（电能质量监测改善需求）

今日世界，电能源是一切工农商业和生活设施的第一驱动力，而现代供配用电系统是最复杂的非线性系统。随着工农业生产规模的迅速扩大和电力电子新技术的应用，大量的非线性、不对称负荷产生的谐波电流、冲击无功、负序电流注入电网，伴随产生了大量的电能质量问题。

从上个世纪初电能质量问题的危害被人类发现以后，人类便开始长达100年的电能质量治理路程。

“检测 技术改善手段”阶段

对电能质量进行检测，发现电能质量问题（如谐波、无功功率等），采取相应改善手段。主要改善手段为无源滤波 无功补偿。

无源滤波技术

最初治理谐波的方法是通过组合LC等被动元件，在电路中提供一个旁路通道，让谐波电流从该旁路通道中流走。这种工作原理有点类似于通过滤网滤掉液体中的杂质，所以我们把这种谐波治理的方式称之为滤除谐波（后来称之为无源滤波（原因后详））。无源滤波针对各次谐波进行滤除，也就是说一组无源滤波设备智能滤除一个单次谐波。那么如果需要将电路里面的谐波全部滤除则需要配置很多组设备。这样的组合方式加大了用电的安全隐患，也无法保证滤波的可靠性。于是人们开始尝试寻找其他治理谐波的方式。

“监测 技术改善手段”阶段

由于电能质量的问题是经常变化的，光检测不能解决问题，于是开始对电能质量进行实时监测，发现更多的电能质量问题，同时改善手段也得到了进步，主要体现在有源滤波开始代替无源滤波。

有源滤波技术

谐波治理的发展过程中，有人感慨：“产生谐波易，治理谐波难”。而正是这句话，给了科学家灵感。这位无从考究的科学家提出了这样的思路——监测电路中的谐波，然后产生一个与该谐波大小一样方向相反的谐波与之进行抵消，达到消除谐波的目的。这种类似于酸碱中和的想法很快被应用到了实践，也就是我们现在耳熟能详的有源滤波器。严格意义上来说，有源滤波器并非滤波器，而是一个谐波发生器，而有源滤波器产生的时候无源滤波器已经有了几十年的历史了，于是有源滤波器继续沿用了滤波器这个称呼。而无源滤波器在滤波过程中无需外界提供电源产生谐波，有源滤波器则需要外界提供电源，所以才有了现在用来区分两者的名字。事实上，西方称有源滤波器为主动滤波器，称无源滤波器为被动滤波器，因为前者是主动消除谐波，后者是被动滤除谐波。

而有源滤波因为其技术优势，可以完美消除电路上100% （理论上）谐波，而被用户开始青睐，逐渐取代无缘滤波器。而有源滤波器的技术几乎都掌握在国外厂商手中。本文电能质量改善中提到的滤波器也是指的有源滤波器。

“监测 技术改善手段 管理改善手段”阶段

在这个阶段，电能质量的监测更加全面，能够发现多达上百种电能质量问题。在治理的过程中，同时增加了一些管理手段。如发现引起电能质量问题的设备并替换该设备，分析电路中存在的电能质量问题合理制定永能计划等。此阶段的典型产品代表是电能质量监测改善系统。

电能质量监测改善的要求

从用户的角度来说，对电能质量监测改善有如下要求：

1、满意的效果，用户能够看到电能质量的显著改善；

2、提升整个供配用电系统的安全可靠性，确保人员的安全和其他设备的安全；

3、用户使用方便，易操作。

用户简单的要求，实质上是在考验设备厂商的两大能力：

技术能力电能质量的改善不是一件简单的事情，特别是谐波治理过程，有源滤波器本身就是一个谐波产生器，技术不成熟，则有可能起到适得其反的目的。这种事情在国内也是经常遇到的，有的有源滤波器装上去以后，谐波没有减小，反而增大了。

服务能力电能质量问题的治理是一件持续进行的事情，特别是有的用户的电能质量为因负载而变化。仅仅是将设备安装上，没有调试和后期服务肯定是不行的。不少知名品牌由于在国内代理混乱，导致很多产品安装了最后没有运行就是服务能力跟不上的体现。

可靠性危机对用户来说，特别是医院、广电、汽车、造纸等用户，电能质量差，无法给设备提供可靠稳定的能源供给，影响设备正常运行，进而影响用户的正常运营。

成本危机设备的非正常运行自然会影响设备的寿命，给用户增加折旧成本；同时设备没有处于最佳工作状态，影响用户整体工作效率，直接影响用户经济效益。

政府对电能质量问题日趋重视

伴随着电能质量问题日益严重，政府开始关注电能质量，并出台了一系列措施规范和提升电能质量，包括对功率因数低的厂商进行罚款，出台谐波含量规范文件等。

电能质量监测改善系统作用于用户端供配用电设备。该系统能够实时监测用户端电能源中存在的电能质量问题，并提供电能质量改善设备（如有源滤波器、无功补偿设备等）帮助改善用户电能质量。使用户用电更加经济、安全、可靠。可接入全时动态能效管控系统。

系统实时监测电能源中的电能质量数据，并对数据进行分析，提出和实施改善方案。具体步骤如下：

监测——实时监测系统中一百多项电能质量数据，发现电能质量问题。

分析——对数据进行分析，为用户对电能质量的改善提供依据。

改善——通过技术手段和管理手段改善电能质量。

实时监测电能质量

谐波治理

无功补偿

其他管理手段改善电能质量

接入全时能效管控系统实现更多功能

该系统由以下几部分组成

1、电能质量监测装置

2、数据采集和分析软件

3、电能质量改善设备（有源滤波器和无功补偿设备 ）

电能质量的显著改善；

提升供配用电系统的安全性可靠性；

用户使用方便，易操作。

下面以典型电能质量监测改善系统-EPDS™【海亿达HIETECH】为例进行具体解说：

电能质量监测改善系统监测硬件

1）智能参数测量仪表与条件传感器；

2）能源监测仪表；

3）能源监测与管理控制仪表；

4）高级能源监测与分析管理装置；

5）非电能仪表

电能质量监测改善系统通讯装置与软件

1）总线通讯装置；

2）能源监测系统软件；

3）@全时动态能源管理系统；

4）过程能耗分析软件；

5）能耗模型库。

电能质量监测改善系统电能质量改善装置与系统

1）APF;

2) SVG;

3) SVC;

4) DVR.

EPDS™【电能质量监测改善系统】实现对各种电能质量信息的全面在线监测、统计、分析、评估、返演功能，简单介绍如下：

1、电能质量指标监测功能 国标规定的电压偏差、频率偏差、谐波、电压不平衡、电压波动和闪变五项电能质量指标数据。 IEEE规定的电压暂降、电压中断、短时过电压、瞬变电压等电能质量指标数据。

2、全电量监测功能 提供对系统电压、电流、频率、功率、功率因素、电量等数据的监测，并提供全电量越限报警和故障滤波功能；全电量数据同时保存到本地文件或数据库中，可随时调出进行趋势分析。

3、电压扰动监测与分析功能 在线记录每次电压扰动期间各相电压、电流的数据信息，并提供电压扰动期间各相电流、各相电压的波形分析，以及电压变化的趋势曲线分析。同时，还提供多种工业分析方法，比如ITIC曲线分析、SEMI曲线分析以及SARFI分析等。

4、电压瞬变监测与分析功能 记录瞬变发生时的电压等信息及其持续时间，并提供瞬变电压波形分析。

5、谐波监测与分析功能 系统能监测各通道多达50次谐波和50次间谐波含量、幅值、角度、功率等数据，并进行本地和数据库存储，随时进行调出以表格或曲线方式进行分析。

6、综合分析功能 系统提供局、站、装置、监测点等多达4级的电能质量信息综合分析功能，可自主选择各级节点的数据进行综合，并形成曲线或报表进行输出。

7、WEB分析功能 系统提供给用户全WEB分析功能，包括实时电能质量信息发布、历史电能质量信息查询、统计、报表、分析等，对电能质量信息及其分析结果进行多种方式导出，比如word、excel、pdf等格式。

8、基于地理信息支持的WEB应用功能 在地图上发布电能质量信息，并实时提醒发生的电能质量事件。通过区域选择方式，直观地对区域进行电能质量信息进行分析、统计、报表等。

9、基于地图回放电能质量事件功能 根据选择的时间范围内，在地图上回放所发生的事件，方便用户事后的故障分析，查找电能质量事件真正的原因。

10、PQDIF格式支持功能 系统支持离线和在线方式将系统电能质量数据以PQDIF格式导出，同时也可将第三方PQDIF格式的数据导入系统数据库。

11、支持插件式通讯规约 系统提供多达近10种通讯规约，并提供基于标准的通讯规约接口，方便第三方的电能质量装置接入。

12、支持模版数据配置功能 系统提供通道数据的模版配置及粘贴功能，极大减少用户配置的工作量。

13、其它功能 系统提供登录功能，防止非法用户进入；监视主要运行进程，并重启退出进程；在线记录运行日志，方便解决现场问题；等等。 应用模块能应用模块能应用模块能应用模块能 QPQM-2006系统包括信息发布、信息分析与统计、事故返演、综合分析等功能。

随着电网中非线性负荷及冲击性负荷的增加,电能质量问题日益突出,其产生的各种危害也已引起社会越来越多的重视。要保障电网和用电设备的安全和经济运行,就必须及时地对电网中的谐波源及其污染程度进行定量分析,以便采取适当的措施加以限制和管理。

传统的电能质量测试手段存在着局限性。海亿达能源科技研发EPDS™智能配电系统即电能质量监测改善系统,建立了遍及全网的电能质量在线监测网,以及一套统一开放的监控和管理平台,动态监测电网电能质量水平,进而针对严重影响电网电能质量的干扰性负荷进行改造,有效地提高了电能质量管理水平。也是利用现代测量控制技术和数据处理与通讯技术，在经济合理的成本下实现对用户端包括电源进线到终端用电设备在内的全部配电用电系统设施的管理控制，大幅提高配电用电系统与设施的运行与管理效率，降低运营成本。系统将基本数据测量、遥控操作、告警、设施状况分析、设备诊断、电能质量分析等主要功能集成实现统一管理；采用现场总线连接装设在配电开关柜、电机、变压器、直流屏等设备上的远程测量监控管理单元，组成测控网络，接入系统管理主站；通过以太网与其他应用系统如BMS、ERP等联结。ePDS系统还可提供：负荷控制管理与负荷减载、故障定位诊断、负荷趋势、电能成本分摊分析等增强功能。

电能质量从用户角度上讲，是指一切会引起用电设备异常运行、故障或停电的供电电压、电流及频率的异常扰动。近年来，配电网中整流器、变频调速装置、电弧炉、电气化铁路以及各种电力电子设备不断增加，这些负荷的非线性、冲击性和不平衡的用电特性，对电能质量造成严重污染。另一方面，现代工业、商业及居民用户的用电设备对电能质量更加敏感，对供电质量提出了更高的要求。