第一章 电能质量概论.pptVIP

电力系统电能质量分析、监测与控制肖湘宁 电力系统保护与动态安全防御教育部重点实验室 课程内容概要 第一章 电能质量概论（概念 定义 术语 分类描述 整体认识） 第二章 电能质量分析中的数学方法（数学变换方法） 第三章 传统电能质量问题（频率 电压特性 依存与约束关系） 第四章 电压波动与闪变（灯眼脑反应链 评估指标） 第五章 电压暂降与短时间中断（3要素 凹陷域 危害与影响） 第六章 波形畸变与电力谐波（非正弦现象 非正弦下的功率理论 ） 第七章 电能质量监测与控制（检测方法 监测网络 控制技术） 第八章 电能质量标准与评估（国内外标准 评估体系） Purdue University---Power Quality; The University of Texas AT Austin---Power Quality and Harmonics; Institute of Rensselaer---Electrical Power systems Quality; The University of Alberta---Advanced Power Quality 清华、华中科大、湖大、上海交大、西交大等。 什么是电能质量？What is Power Quality? 第一章 电能质量概论 电能质量在电力系统中的重要性 大电力系统概念 电力系统的基本任务 电能质量是电力系统中的要点任务之一（2Q） 大电力系统概念（bulk power system) 任何时刻，电力系统的发电功 率必须和负荷功率相匹配。无论何 时何地，对于系统中的负荷变化和 可能发生的扰动，所有发电机必须 保持同步运行。 (采用HVDC等连接方式可以使互联 系统非同步运行） 中国巨大电网现状图 经济发达地区电力市场空间大 特高压电网构建方式 发电与装机容量目前均居世界第2位 中国正处于全面建设小康社会和构建社会主义和谐社会新的历史时期，工业化、城镇化进程不断加快，电力需求增长迅速。 大电力系统概念－BULK POWER SYSTEM 电力系统的基本任务 不间断地向用户供应质量（电压和频率）合乎规定的电能。对其性能要求通常以可靠性表征。 电力系统可靠性是按可接受的质量（Quality）标准和所需数量（Quantity）不间断地向电力用户提供电力和电量的能力的量度。 可靠性包括充裕性（adequacy）和安全性（security）。 充裕性和安全性的基本概念 充裕性是电力系统稳态运行时，在系统元件额定容量、母线电压和系统频率等的允许范围内，考虑系统中元件计划停运及合理的非计划停运条件下，向用户提供全部所需的电力和电量的能力。 电力系统正常运行应满足两个条件： 1）系统中任一节点的有功功率和无功功率必须平衡； 2）系统中各节点或各元件的电气参数（如系统频率、节点电压、线路电流、负荷及功角等）不应超过允许偏差范围。 充裕性不足：当发电容量短缺／输电能力不够，不能满足上述正常运行条件状态时，即认为充裕性不足。 充裕性和安全性的基本概念 安全性是指电力系统在运行中承受例如短路或系统元件意外退出运行等突然扰动的能力。 评估系统安全性有两个主要方面： 1）系统扰动情况及严重程度； 2）扰动对系统供电的影响程度（电气参数超出允许范围；稳定破坏和连锁反应）。 电力系统稳定性问题： 稳定性是电力系统受到扰动（例如功率和阻抗变化）后返回运行平衡状态的能力。它是涉及电力系统安全的一个重要的复杂问题，往往另立专题研究（其中电压稳定和频率稳定与电能质量紧密关联）。 电力系统的6种运行状态 一、正常状态 能够保持系统充裕性和系统安全性的运行状态。 二、紧戒状态（可以通过调整控制恢复到正常状态） 三、紧急状态（某些母线电压或系统频率超越允许范围。允许损失部分负 荷）； 四、极端紧急状态或严重事故状态（不至于造成大面积停电）； 五、崩溃（系统稳定破坏，故障连锁反应，电压频率崩溃，大面积减负荷， 系统解列，孤岛状态）； 六、恢复过程（黑启动，”灰启动“）。 电能质量与系统6运行状态和3特性的相互关系 在正常运行状态下，除了系统安全性之外，经济性也是一个重要的方面。在紧急状态下，电力系统的经济运行处于次要地位。 在系统设计和运行中需要权衡和兼顾经济性（充裕性与经济性紧密关联，是一个重要方面）和安全性。 由此可以看出，正常运行状态是电能质量得以保证的前提条件。或者说，电能质量是在正常运行条件下才有评估意义的。 电力系统扰动和故障 扰动：泛指一切非预期的或可预测的事件的发生，这些事件对系统产生一定（不严重、有限严重、严重）的影响。 引发扰动的因素：外部（气候和环境条件），内部（设备线路故障，供需平