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1宋强清华大学电机系柔性输配电系统研究所西主楼2区102songqiang@tsinghua.edu.cn62794386ext10262785521电能质量基础典型的输配电系统2电网用户提供电压注入电流发电输电配电用户TransmissionLinesTransformerDistributionLinesCustomer电压质量3实际电压与理想电压的偏差4电能质量（PowerQuality)定义IEEE定义：给敏感设备以适合该设备的电力供应及接地方式IEC定义：供电装置正常工作情况下不中断和干扰用户使用电力的物理特性普遍共识：表现为电压、电流或频率的偏差,造成用户设备故障或错误动作的任何电力问题都是电能质量问题。电能质量问题带来的危害5几段视频成都双流机场大面积停电哈尔滨居民小区电器烧坏深圳居民小区电器烧坏电能质量问题带来的危害6南京电子网板有限公司世界最大的彩色显像管用的高精度的电子网板生产基地之一由于南京地区夏季高温潮湿，且雷雨天气多，据调查，该公司总共有四条生产线，每次电压质量问题造成的事故损失在120万元以上。民航西南空中管制局牧马山导航雷达站2002年由于受电压跌落等供电质量的影响，导致北京-成都某航班偏离航向，险些造成重大事故。四川电网谐波监测站查明原因是该线路上另带有冶金负荷。电能质量问题带来的危害7美国工业每年因供电可靠性问题造成损失为250－500亿美元(美加8月14日大停电）。台湾半导体工业区一次停电导致全世界半导体芯片价格暴涨。某证券公司由于谐波使得网络速度变慢、数据出错，实时交易的动态信息显示屏幕出现大片空白，数据刷新和交易的速度都极慢，且经常中断，根本无法进行交易。波形畸变8谐波畸变（某地铁站三相电压波形）陷波畸变（通常由三相换流器引起）电压波动与闪变9短时间电压变动10电压跌落（河南安飞：2006-04-2908:20:42）电压瞬变11某次投切电容引起的电压瞬变12电能质量问题带来的危害13南京电子网板有限公司世界最大的彩色显像管用的高精度的电子网板生产基地之一由于南京地区夏季高温潮湿，且雷雨天气多，据调查，该公司总共有四条生产线，每次电压质量问题造成的事故损失在120万元以上。电能质量问题带来的危害14民航西南空中管制局牧马山导航雷达站2002年由于受电压跌落等供电质量的影响，导致北京-成都某航班偏离航向，险些造成重大事故。四川电网谐波监测站查明原因是该线路上另带有冶金负荷。电能质量问题带来的危害15美国工业每年因供电可靠性问题造成损失为250－500亿美元(美加8月14日大停电）。台湾半导体工业区一次停电导致全世界半导体芯片价格暴涨。16某证券公司由于谐波使得网络速度变慢、数据出错，实时交易的动态信息显示屏幕出现大片空白，数据刷新和交易的速度都极慢，且经常中断，根本无法进行交易。电能质量问题带来的危害电能质量危害17造成多台空调和计算机损坏某次投切电容引起的电压瞬变18电信行业谐波危害某次机房事故的发展过程多套6脉冲N+1UPS系统并联低压供电线路上总谐波电流增大输入配电柜上的断路器被损坏IDC机房空调机组停止运行几百台服务器因过热停运上海某码头的电能质量问题实例19每月1万元左右的无功罚款码头吊车的出力不足电压质量演示20教学楼的电压波形电压跌落对计算机的影响21负荷类型usiLRusRusLusiLφRusiLLusiLφ纯电阻无功负荷谐波负荷22负荷对供电网的影响和污染电源电压负荷电流末端电压负荷23不同类型设备的谐波特点电网中非线性负载呈逐渐增加的趋势，非线性负载在工作时向市电反馈高次谐波，导致供电系统的电压、电流波形畸变。开关电源变频调速器充电器荧光灯24开关电源变频空调2526电信行业谐波来源－UPSUPS的整流环节是谐波的重要来源27典型的数据中心中央空调机房空调UPS开关电源办公设备低压配电发电机变压器28电气化铁路的电能质量问题某电铁负荷电压电流波形29不对称谐波无功冶金2010年中国钢铁工业总能耗占全国总能耗的15%左右钢铁工业总产值占全国GDP的3.2%30冶金-电弧炉3132电力系统故障引起的电压跌落3334国家电能质量标准标准编号标准名称GB12325-2008电能质量供电电压偏差GB/T15945-2008电能质量电力系统频率偏差GB/T15543-2008电能质量三相电压不平衡GB/T12326-2008电能质量电压波动和闪变GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波GB/T24337-2009电能质量公用电网间谐波GB/T18481-2001电能质量暂时过电压和瞬态过电压确定原则:“谁干扰，谁污染，谁治理”迄今为止，已经制定并修订的系列电能质量标准35电能质量问题电网用户提供电压注入电流电力系统中的环境保护问题电压质量电流质量跌落、骤升、短时中断电压不平衡与谐波电压波动与闪变……无功冲击不对称（负序、零序）谐波……供电可靠性TraditionalPowerTransmissionandDistribution37GenerationTransmissionDistributionCustomerTransmissionLinesTransformerDistributionLinesCustomer2015-09-1538欧洲发展智能电网的驱动力（DrivingForce)（1）供电的安全性问题•一次能源的缺乏、•供电可靠性和电能质量•供电能力（2）环境问题•京都协议•气候变化•保护自然（3）国际电力市场•提供低廉的电价和提高能效•进行创新和提高竞争能力•有关垄断的规程修订FutureEuropeanPowerNetwork39PVGenerationWindFarmPowerQualityEnergyStorageEnergyStoragePowerFlowControlEnergyStoragePowerQualityEnergyStorageFuturePowerSystemLargeNumberofRenewableGenerationSystems…MoreandMoreEnergyStorageSystems…SmartGrid…4040发电输电配电用户/表计“未来的电力系统”集中发电厂集中发电厂输电变电站配电变电站智能电表高效能电器需求侧管理插电式混合动力车屋顶太阳能板屋顶太阳能板微型发电动态管理空调和电冰箱潮流控制太阳能发电厂风力发电厂电网储电装置电网储电装置嵌入式风力发电电网储电装置本地CHP电能质量装置电能质量装置电网储电装置电能质量装置自愈装置自愈装置智能建筑潮流控制潮流控制新能源发电对电能质量的影响41双馈式风机组直驱式风机组光伏并网逆变器实例42课程介绍课程目的介绍电能质量的基本概念、分析方法和控制方法。通过电能质量实践环节，使同学可以实际认知各种电能质量现象和掌握简单的测量分析方法结合新能源发电和智能电网的发展研讨电能质量技术发展的趋势和前沿问题。44参考资料本课程以讲义为主参考教材：中文教材：肖湘宁.电能质量分析与控制.北京：中国电力出版社，2004英文教材：Powerquality,C.Sankaran,CRCPress2002.考核方式完成平时布置的练习（实践）课程论文45