电能质量评估方法概述

     电能质量评估是针对确定的评估指标，根据监测所获取的数据及当地负荷类型特点作指标计算和统计分析，或根据当地电网的结构参数及负荷模型作仿真计算，最后得出指标值和评估结论。由于不同负荷受不同质量问题的影响不同，在作评估时要与当地负荷的敏感度相结合，才能得到比较准确的评估指标结果。但目前结合负荷敏感度的评估操作起来有很大困难。本文仅根据前述各项指标作评估分析，暂不考虑负荷所受的影响。
      按照六项电能质量问题的特征我们可以将其分为三类，下面分别予以叙述。
        (1)电压偏差和频率偏差的产生是与负荷需求和系统的运行相关的，无功和有功的不平衡是造成电压偏差和频率偏差的主要原因。对这两种质量问题，我们往往关注偏差值的大小和偏差持续时间。对电压和频率在评估期间内作连续监测，并对监测的数据简单计算和统计，求出相应指标即可。
        (2)电压波动和闪变、电压谐波、三相电压不平衡问题可归为一类，三者都是由于特殊负荷工作时电流的不规则吸取或注入(谐波)而引起的电压变化。这些特殊负荷容量一般较大，如电力机车、电弧炉、大容量整流装置等。另外家用电器单台容量虽不大，但在某些地区却占相当大的负荷比重，产生的谐波等质量问题也不容忽视。对这三种质量问题评估的方法，主要有预测法和实测法。预测法指在电网规划、建设阶段或干扰负荷接入电网之前通过计算、仿真的方法对可能出现的质量问题进行评价。实测法指对现有的电网监测并对测得的数据作指标计算和统计分析，评价三种质量问题在时间空间上的分布特点和严重程度。
       用预测法评估，供电部门必须先掌握这些特殊负荷详细资料。比如负荷的工作方式、容量、所处位置、工作时段等。根据这些资料，再加上电网参数的数学模型，就可以对此类质量问题作预测分析了。
       预测分析法通常是先根据电网的结构和参数作网络的等值电路图。计算谐波时，网络参数应是该次谐波的参数；计算三相不平衡时，应用三相序的参数。然后根据负荷的特性得到负荷工作时吸取或注入(谐波)电流，就可计算出因负荷不规则电流而引起的公共点电压变动量来。最后求取各项指标。具体的预测计算方法有多种，可参阅文献。用预测方法分析时，各计算量的数学模型如网络结构、参数、负荷的工作电流必须有一定的准确性，否则会有较大的误差。另外国标及其附件也推荐了几种预测估算的公式，可结合实际加以应用。
       用实测法评估此类质量问题，也主要是根据监测仪测量的数据作统计分析和指标计算。在较先进的一类监测仪中一般已经对数据作了计算处理，一些质量问题的部分指标，都是可以从监测仪输出数据中直接得到的。更多的是建立数据库对这些数据的统计分析工作，现已有不少成熟且功能强大的监测数据分析软件可以利用，如FLUKE公司的Scenario分析软件，可节省大量的人工计算。
       (3)电压凹陷与短时间间断的评估方法经国内外的学者研究，已有了一些较好的评估方法。现在的研究中多借以经典的可靠性评估方法对它作评估。但与可靠性问题不同的是，电压长时间间断会给所有负荷造成影响，而电压凹陷与短时间间断只会给可编程逻辑控制器(PLC)、可调速电机(ASD)等一类敏感负荷产生影响，即与负荷的敏感程度有关。因此，在评估这类问题时要与用户的敏感度相结合。而确定某点电压凹陷和短时间间断发生时它们的几个特征量，则是通过选择电力系统的部分站点进行长期电能质量实地监测或对系统进行随机预估的方法。相比而言，前者更准确。但受到所需费用高和监测周期长的限制。而随机预估会很好地解决这两个问题，它又可分为临界距离法和故障点法。临界距离法计算简单，在系统结构未知的情况下也可以应用，但它只能计算线路故障时的凹陷幅值，不能将变电站、母线等故障情况加以考虑，同时它没有计及凹陷持续时问对敏感负荷的影响；而故障点法可考虑各种情况及各特征量的影响，但它相对复杂，且计算量大。论文将两种方法结合，综合各自的优点，提高了准确度、减小了计算量。最后将实测或随机预估而得到的电压凹陷和短时间间断发生次数进行统计，与各类敏感性负荷的敏感度曲线(如美国信息工业协会制定的ITIC曲线)相结合。统计出评估对象范围内受影响的总户次数，可以求出SARFIx等指标来。
        电能质量监测和评估一定程度上是以电能质量分析方法为基础的。随着对电能质量现象的深入研究，电能质量分析方法得到了不断地创新和发展，这又促使了电能质量监测方法和评估方法的改进。近年来，许多学者利用小波变换、人工神经网络等方法来分析电能质量现象，并将这些方法应用于电能质量监测和电能质量评估当中，己取得了不少的成果。