論現(xiàn)代電能質(zhì)量的基本問題(文件)
【正文】 計，認(rèn)為當(dāng)今和電能質(zhì)量相關(guān)的問題在美國每年造成的損失高達(dá)260億美元。因?yàn)樵S多瞬間擾動很難用個別參量(如有效值)來完整描述，同時隨機(jī)性強(qiáng)，因此需要采用多種判據(jù)來啟動量測裝置,如幅值、波形畸變、幅值上升率等。這一領(lǐng)域的難點(diǎn)將是對電流、電壓的同時持續(xù)測量，對質(zhì)量指標(biāo)的分類辨識和統(tǒng)計，數(shù)據(jù)量大，因此需要開發(fā)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行有效管理。目前所采用的方法有三種［6］：(1)時域仿真方法該方法在電能質(zhì)量分析中的應(yīng)用最為廣泛，其主要的用途是利用各種時域仿真程序?qū)﹄娔苜|(zhì)量問題中的各種暫態(tài)現(xiàn)象進(jìn)行研究?？紤]到一些非線性負(fù)載的動態(tài)特性，近年來又提出一種混合諧波潮流的計算方法，即在常規(guī)的諧波潮流計算法基礎(chǔ)上，利用EMTP等時域仿真程序?qū)Ψ蔷€性負(fù)載進(jìn)行仿真計算，可求出各次諧波動態(tài)電流矢量，從而得到動態(tài)諧波潮流解。因此，當(dāng)采樣頻率或信號不能滿足上列條件時，利用FFT分析會產(chǎn)生“旁瓣”和“頻譜泄漏”現(xiàn)象，給分析帶來誤差。因此，它只適合于分析特征尺度大致相同的過程，不適合分析多尺度過程和突變過程。由于小波函數(shù)本身衰減很快，也屬一種暫態(tài)波形，將其用于電能質(zhì)量分析領(lǐng)域，尤其是暫態(tài)過程分析領(lǐng)域?qū)⒕哂蠪FT、STFT所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。近幾年在全國范圍內(nèi)進(jìn)行的城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造工程，也是提高電能質(zhì)量的重要措施。目前主要的FACTS裝置有：靜止無功補(bǔ)償器(STATCOM)、晶閘管控制的串聯(lián)投切電容器(TSSC)、可控串聯(lián)補(bǔ)償電容器(TCSC)、統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)等。其中APF是補(bǔ)償諧波的有效工具；而DVR通過自身的儲能單元，能夠在ms級內(nèi)向系統(tǒng)注入正常電壓與故障電壓之差，因此是抑制電壓暫降的有效裝置。目前推廣應(yīng)用上的主要問題是產(chǎn)品價格難以為一般用戶所接受。20世紀(jì)80年代興起的電磁兼容(EMC)學(xué)科就是以研究和解決這方面問題為宗旨的。EMC的基本任務(wù)是協(xié)調(diào)干擾發(fā)射者和承受者之間的關(guān)系，使其“兼容”。實(shí)際上某一種設(shè)備的發(fā)射水平和抗干擾水平隨制造和運(yùn)行狀況不同而有所不同，從整體上表現(xiàn)出統(tǒng)計的特性，可以用概率密度的方式來描述，如圖2所示。然而，對標(biāo)準(zhǔn)某一規(guī)定值作出確切的技術(shù)經(jīng)濟(jì)估算幾乎是不可能的，而且標(biāo)準(zhǔn)只可能具有統(tǒng)計意義的合理性。以上每一部分均有一套標(biāo)準(zhǔn)，目前已正式出版的文件只是其中一部分。第三類技術(shù)報告則直到認(rèn)為他們提供的資料不再有效或有用之前，沒有必要再進(jìn)行復(fù)審。須指出，對于IEC第二、三類技術(shù)報告，我國一般是按標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)性技術(shù)文件(即GB/Z)發(fā)布的；對于IEC國際性標(biāo)準(zhǔn)文件(例如IEC6100033)則等同或等效采用為強(qiáng)制性或推薦性國標(biāo)(GB或GB/T)。(3)電壓不平衡(4)電壓波形：①諧波電壓；②間諧波電壓。標(biāo)準(zhǔn)共分5大類13個指標(biāo)：(1)頻率偏差：①在互聯(lián)電網(wǎng)中；②在孤立電網(wǎng)中。僅2000年第5號國家標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)發(fā)布公告中就有5項(xiàng)屬IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)，如表3所列。其中第一類技術(shù)文件是“盡管經(jīng)過再三努力而不能作為國際標(biāo)準(zhǔn)出版”的；第二類技術(shù)文件是“文件主題仍處于技術(shù)發(fā)展階段，或者由于任何其它原因在今后而現(xiàn)在不能馬上同意作為國際標(biāo)準(zhǔn)”的；第三類技術(shù)文件是“當(dāng)技術(shù)委員會在例行出版國際標(biāo)準(zhǔn)的過程中，搜集到各種資料，這些資料一般是作為國際標(biāo)準(zhǔn)公布的，例如‘技術(shù)的狀況’”。為了統(tǒng)一各國的有關(guān)電氣標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，國際電工委員會(IEC)于1973年建立了第77技術(shù)委員會，該委員會的工作成果以IEC出版物61000的形式發(fā)表。因此，不能把EMC水平當(dāng)作電能質(zhì)量施行的標(biāo)準(zhǔn)來對待。協(xié)調(diào)中所涉及的幾個參數(shù)關(guān)系如圖1所示。在此基礎(chǔ)上根據(jù)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)最合理的原則，對產(chǎn)生的干擾水平、抗干擾水平以及抑制措施作出明確的規(guī)定，使處于同一電磁環(huán)境的設(shè)備都是“兼容”的。目前已訂出標(biāo)準(zhǔn)的只有一部分。表中未列出APF應(yīng)用情況。作為FACTS技術(shù)在配電系統(tǒng)應(yīng)用的延伸——DFACTS技術(shù)(又稱CustomPower技術(shù))已成為改善電能質(zhì)量的有力工具，該技術(shù)的核心器件IGBT比GTO具有更快的開關(guān)頻率，并且關(guān)斷容量已達(dá)MVA級，因此DFACTS裝置具有更快的響應(yīng)特性。隨著高性能的電力電子元器件(例如GTO、IGBT、LTT等)的出現(xiàn)以及微處理和微電子技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，(FACTSFlexibleACTransmissionSystem)，也稱為柔性交流輸電系統(tǒng)。改善電能質(zhì)量措施的研究涉及面也很廣。小波變換由于具有時頻局部化的特點(diǎn)，克服了以上FFT和STFT的缺點(diǎn)，特別適合于突變信號和不平穩(wěn)信號的分析。為解決上述問題，Gabor利用加窗，提出了短時Fourier變換方法，即將不
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