电网电能质量测量及研究

摘要

近年来随着经济的飞速发展，电网负荷不断创新高，同时电网的负荷结构特性也不断变化，特别是高能耗非线性用户的增多，带来的电能质量问题越来越突出，电能质量问题引起了各国电力工作者的高度重视。电能质量是电力工业产品的重要指标，涉及到发电、供电、用户各方的权益，优良的电能质量对保证电网和电气设备的安全经济运行，保障国民经济各行各业的正常生产以及提高人民的生活质量都有重要的意义。电能质量问题的出现，不完全取决于电力生产部门，有的质量指标往往是由用户干扰所产生的，对于不同的供用电点，在不同的供用电时刻电能质量指标往往是不同的。对电能质量的要求不断提高从本质上也是科学技术和经济发展的必然结果，它的最终实现需要电力部门、电力设备制造商和电力用户三方面积极密切的配合。
　　本文首先介绍了电能质量(power quality)的基本概念及衡量电能质量的六项指标包括频率(frequency)、谐波(harmonics)、电压偏差(deviation)、三相不平衡度(unbalance factor)、电压波动(fluctuation)和闪变(flicker)等，并对目前常用电能质量数学分析方法离散傅立叶变换(DFT)、快速傅立叶变换(FFT)、瞬时无功功率理论(Instantaneous Reactive Power Theory)、小波变换(wavelet transform)等进行了阐述说明。
　　通过对济南供电公司的多个变电站和线路进行了实地现场测量及在线测量，收集了大量现场数据，本文从现场实测数据出发，通过对数据的分析(重点分析了谐波问题)，深入研究了济南电网电能质量现状，通过对电能质量的综合分析，找出影响济南电网电能质量的主要因素及存在的主要问题，其中整流负荷、低压电器、冶炼(电弧炉)等为济南电网中存在的主要谐波源负荷，这些不同的谐波源负荷将直接影响到济南地区电网中谐波分布及电能质量情况，并极易造成电气设备的损坏，此外胶济铁路电气化改造工程已开始动工，一旦胶济电气化铁路投入运行后，将使济南电网的谐波状况发生恶化。根据对济南电网电能质量的分析，本文提出改善及治理电网电能质量的措施，对提高济南电网电能质量具有非常重要的实际意义。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

§1.1 现代电能质量问题的提出

§1.2 现代电能质量的基本概念及特点

§1.2.1 引言

§1.2.2 电能质量的主要衡量指标

§1.3 改善电网电能质量的意义

§1.4 本论文的主要工作

第二章 电能质量分析方法与谐波测量

§2.1 电能质量分析

§2.1.1 非正弦周期函数分解为傅立叶级数

§2.1.2 傅立叶级数的指数形式

§2.1.3 离散傅立叶变换(DFT)

§2.1.4 快速傅立叶变换(FFT)

§2.1.5 其他分析方法

§2.2 谐波测量

§2.2.1 电力系统谐波变化的特点

§2.2.2 谐波测量的目的

§2.2.3 谐波测量仪器和方法

第三章 济南地区电网电能质量调查、测量及分析

§3.1 济南电网概况

§3.2 济南地区电网谐波源调查

§3.3 电能质量测量

§3.3.1 现场测量

§3.3.2 翻用PQM—1电能质量分析仪在线测量

第四章 影响济南电网电能质量的主要因素及改善措施

§4.1 影响济南电网电能质量的主要因素

§4.1.1 整流性负荷

§4.1.2 电弧炉性质负荷

§4.1.3 电气化铁路

§4.1.4 家用电器

§4.1.5 谐波与并联电容器

§4.2 电网电能质量的改善措施

§4.2.1 电压偏差的治理

§4.2.2 谐波的治理

§4.2.3 电压波动和闪变的治理

§4.2.4 电压暂降和短时间中断的治理

第五章 结论

附录1 衡量电能质量的现行国家标准

附录2 济南城区电网部分出线示意图

附录3 济南电网2005正常运行方式图

参考文献

致谢

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