暂态电能质量扰动检测分析与评估的分析

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1、万方数据华北电力大学硕士学位论文1．2课题研究现状1．2．1电能质量的基本概念在电力系统中电能质量扰动引起的问题主要分为两大类，分别是稳态电能质量和暂态电能质量【5'6】。稳态和暂态电能质量又分为很多，其中稳态电能质量包括：频率偏移、电压偏移、电压波动和三相电压不平衡等。而暂态电能质量主要有短时电压变动和电磁暂态现象。短时电压变动是由电力系统的故障或者负载变化较大而引起，它主要表征电压的均方根值随着时间短时的变化情况，具体的现象有电压突然上升、突然下降和突然中断。而电磁暂态现象主要是由暂态过电压而造成的[7】。此外，还有两个时变信

2、号分别是短时谐波(Harmonics)和间谐波(Inter-harmonics)，它们同样具有暂态电能质量的一些特征，故本课题也将其纳入暂态电能质量问题的研究范围中。目前，国际和国内通常采用一些专业术语去描述电能质量的扰动，本文首先对一些基本的有关暂态电能质量术语进行介绍18,9]：(1)断电(Interruptions)断电是指在一定时间范围内，单相或多相完全失去电压。(2)频率偏差(FrequencyDeviations)频率偏差是指必须按照各国自己的标准执行。(3)电压骤降(VoltageSags)电压骤降是指电压的持续时问

3、在0．5周波～1分钟范围内，幅值在0．1p．U．～0．9p．U．范围内，系统频率仍为标称值。(4)电压骤升(VoltageSwells)电压骤升是指电压在短时间内超过标准值的10％。持续时间在O．5周波～1分钟范围内，幅值在1．1p．U．～1．8p．u．范围内，系统频率仍为标称值。(5)瞬时脉冲或突波(Transients)瞬时脉冲是指在两个连续稳态间发生短时问的现象或者数量上的变化。它可以是任一极性的单方向脉冲，也可以是阻尼振荡波第一个尖峰。(6)电压波动(VoltageFluctuations)电压波动是指电压有规律的变化或者

4、电压幅值不超过0．9p．u．～1．1p．U．范围内的电压变动，这种电压变动一般定义为闪变(flicker)。(7)电压切痕(VoltageNotches)电压切痕是指在0．5周波内的周期性电压扰动。它主要是由于电力设备的相间发生短时短路导致电流从一相转换到另一相。一般电压切痕的频率都很高，基本上难以测量。万方数据华北电力大学坝士学位论文(8)谐波(Harmonics)谐波主要是由于非线性造成的，它是指含有基波整数倍的电压和电流。随着电网发展的日益加快，人们正在着力研究高次谐波。(9)间谐波(Inter-harmonics)间谐波是

5、指含有基波的非整数倍的电压和电流，而小于基波的分数谐波也属于间谐波。它主要来源于变频器、换流器和电弧装置。(10)过电压(Overvoltage)过电压是指电压幅值超过标准电压的10％且维持时间应该大于1分钟。(11)欠电压(Under-voltage)欠电压是指电压幅值小于标准值电压10％～20％且维持时间应当大于1分钟。1．2．2暂态电能质量的研究现状目前，电能质量的研究主要有两大类暂态电能质量和稳态电能质量，而稳态电能质量由于起步比较早，研究的时问较长目前已经拥有较成熟的技术。其典型的算法就是利用快速傅里叶变换(FFT)算法

6、，该算法不仅能够在保证高准确度的情况下分析暂态问题，还能够快速高效的对其进行分析。而暂态电能质量起步比较晚，目前还处于初级研宄阶段，无论是解决方法还是一些基本问题的处理，都没有一套成熟的解决方案去处理暂态电能质量问题。目前，国际上通过对电压扰动的长时期研究，根据其频谱特性、维持时间及幅值变动等，将电压扰动分为三大类，分别是：长时电压扰动、短时电压扰动和瞬时电压扰动。并且还将长时电压扰动导致的电能质量问题认为是属于稳态电能质量问题，而把短时电压扰动导致的电能质量问题认为是暂态电能质量问题。暂态电能质量的扰动又有许多类型，其主要的是电

7、压上升、电压下降、电压突然中断和电压脉冲等。目前，还并未对暂态电能质量扰动分类进行统一，不过通过后续的长时问研究，最终会对暂态电能质量扰动类型进行统一标准。暂态电能质量扰动的研究起步较晚，其本身也存在一些固有的研究困难，导致暂态电能质量的分析方法不成熟。主要是由于导致暂态电能质量扰动的原因很复杂，它受多因素影响，并且其扰动的频率也比较随机，不存在一定的规律性。暂态电能质量的扰动主要受内部固有影响、外部因素影响、电网的结构、电网的强度等，它不仅与自身有关还受外界许多因素限制。此外，还有一个重要的问题是，暂态电能质量扰动很随机，没有特

8、定的规律可循，导致以往提出的均方根的方法已不再适用于暂态电能质量。正是由于上述多重的原因，导致暂态电能质量的研究缓慢¨⋯。暂态电能质量的检测主要包括扰动类型的确认、时问空问定位、特征值的提取和扰动溯源⋯J。目前，对暂态电能质量检测的研究主要集中在扰