电能质量及其分析方法综述

由表1可知，影响电能质量的暂态现象根据电流、电压的波形可分脉冲暂态和振荡暂态两种，它们主要是由雷击线路和投切电力设备引起的。此外，伴随着暂态过程还会出现电压上升（swell）、下降（sag）、和闪变（flick）等现象。因此，利用上列暂态仿真程序可在如下电能质量领域开展研究：
（1）计算系统中出现的过电压，分析其对各种保护设备的影响；

  （2）分析电容器投切造成的暂态现象；

　（3）分析可控换流器换流造成的电压波形下陷（notching）；

  （4）分析电弧炉造成的电压闪变；

  （5）分析不正常接地引起的电能质量问题；

  （6）开发改善电能质量的新型电力电子控制器。

　　由于配电系统中电能质量问题的日益严重，而广大电力用户对电能质量的要求不断提高，研究和应用各种改善电能质量的电力电子控制器已成为当务之急。利用暂态仿真程序对这些控制器及其控制策略进行仿真分析，将成为这些时域仿真程序在电能质量应用领域中最有发展前途的方法。
此外，由于EMTP等系统暂态仿真程序的不断发展，其功能日益强大，还可利用它们进行电力设备、元件的建模和电力系统的谐波分析。
3．2　频域分析方法
频域分析方法主要用于电能质量中谐波问题的分析，包括频率扫描、谐波潮流计算等。
3．2．1　频率扫描
   在谐波分析中，线性网络可用式（1）表示。

　　I_m＝Y_mU_mm＝1，2，…，h（1）

式中　Y_m为节点导纳矩阵；I_m为注入电流源矢量；U_m为节点电压矢量；m为谐波次数，其中，对应每个谐波频率的Y_m都要单独生成。
    通过向所需研究的节点注入幅值为1的电流，其余节点的注入电流置为零，求解式（1）所得的电压即为该节点的谐波输入阻抗和相应各节点间的转移阻抗。当注入电流的频率在一定范围内变动时，可得相应谐波阻抗－频率的分布图，从图中曲线的谷值和峰值可确定该节点发生串、并联谐振的频率。
3．2．2　常规谐波潮流计算
利用频域分析法还可进行谐波潮流计算，从而分析谐波在系统中的分布情况。
对应每个谐波频率，从各非线性负载电流中取出相应的分量组成注入电流矢量，代入式（1）即可求出各节点电压的相应频率分量。将这些分量合成，又可得各节点电压的时域波形。这种方法简单，适用于大多数情况，因此在实际谐波潮流计算中应用较多。

　　但在某些情况下，上述非线性负载模型的误差较大。因此，又提出了一种改进方法，即将非线性负载电流表示为如式（2）所示的负载节点电压和负载控制变量的函数