电能质量概念

电能质量与提高技术

西安科技大学电控学院

傅周兴教授主要内容绪论电能质量的概念及分类稳态电能质量暂态电能质量电能质量的污染治理电能质量检测器1.绪论1.1电能及特点：

电能：是一种特殊的商品,既具有以商品形式向用户出售的性质,又具有为千百万用户服务的公用事业性质。

特点：不能储存,是发、供、用电同时完成并由用电的多少来决定发电与供电的多少。因此,对用户连续不断供电是电能质量的一个重要标志。1.2电能的发展1.3电能质量问题产生的原因

电力负荷构成的变化大量谐波注入电网1.4电能质量问题的解决1)具体问题具体分析2)搞好电能质量涉及电力企业各个部门(例如调配、试验、规划设计、用电管理、生技等等)需要用户内部相关部门的配合。3)总体上需要建立一套监督管理体系,并有配套的标准和相关的产业作支持。2.电能质量的概念及分类2.1电能质量的定义１）电能质量＝供电质量＝电压质量＋供电可靠性２）IEEE(国际电工委员会)定义：合格的电能质量是指给敏感设备提供的电力和设置的接地系统适合该设备正常工作

3）技术方面来定义：导致用电设备故障的或者不能正常工作的电压、电流、或频率的偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动及闪变、三相不平衡、暂时或暂态过电压、波形畸变、电压暂将与短时间中断以及供电连续性2.2电能质量的分类类型稳态电能质量暂态电能质量定义电力系统稳态运行方式下所具有的电能质量参数电网遭受外来干扰侵袭及内部故障、操作所带来的系统冲击问题衡量指标电压/频率偏差三相不平衡度、谐波电压波动与闪变电压脉冲、电压跌落、电压瞬时中断影响范围较广，程度深范围较小，后果严重研究现状起步早标准体系完善实用的监测装置起步晚标准体系不健全研究处于仿真阶段3.稳态电能质量3.1性能指标

电压偏差频率偏差三相不平衡度谐波电压波动与闪变3.1.1电电压压偏偏差差1、、概概念念：：电电压压偏偏差差即即为为实实际际供供电电电电压压与与额额定定供电电电电压压之之间间的的差差值值。。2、范畴：该该问题属于基基波无功的范范畴3、影响因素素：无功功率率不足、无功功补偿过量、、传输距离过长长、电力负荷荷过重和过轻轻等,其中中无功功率不足是是造成电压偏偏差的主要原原因。4、相关标准准电能质量电力力系统电压允允许偏差QualityofelectricenergysupplyPermissibledeviationofvoltageforpowersystem1)、主题内内容与适用范范围本标准规定了了供电电压允允许偏差。指指定本标准的的目的，是使使供电电压质质量得到基本本保证，以获获得良好的社社会经济效益益。本标准适用于于交流50Hz电力系统统在正常运行行条件下，供供电电压对额额定电压的偏偏差。本标准不适用用于瞬态和非非正常运行情情况。注：1本标标准中额定电电压为系统额额定电压。2正常运行行条件是指电电力系统中所所有元件都按按预定工况运运行2)、引用标标准GB156额定定电压3)、供电电电压允许偏差差a.35kV以及以上上供电电压正正、负偏差的的绝对值之和和不超过额定电电压的10%。注：如供电电电压上下偏差差同号（均为为正或负）时时，按较大的的偏差绝对值值作为衡量依依据。b.10kV及以下三三相供电电压压允许偏差为为±7%。c.220V单相供电电电压允许偏偏差为额定电电压+7%、、-10%。。注：1用电电设备额定工工况的电压允允许偏差仍由由各自标准规规定，例如旋旋转电机按GB755《旋转电机基基本技术要求求》规定。2对电压有有特殊要求的的用户，供电电电压允许偏偏差由供用电电协议确定。。5、电力系统统电压调整1）中枢点调调压2）发电机调调压3）变压器调调压4）改变电网网无功功率分分布调压3.1.2频频率偏差差1、概念：电力系统内的的实际频率与与标称频率（（50Hz））之间的偏差差2、范畴：该该问题属于基基波有功问题题3、影响因素素：负荷的波动,主要包括括变化周期在在10s～3min的的负荷脉动和和变化十分缓缓慢的持续变变动分量且带有周周期规律的负负荷。电能质量电力力系统频率允允许偏差QualityofelectricenergysupplyPermissibledeviationoffrequencyforpowersystem4、相关标准准1)、主题内内容与适用范范围本标准规定了了电力系统频频率允许偏差差值及其测量量仪表的基本要求求。本标准适用于于正常运行下下标称频率为为50Hz的的电力系统。本标准不适用用于电气设备备的频率允许许偏差。2)、术语a频率偏偏差frequencydeviation系统频率的实实际值与标称称值之差。b频率变变动frequencyvariation频率变化过程程中相邻极值值频率之差。。c冲击负负荷impactload生产(或运行行)过程中周周期性或非周周期性地从电电网中取用快快速变动功率率的负荷.3)、频率偏偏差允许值a.电力系统正常常频率偏差允允许值为±0.2Hz。。当系统容量较小时时偏差值可以以放宽到±0.5Hz。。b.用户冲击负荷荷引起的系统统频率变动一一般不得超±0.2Hz，根据冲击负荷荷性质和大小小以及系统的的条件也可适适当变动限值，，但应保证近近区电力网、、发电机组和和用户的安全、稳定定运行以及正正常供电。4)、测量仪仪表用于频率偏差差指标评定的的测量，须用用具有统计功功能的数字式自自动记录仪表表，其绝对误误差不大于0.01Hz5、频率偏差差对电力系统统的影响1）系系统低低频运运行对对水电电厂的的影响响；2）系系统低低频运运行对对火电电厂的的影响响；3）系系统低低频运运行对对负荷荷的影影响；；4）电电力系系统高高频运运行时时的危危害。。a.电电力系系统的的运行行频率率高于于额定定值，，但不不超出出运行行允许许上限限的工工况；；b.电电力系系统频频率超超出正正常运运行上上限的的工况况。6、电电力系系统的的频率率调整整1）频频率的的一次次调整整；2）频频率的的二次次调整整；3）调调频厂厂的选选择。。3.1.3三三相相不平平衡度度1、概概念理想的的三相相交流流电力力系统统中,三三相电电压应应有相同同的幅幅值,且且相位位角互互差2ππ/3。这这样的的系统叫叫做三三相平平衡(或或对称称)系统统。但但是在在实际中,由由于各各种因因素,电电力系系统并并不是是完全全平衡的。。2、影影响因因素：：事故性性不平平衡：：是由由于三三相系系统中中某一一相(或两两相)出出现故故障所所致,例例如一一相或或两相相断线或者者单相相接地地故障障等。。正常性性不平平衡：：是由由于系系统三三相元元件或或负荷不对对称引引起的的。3、相相关标标准电能质质量三三相电电压允允许不不平衡衡度QualityofelectricenergysupplyAdmissiblethree-phasevoltageunbalancefactor1）主主题内内容与与适用用范围围本标准准规定定了三三相电电压不不平衡衡度的的允许许值及及其计计算、、测量量和取取值方方法。。本标准准适用用于交交流额额定频频率为为50Hz电力力系统统正常常运行行方式式下由由于负负序分分量而而引起起的公公共连连接点点的电电压不不平衡衡。2）术术语a.不不平衡衡度unbalancefactor指三相相电力力系统统中三三相不不平衡衡的程程度，，用电电压或或电流流负序序分量量与正正序分分量的的方均均根值值百分分比表表示。。b.正正序分分量positive-sequencecomponent将不平平衡的的三相相系统统的电电量按按对称称分量量分解解后，，其正正序对对称系系统中中的分分量。。c.负负序分分量negative-sequencecomponent将不平平衡的的三相相系统统的电电量按按对称称分量量分解解后，，其负负序对对称系系统中中的分分量。。d.公公共连连接点点pointofcommoncoupling电力系系统中中一个个以上上用户户的连连接处处。4、、三三相相不不平平衡衡的的危危害害1））引引起起旋旋转转电电机机的的附附加加发发热热和和振振动动，，危危及其其安安全全运运行行和和正正常常出出力力；；2））引引起起以以负负序序分分量量为为启启动动原原件件的的多多种种保保护发发生生误误动动作作（（特特别别是是电电网网存存在在谐谐波波时时）），，会严严重重威威胁胁着着电电网网安安全全运运行行。。3））电电压压不不平平衡衡使使发发电电机机容容量量利利用用率率下下降；；4））变变压压器器的的三三相相负负荷荷不不平平衡衡，，不不仅仅会会引引起起负负荷荷较较大大的的一一相相过过热热，，并并且且也也会会造造成成附附加加损损耗耗。。5））对对于于通通信信系系统统，，电电力力三三相相不不平平衡衡，，会会影影响响正正常常的的通通信信质质量量。。5、、三三相相不不平平衡衡的的改改善善措措施施1））将将不不对对称称负负荷荷分分散散接接到到不不同同的的供供电电点点，，以以减减小小集集中中连连接接造造成成的的不不平平衡衡度度超超标标问问题题；；2））使使不不对对称称负负荷荷合合理理的的分分配配到到各各项项，，尽尽量量使使其其平平衡衡化化。。3））将将不不对对称称负负荷荷接接到到更更高高电电压压级级以以上上供供电电，，以以使使连连接接点点的的短短路路容容量量足足够够大大3.1.4谐谐波波1、、概概念念国际际上上公公认认的的谐谐波波定定义义为为:谐谐波波是是一一个个周周期期电电气气量量的的正正弦弦波波分分量量,其其频频率率为为基基波波频频率率的的整整倍倍。。由由于于谐谐波波的的频频率率是是基基波波频频率率的的整整数数倍倍,也也常常称称它它为为高高次次谐谐波波。。国际电工工标准(IEC555-2,1982)、、CIGRE的的文献(工作作组报告告36-05)中对谐谐波也都都有明确确的定义义:谐谐波分量量为周期期量的傅傅里叶级级数中>1的的n次次分量。。对谐波波次数n的定定义则为为:以谐谐波频率率和基波波频率之之比表达达的整数数。IEEE标准519——1981中的的定义为为:谐谐波为一一周期波波或量的的正弦波波分量,其频频率为基基波频率率的整数数倍。2、性质质：(1)谐谐波次次数n必须是是正整数数电力系统统的额定定频率为为50Hz,则其其基波为为50Hz,2次谐谐波为100Hz,3次谐谐波为150Hz。n不不能为为非整数数,因因此也不不能有非非整数次次谐波。。(2)谐谐波和和暂态现现象的区区别通常认为为谐波现现象的波波形保持持不变,而暂暂态现象象则在每每周的波波形都发发生变化化或有衰衰减现象象等。根根据傅里里叶级数数3、范畴畴：该问题属属于非线线性负荷荷用电特特性问题题。4、影响响因素：：电网中非非线性负负荷的介介入、电电网的结构参数数、运行行方式，，特别是是储能设设备的配配置等因因数也是影影响谐波波问题严严重的重重要原因因。5、谐波波的产生生：a.变变压器和和电抗器器造成的的谐波在电弧燃燃烧过程程中,电弧的的电压与与通过的的电流有有关。电流增大大,电电阻以更更快的速速度降低低,这这使得电电弧的伏伏安特性呈现明明显的非非线性。。即使在在电弧中中通过正正弦波形形的电流时,电弧电电压的波波形也不不是正弦弦波形的的。这样样就产生生了高次谐波波。气体放电电灯电弧焊设设备电弧炉b.电电弧的非非线性伏伏安特性性造成的的高次谐谐波c.整整流、换换流装置置整流、换换流装置置在变换换电力的的工作过过程中,使得得从电力系统统输入的的电压、、电流之之间失去去了比例例关系,导致了负荷荷电流波波形的非非正弦。。d.家家用电器器家用电器器所产生生的谐波波电流可可以从低低压系统统馈入电网。一一般家用用电器所所产生的的高次谐谐波电流流含量如如表2所所示。6、谐波波的危害害谐波对电电力系统统或并联联的负载载产生种种种危害害,危害的程程度取决于谐谐波量的的大小、、现场条条件等因素。1）谐波对电电网的危危害电网内的的谐振现现象增加网络络损耗2）谐波波对低压压电器的的危害谐波电流流的流入入会导致致整个设设备过热热。它能能升高设备的的温度,降低绝缘缘寿命,而在加热热过程中中又影响整个设设备。以以下描述述一些低低压用电电设备受受谐波的的影响。电阻电感感负荷显著缩短短灯泡寿寿命弧光灯显著缩短短寿命电动机谐波对电电动机的的主要影影响是引引起附加加损耗,其次次是产生机械械振动、、噪声和和谐波过过电压。。整流装置置及其负负荷谐波使电电压偏差差复杂化化，导致致运行误误差。对信息机的影影响对信息机数据据的传输、处处理带来严重重的影响,特别是运算速度度快的计算机机会产生误动动作,使正正常的工作程序遭到破破坏,直到到损伤信息机机的半导体器器件。７、电力系统统谐波的抑制制1）减少谐波波源的谐波含含量；2）在电容器器回路串接电电抗器；3）安装交流流滤波器；4）采用有源源滤波器；5）加大供电电系统容量和和合理选择供供电电压；6）采用相数数倍增法。８、相关标准准电能质量公公用电网谐谐波QualityofelectricenergysupplyHarmonicsinpublicsupplynetwork1）主要内容容与适用范围围本标准规定了了公用电网谐谐波的允许值值及其测试方法。本标准适用于于交流额定频频率为50Hz，标称电电压110kV及及以下的公用用电网。标称电压为220kV的的公用电网可可参照110kV执行。。本标准不适用用于暂态现象象和短时间谐谐波。2）引用标准准GB156额定定电压3）术语a.基波（分分量）fundamental(component)对周期性交流流量进行傅立立叶级数分解解，得到的频频率与工频相相同的分量。。b.谐波（分分量）harmonics(component)对周期性交流流量进行傅立立叶级数分解解，得到频率率为基波频率率大于1整数数倍的分量。。c.谐波次数数（h）harmonicsorder谐波频率与基基波频率的整整数比。d.谐波含量量（电压或电电流）harmonicscontent(forvoltageorcurrent)从周期性交流流量中减去基基波分量后所所得的量。e.谐波含有有率harmonicsratio(HR)周期性交流量量中含有的第第h次谐波分分量的方均根值与与基波分量的的方均根值之之比（用百分数表示）。。f.总谐波波畸变率totalharmonicdistortion(THD)周期性交流量量中的谐波含含量的方均根根值与其基波波分量的方均根根值之比（用用百分数表示示）g.谐波源源harmonicsource向公用电网注注入谐波电流流或在公用电电网中产生谐谐波电压的电气气设备。h.短时间间谐波shortdurationharmonics冲击持续的时时间不超过2s，而且两两次冲击之间间的间隔时间不小小于30s的的电流所含有有的谐波及其其引起的谐波电压。电网标称电压kV电压总谐波畸变率%各次谐波电压含有率，%奇次偶次0.385.04.02.064.03.21.610353.02.41.2661102.01.60.84）、谐波电电压限制5、谐波电流流允许值5.1公公共连接点的的全部用户向向该点注入的的谐波电流分量（方均根根值）不应超超过表（见下下页）中规定定的允许值。注:220kV基准短路路容量取2000MVA。5.2同同一公共连接接点的每个用用户向电网注注入的谐波电流允许值按按此用户在该该点的协议容容量与其公共共连接点的供电设设备容量之比比进行分配。。6、测量标准电压kV基准短路容量MVA谐波次数及谐波电流允许值,A234567891011121314151617181920212223240.381078623962264419211628132411129.7188.6167.88.97.1146.5610043342134142411118.5167.1136.16.85.3104.79.04.34.93.97.43.610100262013208.5156.46.85.19.34.37.93.74.13.26.02.85.42.62.92.34.527125.18.83.84.13.15.62.64.72.22.51.93.61.73.21.51.81.42.71.36650016138.1135.49.34.14.33.35.92.75.02.32.62.03.81.83.41.61.91.52.81.4110750129.66.09.64.06.83.03.22.44.32.03.71.71.91.52.81.32.51.21.41.12.11.03.1.5电电压波动动与闪变1、概念电压波动为一一系列电压变变动或连续的的电压偏差。。电压波动值为为电压均方根根值的两个极极值Umax和Umin之之差ΔU,常常以额定电压压UN的百分数表示示其相对百分值。。闪变一词是闪闪烁的广义描描述,它可可理解为人对对白炽灯明暗变化化的感觉,包括电压波波动对电工设设备的影响和危害。。但不能以电电压波动来代代替闪变。。2、范畴该问题属于无无功冲击问题题3、影响因素素(1)供电电电压波动的的幅值、频度度和波形。(2)照明明装置。与白白炽灯的功率率和额定电压压等有关。(3)人对对闪变的主观观视感。由于于人们视感的的差异,需需对观察者的闪闪变视感作抽抽样调查。4、危害(1)照明明灯光闪烁引引起人的视觉觉不适和疲劳劳,进而影影响视力。(2)电视视机画面亮度度变化、图像像垂直和水平平摆动刺激人人的眼睛和大大脑。(3)电动动机转速不均均匀,不仅仅危害电机、、电器正常运运行和寿命,而且影响产产品质量。(4)电子子仪器、电子子计算机、自自动控制设备备等不能正常工作。(5)影响响对电压波动动较敏感的工工艺或实验结结果,如实实验时示波器波波形跳动、大大功率稳流管管的电流不稳稳定,导致实验无法法进行。5、相关指标标

电能质质量电压允许许波动和闪变变QualityofelectricenergysupplyAdmissiblevoltagefluctuationandflicker1、主题内容容与适用范围围本标准规定了了电压波动和和闪变的允许许值及测试方方法。指定

本标准适用于交流50Hz电力系统正常运行方式下，公共供电点电压的快速变化以及由此可能引起人眼对灯闪明显感觉的场合。2、引用标准

GB156额定电压

注：本标准中额定电压为系统额定电压。3、术语1)公公共供电点点pointofcommoncoupling(ofTwoormoreloads)电力力系统中一一个以上用用户的连接处2)冲击击性功率的的负荷fast-speedvaryingload生产（或运运行）过程程中周期性性地从供电电网中取用用快速变动功率的的负荷。3)电压压调幅波voltagefluctuationwaveform工频50Hz电压幅幅值包络线线的波形。。4)电电压波动值值magnitudeofavoltagefluctuation电压调幅波波中相邻两两个极值电电压均方根根之差，以额定电压压的百分数数表示。5)闪闪变flicker人眼对灯闪闪的主观感感觉。6)闪闪变视感度度系数humansensitivityfactortoflicker人眼对不同同频率的电电压波动而而引起灯闪闪的敏感程度。7)闪闪变电压限限值throsholdvoltageofflickerirritability引起闪变刺刺激性程度度的电压波波动值。8)等等效闪变值值equivalent10Hzflicker电压调幅波波中不同频频率的正弦弦波分量的的均方根值等效为10Hz值值的一分钟钟平均值，，以额定电电压的百分数表示。。９）电压变变化频度FthenumberofvoltagechangesoccurringperunitoftimeF单位时间内内电压变化化的次数（（电压由大大到小或由由小到大各算算一次变化化）。统计计F的时段段冲击性负负荷一个周期；电电压变化的的速度应不不低于每秒秒0.2%，低于此此速度的电压压变化不统统计在变化化次数中；；同一方向向的变化，如间隔隔时间（一一次变化结结束到下次次变化开始始的时间段）不大大于30ms，则算算一次变化化。4、电压波波动和闪变变的允许值值电力系统公公共供电点点,由冲击击性功率负负荷产生的电压波动动允许值见见表。额定电压，kV电压波动允许值Vt，%10及以下2.535--1102220及以上1.6电力系统公公共供电点点,由冲击性功功率负荷产产生的闪变电压值值应满足△△V10或Vt的允许值。。应用场合△V10允许值，%对照明要求较高的白炽灯负荷0.4（推荐值）一般性照明负荷0.6（推荐值）电力系统公公共供电点点,由冲击性功功率负荷产产生的闪变电压值值应满足△△V10或Vt的允许值。。应用场合△V10允许值，%对照明要求较高的白炽灯负荷0.4（推荐值）一般性照明负荷0.6（推荐值）四、暂态电电能质量配电网中非非线性负荷荷对电网的的电能质量量构成了严重重的威胁；；配电网中如如计算机等等用电设备备对系统干干扰更加敏感感，它们对对电能质量量提出了高高可靠性和高可控控性的要求求4.1暂态电能质质量的概念念及特征暂态电能质质量问题主主要包括脉脉冲型的暂暂态电能质质量问题和和振荡型的的暂态电能能质量问题题1）脉冲型型暂态电能能质量问题题电压、电流流或两者在在稳态情况况下发展突突然、非工工频且单方方向（正或或负极性））性质的变变化，例如如雷击电流流脉冲暂态态过程造成成的电能质质量问题。。2）振荡型型暂态电能能质量问题题电压、电流流或两者在在稳态情况况下发生突突然、非工工频且正级级性和负极极性两方面面的变化暂态态电电能能质质量量扰扰动动特特性性4.2暂暂态态电电能能质质量量的的衡衡量量指指标标电压压暂暂降降（（VoltageSags））电压压暂暂升升（（VoltageSwell））电压压中中断断（（VoltageInterruptions））电压压缺缺口口（（VoltageNotches））电压压尖尖峰峰（（VoltageSpikes)短时时谐谐波波(Short-DurationHarmonics)振荡荡暂暂态态(OscillatoryTransients)电压压波波动动（（VoltageFluctuations））4.2.1电电压压暂暂降降1、、概概念念在工工频频情情况况下下电电压压或或电电流流的的有有效效值值效效降降低低至至0.9p.u~0.1p.u，，且且持持续续时时间间在在0.5个个周周波波到到1min2、、产产生生原原因因系统统故故障障、、启启动动重重负负荷荷或或大大容容量量的的电电动动机机3、、分分类类电压压骤骤降降按按持持续续时时间间可可以以分分为为瞬瞬时时、、即即时时和和暂暂时时，，其其三三个个特特征征量量是是幅幅值值变变化化、、持持续续时时间间与与相相位位移移动动4.2.2电压压暂升1、概念念在工频情情况下电电压或电电流的有有效值升升高至1.1p.u~1.8p.u.，且且持续时时间在0.5个个周波波到1min。。2、影响响因素系统故障障（例如如单相对对地故障障情况下下的非故故障相电电压）、、或对大大容量电电容器充充电。4.2.3电压压中断1、概念念供电电压压或负荷荷电流降降低到0.1p.u以以下，且且持续时时间不超超过1min。。2、产生生原因系统故障障、设备备故障、、控制误误动、电电压骤降降发展成成中断（（如变电电所重合合闸）。。4.2.4电压压缺口1、概念念持续时间间小于0.5个个周期的的周期性性电压扰扰动。2、产生生原因主要是电电力电子子装置由由一相换换至另一一相时，，参与换换相的电电路瞬时时短路造造成的。。4.2.5电电压尖峰峰1.概念念：电压压尖峰是是电压暂暂态的一一种，其其表现与与电压缺缺口类似似，只是是极性相相反。2、产生生原因主要是电电力电子子装置由由一相换换至另一一相时，，参与换换相的电电路瞬时时短路造造成的。。4.2.6短短时谐波波1、概念念谐波是指指含有基基频整数数倍频率率分量的的正弦电电压，短时时谐波持持续时间间在几个个周期到到1min之之间，一一般频率和和幅值保保持不变变。2、产生生原因通常是由由整流器器等电力力电子设设备以及及具有非非线性特特性的用用电负荷荷引起的的4.2.7震震荡暂态态１．概念念震荡暂态态是指电电压在其其稳态时时的一种种突发的、高频频的（高高于基频频）瞬时时值双极极性化，，其持续时时间较短短，一般般在几个个周期之之内。２．产生生原因通常由电电容器组组等的投投切所引引起１．概念念：多种扰动动同时发发生的情情况（如如含谐波波的电压压暂升、、含谐波波的电压压暂降、、含谐波波的电压压中断、、含谐波波的震荡荡暂态、、含震荡荡的电压压暂升等等等），，则是多多种扰动动线性叠叠加的结结果。２．特性性兼顾多种种扰动的的特性。。4.2.８复复合扰动动含谐波的的电压暂暂升信号号4.3基基于D-FACTS技技术术的改改善方方法D-FACTS技技术术，即即配电电网中中的FACTS技技术，，亦称称为用用户电电力技技术（（简称称CP技技术）），其其核心心是电电力电电子、、微处处理及及控制制技术术在配配电系系统中中的应应用，，是提提高综综合暂暂态电电能质质量的的一种种经济济、有有效的的方法法。该技术术以IGBT、、IGCT等等器件件为基基础的的三相相电压压源是是各种种CP控控制器器的主主要组组成部部分，，具有有更快快的开开关频频率，，因此此具有有很快快的响响应特特性，，可完完美地地解决决暂态态电能能质量量问题题。4.3.1动动态电电压恢恢复器器1、原原理动态电电压调调节器器（DVR）是是串联联在线线路上上的，，DVR通通过过串联联变压压器在在馈线线上以以电压压叠加加的方方式注注入配配电系系统，，用于于消除除对负负荷侧侧的不不利影影响。。DVR使使用用低耗耗的IGBT或或IGCT等等固固态可可关断断器件件，其其示意意图如如下。。DVR示意意图2、适适用范范围当系统统电压压出现现突然然下降降（或或上升升）时时，DVR能快快速反反应，，通过过串联联变压压器向向系统统注入入3个个与与系统统同频频的单单向交交流电电压分分量，，其幅幅值为为正常常电压压与故故障电电压之之差4.3.2静静止止无功功发生生器（（D-STATCOM））1、原原理采用GTO（或或IGBT、IGCT））构成成的自自换相相变流流器，，它把把逆变变器电电路看看成是是一个个产生生基波波和谐谐波电电压的的交流流电压压源，，控制制补偿偿器基基波电电压大大小与与相位位可改改变基基波无无功电电流的的大小小与相相位。。当逆逆变器器基波波电压压比交交流电电源电电压高高时，，逆变变器就就会产产生一一个超超前（（容性性）无无功电电流。。反之之，当当逆变变器基基波电电压比比交电电源电电压低低时，，则会会产生生一个个滞后后（感感性））无功功电流流，故故俗称称其为为“无无功发发生器器”（（SVG））。2、适适用场场合调节电电压和和系统统功率率因素素，用用于动动态非非线性性负载载，如如电弧弧炉等等除了对对电压压波动动与电电压闪闪变有有明显显的抑抑制效效果外外，其其对电电压暂暂降、、骤升升与电电压中中断均均具有有良好好的补补偿作作用。。4.3.3固态断断路器（SSCB））1、原理利用了晶闸闸管动作速速度快和无无触点的特特点点，实现组组合开关的的快速无电电弧投切。。在稳态导导通过程程中，它又又充分利用用了电气触触点接触电电阻小小的优点，，不仅提高高了效率，，而且省去去了复复杂的散热热装置。2、适用场场合可有效抑制制电网电压压的跌落和和大故障电电流带来来的一系列列危险后果果用GTO清清除非常常大的故障障电流是不不经济的，，所以，SSCB在在配电系系统中的配配置需要与与常规的机机械断路配配合使用，，以节约投投资。SSCB示示意图4.3.4统一电电能质量控控制器（UPQC））1、原理UPQC的的主电路路由一串联联逆变器和和一并联逆逆变器组成成，两者通通过电容耦耦合，并联联逆变器采采用PWM电流控制制技术，进进行非线性性负载谐波波电流及无无功补偿，，并起调节节电容直流流电压作用用。串联逆逆变器采用用PWM电电压控制技技术，通过过控制其输输出电压达达到抑制电电源电压谐谐波，减少少电源电压压波动对敏敏感负荷的的影响。2、特点该装置综合合了串联和和并联补偿偿器的优点点，是一种种综合电能能质量补偿偿器，能解解决绝大多多数的短时时与暂态电电能质量问问题。4.3.5超导磁磁能（SMES）1、原理将电网交流流电源转换换成直流后后，利用超超导线圈以以磁能的形形式储存起起来，在需需要时，再再将储存的的磁能转变变为电能送送回电网，，其返回效效率极高，，可达90%～95%。2、特点SMES通通过大功功率电力电电子设备和和电网连接接，响应速速度极快，，能适应高高电能质量量的要求。。3、适用场场合SMES可可分为大大型、中型型和小型三三类，用于于改善电能能质量的主主要是小型型SMES，其容量量为0.5~10MJ，主要要功能是抑抑制闪变、、电压骤降降和瞬时断断电保护。。除以上方法法外，也可可配备在线线或离线不不间断电源（UPS）来抑抑制电压中中断与电压压暂降。1）当UPS采用在在线方式时时，暂降就就从本质上上得到抑制制；2）当采用用离线方式式时，只要要转换速度度足够