于一些容易出现错误的地方，一定要仔细的排查好，同时对出现的问题要及时的解决。因此在智能建筑的交错施工时，一定要做好协调配合，这样才能够提升施工的质量以及施工的效率。
2.对机电设备安装质量严格监控
2.1对配电装置严格控制
在整个智能建筑中，配电装置是整个电气工程中的核心部分，因此配电装置的设计与安装质量将会对智能建筑中的电气工程质量性能产生巨大的影响，而电气工程的质量好坏同样会直接影响到整个智能建筑的质量。因此对正配电装置的安装过程一定要做到严格的监控。配电装置的安装过程通常包括配电装置的采购、安装、调试以及检验等工作，其中任何一个环节都需要做好监控工作[1]。比如配电装置中的变压器以及高低压开关柜等相关的设备，通常都比较容易出现一些技术性的问题，像开关柜的整定电流不符合设计图纸的要求等。在整个配电系统中，整定电流非常的重要，整定电流过小，会使得开关出现自动跳闸而停电，要是整定电流过大，又会使得系统出现超载而无法及时跳闸，而对生命财产安全造成威胁，因此在配电装置的安装过程中，一定要做好质量监控工作。
2.2严格监控电力电缆的安装质量
在智能建筑中，电缆线是机电设备中重要的硬件组成部分，在整个机电设备中，电能的输送通常都是由电缆作为输送的载体。因此要是电缆在安装的过程中出现了质量问题，就会会容易出现各种事故，会使得整个电力系统无法正常运行，甚至会出现短路而引起火灾，对生命财产安全产生重大的威胁。在智能建筑中，一般都是采用三芯或者五芯等不同规格的电缆线，并且电缆在施工的过程中一般都是一次性铺设[2]。因此在铺设电缆的过程中，就要求施工队伍具备很高的技术水平以及丰富的工作经验，在施工的过程中，一定要将各种规格的电缆按照不同的要求进行加工使用，对于一些关键点，要进行严格的检查。在电缆铺设的过程中，一旦出现混放或者错放等，就会使电缆的新能大大的降低，并且会造成安全隐患，因此电缆的安装质量一定要进行严格的监控。
2.3加强配电箱以及弱电设备的安装质量监控
在智能建筑的电气系统中，配电箱能够为整个系统的动能、照明以及弱电工作起重要的作用，并且配电箱还能够对电能起到控制分配的作用。因此在现代的智能建筑中，一般都需要使用许多不同型号的平配电箱，以现代智能建筑的要求，因此对配电箱进行安装质量监控是非常重要的，在对弱电箱的安装质量监控的过程中，通常需要先检查整改配电箱的外形是否完整，是否有出现损坏以及变形等现象。其次要检查配电箱的内部元件是否完好，有无缺损，在安装的过程中配电箱的型号是否与设计图纸一致，同时检测配电箱的接地包括安装是否符合要求。最后就是检查配电箱的布置位置是否合理，同时检查配电箱的固定工作是否达到要求等。在弱电设备的安装过程中，一定要由专业的技术人员进行安装调试，要将管线以及相关的线槽等做好，对整个弱电设备的功能进行重大监控，在对弱电设备进行监控的过程中，还要检查整个施工过程中是否有测控点减少以及功能缺乏等相关现象发生，要让整个弱电设备安装全面以及稳定，这样才能够保证整个智能建筑质量以及性能。
3.提高质量监控意识
在对整个智能建筑的机电设备进行安装质量监控的过程中，要想做好监控工作，就必须要对整个监控工作认真负责，也就是要具备强烈的责任感，因为整个机电系统中，可能会因为一些很小的细节没有做好，而出现大型的事故。其次就是在监控的过程中，一定要熟悉各种安装规范，要对图纸有一个全面的认识，只要才能够对各项工作监控好，同时也能够及时发现安装过程中出现的问题。同时监控过程中要深入到施工的现场，对每个施工阶段都要安装图纸进行对照审阅，对一些需要修改的地方及时的提出来，并且对修改后的结果进行检查，以保证整个机电设备的安装质量。整个安装的过程。因此在智能建筑机电设备的安装过程中，一定要提供要提高质量监控意识，这样才能够保证整个系统的质量，同时也是保证整智能建筑的质量。
4.结语
智能建筑是现代各种先进科技技术发展的产物，因此智能建筑中包含了许多先进的科学技术，同时对智能建筑的中的机电安装质量进行有效的监控非常重要。并且随着我国科学技术以及建筑行业的发展，智能建筑的技术也会不断的提高，而加强智能建筑机电安装质量监控是保证建筑安全性的重要环节，只有将机电设备都安装好，保证整个机电系统正常稳定的运行，才能够真正的将智能建筑的优势发挥出来。同时因为智能建筑是未来城市建筑发展的主要发展趋势，对机电安装质量进行严格的监控，才能够保证智能建筑的质量安全。通过本文对智能建筑机电安装质量监控的分析，希望能够为智能建筑的发展提供一些帮助。[科]
【参考文献】
关键词：励磁系统；电能质量；影响
中图分类号： TM77 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）03-195-2
1 励磁系统的概述
1.1 励磁系统的定义
励磁系统（excitation system）是同步发电机中的重要元件，它不仅能为同步发电机提供电机磁场电流也能供给同步发电机励磁电源。它既包括调节与控制元件，又包括磁场放电装置、保护装置等。通常来说，功率输出及其相关的控制元件组成了电力工程中所使用的励磁系统。使人们在运行电力系统时能够更好地保护并控制发电设施，使之不受外界因素的干扰，从而避免出现使用故障问题。励磁系统目前在电力工程建设中处于重要的位置，并且已在实际工作中得到广泛应用，可以提高电力系统的动、静态稳定性。
1.2 励磁系统的工作原理
电力半导体材料组成了励磁系统中的励磁结构。这种材料使得励磁系统在实际运行的过程中能够保证其对发电机系统电能的转换质量。同时，转换形式呈现了较高的丰富性，例如，它可以将电路中的直流电转化成交流电，这样就使改变整个电力系统的工作状态可能性变大，进而达到提高工作性能的目的。另外，交流电和直流电的转换是双向的，发电机需要优化工作性能时，就要整体调整电力设备系统的状态，以便使其达到最好的工作状态。还要在减磁处理的同时储存发电机转子磁场的能量，以使其能够保证发电机的正常工作。
1.3 励磁机
同步电机电源系统是励磁机，而该电源系统能够提供磁场电流，也就是说，励磁机即是生活中所用的直流发电机。一般来说，励磁机在运作时，主要采用自励和它励两种励磁方式。自励励磁主要采用磁极中存在的剩磁产生励磁电流，从而更加有效地控制并管理发电机。电厂发电机的励磁控制方式大都采用自励励磁的方式，该方式能够使励磁系统工作性能的优化功能进一步强化，从而保障发电机的稳定性，并提高电能的质量。
1.4 电能质量组成部分
电能质量（Power Quality）是指进行高质量供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量四个部分。
2 励磁系统的作用
2.1 励磁系统的主要作用
①励磁系统能够随着发电机负荷的改变来调控励磁电流，从而使机端电压的稳定性得以保证；②控制无功功率的完成并控制运行的各发电机之间的分配；③在并列运行过程中提高发电机的动、静态稳定性；④能在发电机内部发生故障时，及时采取灭磁的方式对电机实施保护，达到降低故障损失的目的。
2.2 同步发电机励磁系统的作用
目前发电机励磁系统由以下几个方面组成。
①电力系统稳定性包括机电、电压和频率等多个方面。其中，机电稳定又具体包括动态、静态和暂B稳定三种。而励磁控制系统对静态、动态和暂态稳定的调节起到至关重要的作用。同时，该控制系统在改善电力系统稳定性方面是最为简单有效的方式。②性能良好的励磁控制系统能够在短路故障期间以及后来的一段时间内维持电力系统的电压。故障发生时，所需要做的就是加速电压的恢复，而同步发电机励磁系统改善了励磁系统中电动机的运行条件，从而使电力设备正常地运行。
3 励磁机与同步发电机电能质量相关关系
①励磁机输出电压不稳定促使发电机无功摆动，进而影响发动机电能质量；②发电机间无功分配是由系统电压的变化引起的，具体表现为：系统电压微小变化的发生，将引起发电机的无功发生很大的变化，进而使发电机励磁参数也发生相应的化变；③励磁系统中励磁机以及二次回路的短缺将会使发电机的输出电压发生波动，从而降低发电机电能质量。
4 控制励磁系统提高电能质量的方法
①添加磁极垫片。导入良性导磁材料在磁极的极靴下，从而缩小励磁磁场之间的缝隙，达到保证励磁机所输出电压稳定性的目的。②调节励磁回路磁场中的电阻并在两端并联一个大小适合的阻性负载电阻。合适的阻性电阻的种类很多，如可以使用白炽灯泡来当作阻性负载，考虑到白炽灯在发热后会发生非线性的变化，这样就在场阻线与励磁特性之间产生一个很大的交角，从而得到一个明显的且与空载特性曲线相交的点，恰巧就是这个交点使励磁机在较低电压时工作点的稳定性得以保证。③采用发电机自动励磁调节装置。该装置调节方式具有丰富性，如恒无功、恒功率参数等，这些调节方式帮助改善系统的稳定性以及暂态反应能力并且也增加了解决发电机的电能质量问题的可能性。但是，要达到满足用户对于电能质量的要求，应保持发电机的端电压不变的方式，并随着无功电流的变化来调节发电机的励磁电流。励磁电流可以提高发电厂电能生产的质量，因而其在发电机运转的过程中的使用具有重要作用。一般情况下，励磁电流通常会采用改进的励磁机的方式，而非直接流入到发电机组中，这有效地控制管理了励磁回路，进而使整个电力发电机组的工作性能得以保证。因此，在对整个励磁系统进行控制管理时，应对电源调节和动态结构稳定性等控制问题加以注意，从而以此来保证发电机的电能质量。现在随着科学技术的快速发展，先进的技术也在励磁系统中开始应用，来优化处理励磁系统，来保证工作状态的静态平衡。
5 控制励磁系统提高电能质量的途径
5.1 自动调节励磁电流的途径
通常情况下，在改变处理发电机励磁电流时，并不是在转子回路上进行直接处理。其主要原因是，回路环节中所表现出来的相关励磁状况的变化比较大，从而促使这些调节没有办法法得以有效实施。一般采取的措施是调节并改善励磁机运行过程中的励磁电流，进而促使发电机正常运行过程中的相关转子电流的实现。另一个常采取的措施是对回路中出现的电阻进行直接检查，确保回路电阻出现在发电机运作过程中，进而保证励磁机内部的相关励磁电流可以有效地来进行改变，从而将其变为附加励磁，尤其是可控硅导通角等。且在这个环节中，对可控硅导通角的转变是其中最为核心的一个措施。在执行该措施的实际过程中，同时包括电压、功率、电容等多方面的变化，可以看出对转换可控制硅整流器涉及的导通角进行转变将导致发电机的励磁电流也发生转变。
5.2 增加附加励磁控制通道的方法
在励磁控制系统中，增加其他控制信号是处理电压调节精确度和动态稳定性之间矛盾的比较有效措施。另外，控制信号不会对电压调节通道的电压调节功能和维持发电机端电压水平的能力产生阻碍作用，因此也不会改变其控制的重要地位。所以，这种控制方式又被称为附加励磁控制。
6 结语
人们将励磁系统应用到该运行过程中，并对其电能质量进行了有效的控制管理，从而使其不仅有利于发电机组的良好调节，并使其稳定性得以保证，同时还对发电机发电的电能质量的提高起到作用，使人们日常生活以及经济社会生产等相关的诸多要求在系统的应用中得以满足。与此同时，将新的科技应用于发电机发电的运行过程中，不仅实现了优化处理励磁系统的目的，同时也使我国电力行业得以快速发展。
参 考 文 献
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【关键词】光伏发电 电能质量 闪变 谐波 功率因数
一、引言
太阳能光伏发电具有无污染、不消耗燃料、运行可靠性高、关键组件使用寿命高的特点，是一种清洁可再生的环保能源，目前世界各国均在大力发展。
位于宁夏石嘴山市惠农区的中节能尚德石嘴山光伏电站为中节能投资有限公司与江苏尚德太阳能电力公司合资，规划投产50MW的光伏电站。目前，一期已经建成并网发电10MW。
一期系统结构为501、502两条进线，一条10KV母线，一条511出线。现场一共有10组太阳能电池组，每五组电池组接入一条进线，每组电池组的上一级均接入一台逆变器，再通过逆变器接入升压变压器。太阳照射到太阳能电池板上产生300V左右的直流电压，经逆变升压后通过两条进线输送到10KV母线上，再经并网输送到系统，其并网方式为电压源电流控制，即输入侧为电压源，输出为电流源控制，通过控制输出电流以跟踪并网点电压达到并网的目的。
二、现场光伏发电的电能质量问题
（一） 功率输出的变化
现场使用PMC 580高端电能质量监测装置用于在线的监测511出线的电能质量情况。自2009年12月5日光伏电站正式并网发电，通过使用PQSYS 2.0电能质量在线监测软件，监测到其发电规律为从每天上午的8点50分左右开始至下午5点15分左右结束，其一天中的电流趋势曲线如下图：
由于太阳能光伏发电装置的实际输出功率随光照强度的变化而变化，白天光照强度最强时，发电装置输出功率最大，夜晚几乎无光照，输出功率基本为零。因此，除设备故障因素以外，发电装置输出功率随日照、天气、季节、温度等自然因素而变化，输出功率极不稳定，如下图为从12月5日零时至12月10日零时的电流趋势曲线，从图中可以明显的看出这几天的电流趋势均不相同。
（二）闪变问题
输出功率的频繁变动会引起光伏电站母线电压的波动，若电压峰值变动过快则会引起电压闪变，下图为12月5日零时至12月10日零时的电压长时闪变和短时闪变趋势曲线：
（三）电压瞬变问题
光照强度引起逆变器输出的变化导致母线上电压暂态事件增多，下图为典型的电压瞬变波形：
（四）谐波问题
太阳能光伏发电系统通过光伏组件将太阳能转化为直流电能，再通过并网型逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流，并入电网，在将直流电能经逆变转换为交流电能的过程中，会产生大量谐波。
另外，随着太阳能板接受光照强度的不同，逆变器的输出会有轻载、重载的变化，随之谐波会有明显的变化，在轻载情况下，即每天10点之前、14点之后，总谐波畸形变率有明显的增大。
（五）功率因数问题
太阳能光伏发电系统所发电力功率因数较高，为0.99左右，基本上为纯有功输出，如下图所示：
三、结论
从以上数据可以看出中节能尚德光伏电站的主要电能质量问题为谐波污染和电压波动，因此从治理谐波问题的角度出发，现场应尽快配备谐波抑制装置，如SVC、SVG等。另外，从并网后电网对无功要求、提高电压质量、降低线损的方面考虑，配置适当的无功补偿装置也是当务之急。
参考文献：
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【关键词】小波变换 傅里叶变换 电能质量分析
随着我国经济的迅速发展以及电力市场的逐步形成，电能质量问题在许多国家已经引起电力部门和用户的广泛关注。供电质量不高将引起产品质量下降，甚至导致某些重要的生产过程中断，从而造成严重的经济损失。
1 应用傅里叶变换进行电能质量分析
1.1 常规模式中的傅里叶变换方法应用
首先，必须在应用傅里叶变换相关技术之前，对电能质量分析工作的范围进行明确，使全部的傅里叶变化技术能够在相关信号资源较为稳定的情况下进行电能质量分析质量的增强。此外，要结合电能质量分析过程中的信号资源变化稳定性特征，对信号资源当中应用较为频繁的变换技术加以研究，并且按照傅里叶变换的需要，对相关变换活动的周期性要求进行分析，以便信号资源可以按照正弦信号资源的处理要求进行信号资源控制频率的设计，以便傅里叶变换的技术能够按照固定的整数倍运行方式实施质量分析机制的构建。如果当前的傅里叶变换模式已经能够保证相关频率资源以整数倍的形式完成处理，则必须使所有的小波变换技术可以按照正弦波的方式进行叠加处理，保证全部的信号资源能够按照周期性变化的要求实现信号资源采样质量的增强。此外，要结合当前采样技术变化过程中的间隔技术处理要求，对已经完成的采样技术进行转化质量的控制，是全部的信号资源转变模式能够在数字资源的质量控制过程中实现计算机运行模式的完善，使傅里叶变换过程可以在相关分析机制的有效控制下实现采样水平的提高。在已经完成基础性信息数据输入之后，要对计算机当中的数字转化技术加以研究，使傅里叶变换模式可以在有效的资源分析过程中实现分析方法的优化。
1.2 优化后的快速傅立叶算法在电能质量分析中的应用
要结合电能质量分析过程中的相关技术应用策略，对全部的采样技术加以研究，并且保证相关周期性信号资源能够在正弦信号的影响下进行采样技术的应用，保证相关信号资源可以适应傅里叶变换活动的周期性要求。此外，要结合电能质量分析工作推进过程中的谐波资源特点，对全部的谐波分析技术实施研究，以便相关傅里叶变化活动的准则能够有效适应傅里叶算法的转换需要。信号资源的全部分析活动都要与信号分析的算法保持一致，并且增强傅里叶变换过程中的电能质量分析价值，切实保证所有的电能质量研究工作可以在相关优势的研究过程中进行应用算法的完善，并且使傅里叶算法的价值能够得到完整的实现。完成基础性分析工作之后，可以结合分析机制的运行特点进行分析活动的优势研究，切实保障所有的计算策略可以在计算方法的影响下进行傅里叶变化活动的概念控制，使电力系统的全部价值都能在小波变换技术的影响下进行计算方法的完善。要结合傅里叶变换过程中的技术应用等级特点，对相关技术的应用价值进行分析，保证傅里叶变化技术应用过程中的概念变化特点能够得到分析水平的提高。要结合傅里叶变换技术推进过程中的正交函数特点，对所有的电能质量分析工作的策略加以研究，使后续的计算活动推进策略可以适应傅里叶变化过程中的指数控制要求，加强相关谐波处理技术的质量。电力系统的全部操作技术，都需要结合相关算法的处理要求进行控制，而后续的计算活动也必须运用傅里叶变化过程中的质量分析结论进行技术控制。
2 基于小波变换的电能质量分析策略
2.1 根据小波分量实施电能质量控制
首先，要结合小波变换技术应用过程中的小波分解状态，对全部的信号资源研究工作实施处置，使后续的信号资源转换机制可以同相关研究活动的要求相适应，并且使小波变换过程中的小波分量特点进行有效的研究，以便固定尺度下的小波变换技术能够同小波分析技术取得对应。此外，要结合固定时间段内的小波分析方法处理要求，对后续的信息资源局部化特点进行处置，并且有效的保证后续的信息资源控制机制可以在相关频率的控制之下实现频率控制质量的优化，有效的保证后续的信息资源调控机制可以顺应相关信号资源的频率控制要求。要结合信号资源处理过程中的频率变化特征，对频率控制过程中的成分要求实施处置，并且使不同时间范围内的信息资源价值能够实现局部化提高，以便信号资源的频率控制活动可以在相关频率出现价值变化的过程中得到信号频率低频状态下的有效处置。如果在小波变换的过程中产生信息资源的细节问题，则需要对相关信号资源的低频价值加以分析。
2.2 根据信号资源形式实施小波变换分析
要结合小波变换过程中的信号资源整体特点，对所有的时间特点实施研究，以便电能质量的分析工作可以使用小波分析的方式进行分析活动的性质判断，并且使所有存在质变特征的信号资源可以适应信号资源控制工作的变化要求。可以根据小波变换产生过程中的电能质特征，对所有的频率分析因素加以研究，使小波分析技术的应用可以适应相关频率因素的分量变化特点，并且使相关理论的应用能够根据小波变换的具体需要形成足够的电能质研究结论。要使用指标处理的方式进行电力系统的质量分析研究，并且使相关治理变化活动可以顺应电力系统的分析研究需要，保证小波变换分析工作可以使电能的质量得到较高水平的保障。
3 结论
电能质量的分析工作的提升电能应用价值的关键，从小波变化和傅里叶变换的角度进行电能质量分析工作的设计和研究，能够很大程度上提高电能质量分析工作的水平，提升电能的整体应用价值。
参考文献
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关键词:电能质量检测;BP算法;人工神经网络
中图分类号:TM711文献标识码:A
文章编号:1009-2374 (2010)30-0043-03
1电能质量新技术研究
人工神经网络BP算法在农村电力短期负荷多变量预测结构发生了重大变化,探索一种神经网络BP算法在农村电力短期负荷的多变量质量检测相空间融合方案以及新型智能电网中的物联网信息聚合技术,同时针对每一分量质量检测采用互信息法进行最佳延迟时间的选择,最优嵌入维数则采用最小BP算法预测误差法进行电压波形发生畸变成引起电压波动和闪变以及三相不平衡等,对供电电能质量造成严重的干扰或“污染”。
2电能质量检测新技术
2.1当前电能质量检测原理
对电能质量进行监测是获得电能质量信息的直接途径,虽然只局限于持续性和稳定性指标的检测,而传统的基于有效值的检测技术由于时间窗太长,仅测有效值已不能精确描述实际的电能质量问题,因此需发展满足以下要求的新检测技术:(1)能捕捉快速瞬时干扰的波形;(2)需要测量各次谐波以及间谐波的幅值、相位,需要有足够高的采样速率,以便能测得相当高次谐波的信息;(3)建立有效的分析和自动辨识系统,使之能反映各种电能质量指标的特征及其随时间的变化规律。
2.2电能质量新技术应用
基于电能质量在硬件和软件上应用平台主要有数字信息聚合技术处理、物联网信息聚合技术等新技术以及新的如小波变换的BP算法。电能质量检测对于系统实时性和支持复杂算法的特殊要求,提出一种基于双CPU的嵌入式实时系统解决方案。基于连续小波变换的信号奇异性检测原理及其在电能质量暂态信号检测中的应用进行了详细的研究,通过基于标准偏差估计的小波消噪算法,有效排除了噪声干扰,实现了精确的故障时刻定位。基于小波变换的理论,结合电能质量检测数据的特点,将基于小波变换系数的门限方法应用于电能质量检测数据的压缩。基于电能质量检测系统的组成部分和该系统不但能实现电网数据的精确采样分析电网的各项电能质量指标,并以直观的图形显示出来。
3电能质量新技术分析原理
电能质量的分析计算涉及对各种干扰源和电力系统的数学算法,由于干扰源性质各异,干扰的频谱从0Hz到GHz的广宽范围内,建立干扰源和物联网聚合电网元件准确的数学模型有时困难很大,有赖于电网基础资料的可信度。近年来,基于数字技术的各种分析方法已在以下电能质量领域中得到应用:分析谐波在网络中的分布波形畸变及在网络中的传播;分析各种电能质量控制装置在解决相关问题方面的作用;多个控制装置的协调以及与其他控制器的综合控制等问题。目前所采用的方法为:
(1)时域仿真方法该方法在电能质量分析中的应用最为广泛,其主要的用途是利用各种时域仿真程序对电能质量问题中的各种暂态现象进行研究。
(2)频域分析方法该方法主要用于谐波问题的分析计算,包括频率扫描,谐波潮流计算等。即在非线性负载的动态特性,常规的谐波潮流计算法基础上,对非线性负载进行仿真计算,从而得到动态谐波潮流解。
(3)基于变换的方法这里主要指Fourier变换方法、短时Fourier变换方法和小波变换方法。作为经典的信号分析方法Fourier变换具有正交、完备等许多优点,而且有象FFT这样的快速Fourier算法,因此已在电能质量分析领域中得到广泛应用。但在运用FR时,必须满足以下条件:满足采样定理的要求,即采样频率必须是最高信号频率的两倍以上;被分析的波形必须是稳态的、随时间周期变化。
4电能质量研究中的人工智能新技术
(1)专家系统成本较高且在开发过程中耗时过长,但依然出现了很多应用。这些主要体现在对畸变的电压和波形进行分类;对电能质量问题的解决方案在专家系统架构下进行开发;测量和分析电能质量及电力系统电磁兼容性和识别电能质量可扩展的系统。
(2)根据历史数据和一些影响负荷变化的因素变量来推断将来时刻的负荷值。具有原理和结构简单、研究速度快、外推特性好的等特点。也存在历史数据要求高、无法详细地考虑各种影响负荷的因素,模型初始化难度较大,需要丰富的经验和较高的技巧的缺陷。
(3)滑法指数平滑法是一种曲线拟合法,在短期负荷研究中,一般用过去数周的同类型日的相同时刻的负荷组成一组时间上有序的观测值,然后对该数组进行加权平均就得到所需的负荷值。
(4)序列法就是根据负荷的历史资料设法建立时间序列的数学模型,并在该模型的基础上建立负荷研究的数学表达式,对未来的负荷进行研究。
(5)神经网络BP算法在农村电力短期负荷预测的主要思想是把电能质量检测分析监控分为两个阶段:第一阶段(正向传播过程),给出输入电能质量检测分析监控信息采集通过输入电能质量检测分析监控层经隐含层逐层处理中心数据采集来的信息并计算每个单元各个节点的实际输出电能质量检测分析监控技术;第二阶段(反向过程),若在输出层未能得到中心数据采集期望的输出值,则逐层递归地计算实际输出电能质量检测分析监控与期望输出电能质量检测分析监控短期负荷之差值(即误差),以便根据电能质量检测分析监控短期负荷此差值调结权值,就是可对每一个电能质量检测分析监控短期负荷权值计算出接收单元的误差值与发送单元的激活值的积。因为这个积和误差对权重的(负)微商成正比(又称梯度下降算法),把它叫做权重误差微商。电能质量检测分析监控短期负荷规则的指导思想:对电网权值和阈值的修正要沿着表现函数下降最快的方向-负梯度方向如下:
第一,隐层节点的输出
yj=f (wijxi-θj)=f (netj) (1)
其中netj=wijxi-θj (2)
输出节点的计算输出
zl=f(vljyj-θl)=f (netl) (3)
其中netl=vljyj-θl (4)
输出节点的误差
E=(tl-zl)2=[tl-f (vlj yj-θl)]2
=[tl-f (vlj f(wijxi-θj)-θl)]2
E=(tI-zi)2=(tl-zi) (5)
第二,误差函数对输出节点求导
== (6)
E是多个zk的函数。但有一个zl与vlj有关,各zk间相互独立,其中
=[-2(tk-zk)]=-(tI-zI) (7)
==f '(netI)yj (8)
则=-(tl-zl)f '(netl)yj (9)
设输入节点误差为
δl=(tl-zl)f '(netl) (10)
则=-δIyj (11)
第三,误差函数对隐层节点求导
=Ij (12)
E是多个zl的函数,针对某一个wji,对应一个yj,它与所有zl有关,其中
=[-2(tk-zk)]=-(tI-zI) (13)
= =f '(netI)(-1)=f '(netI)vIj (14)
= =f '(netI)xi (15)
则
=-(tI-zI)f '(netI)vIj f '(netj)xi=-δIvIj f '(netj)xi (16)
设隐层节点误差为
δj'=f'(netj)δIvIj (17)
则=-δI'xi (18)
由于权值的修正Δvlj ,Δwji正比于误差函数沿梯度下降,则有Δwji=-η'=η'δj'xi (19)
vlj(k+1)=vlj(k)+Δvlj=vlj(k)+ηδl yj (20)
δl =-(tl-zl)f '(netl) (21)
Δθl=η=ηδl (22)
wji(k+1)=wji(k)+Δwji=wji(k)+η'δj'xi (23)
δj'=f '(netj)δlvlj (24)
其中隐层节点误差δj'中的δlvlj表示输出节点的zl的误差,δl通过权值vlj向节点yj反向传播,成为隐层节点的误差。
第四,阈值θ也是变化值,在修正权值的同时也需要修正,原理同权值修正一样。误差函数对输出节点阈值求导:
= (25)
其中=-(tl-zl) (26)
= =f '(netl)(-1) (27)
则=(tl-zl)f'(netl)=δl (28)
阈值修正Δθl=η=ηδl (29)
θl(k+1)=θl(k)+ηθl (30)
误差函数对隐层节点阈值求导= (31)
其中=-(tl-zl) (32)
=f '(netI)vIj (33)
= =f '(netl)(-1)=-f '(netj) (34)
则=(tI-zI)f '(netI)vIJ f '(netj)=δIvIjf '(netj)=δj' (35)
阈值修正Δθj=η'=η'δj' (36)
θj(k+1)=θj(k)+η'δj' (37)
第五,传递函数f (x)的导数S型函数f (x)=
则f '(x)=f (x)[1-f (x)] (38)
f '(netk)=f (netk)[1-f (netk)] (39)
对输出节点zl=f (netl) (40)
f (netj)=zl(1-zl) (41)
对输出节点yj=f (netj) (42)
f (netj)=yj(1-yj) (43)
5结语
基于人工神经网络BP算法在电能质量检测分析监控新技术应用研究两个趋势:其中之一就是全智能控制化,自动对电能质量问题进行识别和数据处理,从而实现全面的无人监控功能;另一个则是通信技术远程化和同时针对每一分量混沌时间序列采用互信息法进行最佳延迟时间的选择,最优嵌入维数则采用最小BP算法预测误差法进行确定。所以远程化就可以适应不同层次的监控要求,从而使电能质量的监控点能够分布到电网中的任何地方,并且具有良好的在线功能。利用计算机VPN和以太网网络技术的更新融合,为不同地点供电系统电能质量的远程集中监测和分析数据建立主要包括GPRS授时技术进行与GIS多点同步采样,同时建立WEB网络平台和大型数据库管理供电网络运行数据供电系统的稳定。
参考文献
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【关键词】电能质量分析;改善意义;改善措施
电能作为一种经济实用的能源在现代社会中广泛为人们所使用，同时其作为一种由电力部门向用户提供的特殊商品，也具有商品的特性，即要讲求质量。早期的电力负荷对短时间的电压变化并不敏感，只需保证供电的持续可靠即可，但新工艺、新技术的出现对电力系统的可靠性提出了许多前所未有的新问题。现代电力系统中，电力电子设备的不断更新使得电网中出现了许多新型的整流器、变频调速装置、电弧炉、电气化铁路设备等。这些负荷具有非线性、冲击性和不平衡的用电特性，会向电力系统中注入电磁干扰，影响电力网络的安全运行。同时越来越多的电力用户采用了微电子技术、计算机技术控制的生产设备，这些新的设备仪器对电能质量更为敏感，即便是短暂的电压扰动也可能会导致整个生产线的紊乱和停顿，对企业生产和经济运行造成重大损失，因此现代电力系统对电能质量的检测提出了更高的要求。
1.电能质量问题的提出和意义
一般来说，电能质量指的是提供给用电设备的电能是否适合于该设备正常工作，但是对于电能质量这一概念从不同的角度会有不同的认识。到目前为止，对于电能质量还没有一个标准的定义。对于供电部门电能质量主要体现在电压、频率以及连续供电的年小时数。而对于用户则往往简单的把电能质量与是否向设备提供电力等同起来。电能质量问题严重危害了生产企业、居民用电以及所有与电力相关行业的利益，处理不好甚至会造成国民经济的重大损失，对社会秩序也会产生负面影响。然而控制和管理电力系统电能质量是一项庞大的系统工程，其前提是要建立完善的电能质量监测手段和切实可行的电能质量技术标准。
为保证用电设备的正常工作和电力系统的安全稳定运行，并考虑供用电设备的技术、经济指标，需要设备制造厂商、电力部门、监管部门、用户协同合作，制定统一和可操作的电能质量标准，并以此为依据，对供应的电能实施有效的监测和统计。随着电力行业竞争理念的加强，企业生产技术水平的提高，用户对电力部门供电质量的要求也在提高，因此电力部门将不仅要按数量完成电能的传输，更要保证供电的质量，用电方因任何电力干扰而影响到生产生活都可以通过经济或法律手段来解决，而用户自身也要尽量避免其自身设备对电力网络的干扰，共同维护电力系统的运行安全。正是基于这样共同的目标，电能质量问题得以提出并不断得到补充和完善。
十二五期间，国家将会加大对电网基础设施建设和改造的力度，加快电网系统的发展，电力系统扩张与联网逐步形成，系统运行的安全稳定性和可靠性要求不断提高。与此同时，采用高新技术以提高电力系统自动化的趋势方兴未艾，电网实行商业化运营、按质论价已是大势所趋，电能质量重要性也得到了深刻的认识。最大限度地满足用户对电能质量的新要求已经成为了国家工业发展所面临的突出问题，这些新变化极大地推动了电能质量标准化的进程和电能质量监测设备的更新换代。面对当代系统与负荷的特点，仅靠传统的供电保障机制是远远不够的，必须研制一套完善的电能质量监测装置来具体实施监控，并在此基础上制定科学合理的考核电能质量的评估方法，既为电力部门改善供电质量提供科学参考，也为用户使用优质电能提供技术保障。
现代工业制造和设备要求、高科技应用的普及，以及生产竞争力的提高都依赖高质量的电力供应，而电能质量监测系统是提高整个电力系统及设备安全、稳定、可靠运行的关键保证，对其所进行的探索和研究可以显著提高电网的智能水平，配合我国统一坚强智能电网建设的总体部署，能有效地为电网的检测、分析、事故排查提供有力的技术支持，进而起到改善电气环境，减少事故频率的作用。现代电力系统的发展赋予了电能质量新的内涵，其中电能质量监测装置的研究与应用显得尤为重要，其对国家电网未来的健康发展更是具有深远的意义。
2.电能质量分析策略
电能质量主要包括电压质量、电流质量、供电质量以及用电质量。合格的电能质量指为用电设备所提供的电能要适合于该设备的用电需求，不能给用电设备造成故障和误动作。其主要表现在电压、电流、频率的偏差这三个指标上。合格的电能质量应该具有恒定的频率、恒定的幅值以及连续供电。电能质量问题可定义为：使用电设备发生故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其主要包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬时过电压、电压暂降与短时间中断等。电能质量的分析是建立在一定数学方法之上的，因而对这些方法的探讨也成为了电能质量研究的关注领域。目前在电能质量分析中有如下几类分析策略：
2.1 时域仿真法
时域仿真法因其直观简单的特点在电能质量分析中应用广泛，特别是随着现代化的计算机技术的发展和软件技术的普及，相当多的仿真软件（如 ATP-EMTP，PSCAD-EMTDC，Matlab 等）可以在给定条件下精确地模拟现代电力系统，并能处理各种复杂的电磁问题。这类方法的缺陷在于可分析的最高频率范围取决于仿真方法中所采用的仿真步长，由于计算机能力有限，这种数值解法有可能无法解决过于复杂的算式，不能得出闭式解答。且仿真过程中还会由于仿真开关的开合产生数值振荡。
2.2 频域分析法
频域分析方法主要针对谐波分析。由于现代电力系统中谐波问题突出，对于电压、电流波形信号的畸变分析成为电力系统分析中最主要的关注点，通过在频域中进行频率扫描，可以得到相应的谐波阻抗-频率分布曲线，确定发生谐振的频率等。同时通过谐波潮流计算还可以分析谐波在系统中的分布，该方法简单易用，应用广泛。
2.3 基于变换的方法
电能质量中非线性负荷及干扰产生的不确定性使得现代电力系统的电能质量问题日趋复杂，传统方法在适用范围和准确度上都有其局限性，所以产生了一大类以域变换形式为主的变换方法，常用的如Fourier变换、短时Fourier变换、小波变换和二次变换等。其主要目的是将待分析信号通过数学方式转换到另一空间，再利用该领域已有的数学理论对时域中不容易解决的问题进行分析处理，找到解决的方法。
2.4 电能质量监测终端装置的应用
建立完善的电能质量监测系统，是建设国家统一坚强智能电网的首要前提，电能质量终端作为收集和分析电能数据的装置，是对整个电能质量监控与改善的关键。最早的电能质量监测装置是 20世纪20年代由美国GE公司开发的雷击记录仪，它可以定性地提取脉冲幅值和时间。近年来，我国借鉴了国外的先进技术再吸收深化，产品在精度、功能、可靠性等方面与国外的先进产品存在着显著的差距，但具有价格和地利优势。比较有影响的厂家如深圳中电，武汉锐拓普等，其中三伊方长研发的SF DZ-3电能质量监测仪，采用多个高速DSP+工控板作为电能质量监测分析的核心，可对任意时段的测量数据进行监测分析，具有故障录波、实时监测显示、定时记录，自动存储等高级功能，可通过RS-232/RS485串口或以太网口实现数据远传，在同类产品中具有较好的性能。
随着基础学科的阶跃式发展以及人工智能领域的创新发现，传统的分析方法得到相互融合和改进，诸如人工神经网络、专家决策系统、自适应智能算法等新技术、新方法的出现使电能质量的研究进入一个新阶段。综上所述，电能质量监测的发展趋势对监测系统提出了更高的要求，在功能和技术上更加强调装置的实时性、网络化和多样性，为今后产品的研发提供了参考方向。
3.结语
改善电能质量是作为智能电网建设的重要工作之一，对电力系统运行状态的管理和分析起到关键作用。在改善电能质量问题上，对电力系统的不间断分析与监测方式已经越来越受到人们的重视。此外，通过研制符合现代电力系统特点的电能质量在线监测终端装置，也能给检测电网水平、改善用电环境发挥重要作用，今后该应用领域的研究需要多种技术的相互融合和各个领域的密切合作。
参考文献
[1]肖湘宁，徐永海.电能质量问题剖析[J].电网技术，2001，3.
