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摘要：随着我国电气设备使用范围的不断扩大，像电压的突然降低和供电系统的突然中断等电能质量问题已成为电力工业中亟待解决的问题。在我国经济社会高速发展的背景下，人们对用电质量的要求也会越来越高。因此，必须创新电力控制技术来改变当今传统社会电力技术无法满足人们对用电的多元化需求的现状。本文阐述了电能质量在电力系统中的重要作用，分析了电能质量常见的问题，并在此基础上提出了一些提高电能质量的有效措施。
关键词：电力系统；电能质量；问题；措施
1.电能质量的重要性
1.1电力用户越来越关注电能的质量问题，正在了解如供电间断、电压凹陷、电路通断引起的暂态现象等实际问题。由于高效生产流程的需要，很多的用户要求供电企业提供高质量的电能，维护用电设备的正常、安全运行，越来越多的用户与供电企业签订了合同或者质量协议，从而确保电能的质量。
1.2由于电力系统的各个要素都是相互联系、相互作用的，所以综合协调处理非常重要。由此看来，电力系统当中的任何一个要素或者部门出现问题都有可能对整个电力系统造成影响，导致难以挽回的损失。这就要求供电企业在保证向用户提供优质电力的同时，还需要极力避免用户设备生产的电力干扰，维护电网安全运行。因此，电能质量己经成为一项系统工程问题。
1.3电能质量的下降带来了一系列问题，比如谐波引起的保护装置异常发生及误动，表记指标异常，继电保护器调试困难，主变压器发生异常声音，电机烧损，电能计量误差过大等，对电力设备的正常运行带来严重威胁。谐波功率的损失也是一个不容忽视的问题，它不仅会损坏电网，还会缩短系统设备的使用寿命，增加了供电成本。
2.电力系统中电能质量存在的问题
电能质量问题是众多单一类型的电力系统干扰问题的总称，其实质是电压质量问题。电能质量问题按照产生和持续的时间可分为稳态电能质量问题和暂态电能质量问题。稳态电能质量问题包括电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、谐波、电压波动和闪变等，暂态电能质量问题包括电压暂降、供电短时中断和过电压等。
2.1稳态电能质量问题
2.1.1电压偏差(voltagedeviation):是指系统各处电压偏离其额定值的百分比，主要是由于电网中用户负荷的变化或电力系统运行方式的改变等原因引起。
2.1.2频率偏差(frequencydeviation):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;频率偏差主要是由电量与负荷的不均衡引起。
2.1.3三相电压不平衡((unbalance):是指系统中的负荷分配的不均衡导致系统电压大小或相角不相同的现象，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。其产生的主要原因是三相负荷不均衡，如住宅、电力牵引机车等单相负荷，以及线路阻抗的不对称等。
2.1.4谐波和间谐波(harmonics&interharmonics):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。其产生的主要原因是电力系统中存在非线性负载和装置，如硅整流、电解设备、电力机车等。
2.1.5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倍额定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，主要是由于电弧炉、电焊机、轧钢机等波动性负载的频繁启动、停止引起。
2.2暂态电能质量问题
2.2.1暂时过电压和瞬态过电压(temporaryover-voltage&transientovervoltage):暂时过电压是指其频率为工频或某谐波频率，且在持续时间范围内无衰减或衰减慢的过电压;瞬态过电压为振荡的或非振荡的，通常衰减很快，持续时间只有几个ms且为缓波前的过电压或几十个μs且为快波前的过电压。它们主要是由于开关操作或雷击等原因引起。
3．改善电能质量的技术措施及控制装置
3.1谐波抑制措施及APF
谐波的抑制方法有两大类。一类是对产生谐波的谐波源设备自身进行改造，减小其产生的谐波;另一类是对现有谐波源进行滤波和补偿。无源滤波器因具有投资少、效率高、结构简单及维护方便等优点，在现阶段应用广泛，但由于滤波特性受系统参数影响较大，只能消除特定的几次谐波，而对某些次谐波可能产生放大作用，甚至发生谐振现象等因素，随着电力电子技术的发展，人们将滤波方向逐步转向有源滤波器。
3.2无功补偿技术及SVG
无功功率补偿早期采用同步调相机和并联电容器。同步调相机虽能对变化的无功功率进行动态补偿，但难以维护;而并联电容器，当电网中有谐波时可能发生谐振，从而放大谐波，烧毁电容器。晶闸管的静止无功补偿装置(简称SVC)，能进行无功补偿和电压控制，还能增加系统的稳定性、阻尼率波动以及限制过压等，其缺点是控制电抗电容器切投的晶闸管开关会带来谐波。在SVC基础上出现了静止无功发生器(简称SVG>oSVG一般采用多重化或多电平技术，可大大减少补偿电流中谐波含量;和SVC需要大容量电容器电抗器储能不同，SVG只需直流侧的较小容量电容器来维持电压;SVG既可吸收无功功率也可发出无功功率，但它只能补偿无功功率，功能比较单一。
3.3电压稳定措施及DVR
随着电力电子与信息设备的广泛应用，用户对电压的稳定性要求越来越高，有些敏感负荷对几个周波的电压跌落都不容许，动态电压恢复器(简称DVR)是用来补偿配电系统电压跌落的设备，主要由电压源逆变器、串联变压器、蓄能装置和滤波器等几部分组成。DVR的工作原理是当系统电压发生畸变(主要是电压跌落)时，由蓄能装置提供直流电能，经过逆变器获得所需的电压波形，再通过串联变压器补偿系统电压，保证了在系统电压变化时，从负载侧看供电电压不变。DVR须具有快速响应能力及具备足够的容量以提供电压跌落时负载所需的能量支持，而装置的容量大小直接影响到其价格，因此主要用于对电压波动特别敏感的负荷。
3.4电能质量综合控制及UPQC
电力系统的发展趋于大型化，电力负荷越来越复杂，出现的问题也会越来越多，若针对每种问题都采取特定的措施，安装特定的装置，可能非常不经济、不现实。统一电能质量控制器UI戈X二是综合提高电能质量的一种新型电力电子装置，是并联型有源滤波器和串联型有源滤波器的结合体。图1是一种UPQC主回路的典型结构。主要包括3部分:串联单元、并联单元、储能单元。其中串联单元具有。VR,UPS(不间断电源)等功能，可以对A处电压进行补偿，使B处敏感负荷端的电压满足要求;并联补偿单元具有STATCOM(静态同步补偿装置)、APF，等功能，可以对B处的电流进行补偿;储能单元可以起到SMES(超导储能系统)、BESS(蓄电池储能系统)等功能，为各种补偿提供所需能量。应用中可根据实际情况确定UI戈X二主回路拓扑结构和控制策略，合理分配各整流桥的容量，降低整体造价，并使叨戈X二的功能得到充分发挥。另外，UPQC还可与TSC,LC等无功补偿、滤波装置配合使用，从而进一步降低UPQC的容量，提高UPQC的性价比。
4.结语
近年来，用户越来越关注供电系统的电能质量问题，电能质量对电力系统的正常运行有着重要作用，电能质量不合格不仅会影响供电企业的发展，还会导致社会经济的亏损。要想提高供电系统中电能的质量，首先要了解电能在供电系统中的重要作用，了解衡量电能质量的指标，针对性的采取控制装置来对电能的质量加以控制，保证各项指标都在合理的范围之内，从而确保电力系统的稳定、安全运行，促进电力企业的经济发展。
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