1.引言
電能質(zhì)量是指通過(guò)公用電網(wǎng)供給用戶端的交流電能的質(zhì)量,。理想狀態(tài)的公用電網(wǎng)應(yīng)以恒定的頻率,、標(biāo)準(zhǔn)正弦波和額定電壓對(duì)用戶供電。同時(shí),，在三相交流系統(tǒng)中,，各相電壓和電流的幅值大小應(yīng)相等、相位對(duì)稱且相差120度,。但由于系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī),、變壓器和線路等設(shè)備非線性或不對(duì)稱、負(fù)荷性質(zhì)多變,，加之調(diào)控手段不完善及運(yùn)行操作,、外來(lái)干擾和各種故障等原因，這種理想狀態(tài)并不存在,。因此,，產(chǎn)生了電網(wǎng)運(yùn)行電力設(shè)備和供用電環(huán)節(jié)中的各種問(wèn)題，也就產(chǎn)生了電能質(zhì)量的概念,。
改革開(kāi)放以前,，我國(guó)工業(yè)水平比較落后，制造業(yè)工藝比較粗糙,，高,、精、尖方面的先進(jìn)制造業(yè)更是缺乏,，因而,，諧波引起的影響與危害并不明顯，而電能質(zhì)量問(wèn)題更提不到議事日程,。人們普遍認(rèn)為,，只要能保證電網(wǎng)頻率的正常以及保證供電電壓在一定范圍內(nèi)，就等于保證了電網(wǎng)的電能質(zhì)量,。另外從我國(guó)的電力系統(tǒng)供求關(guān)系來(lái)看,，80年代之前處于計(jì)劃和短缺經(jīng)濟(jì)時(shí)期，有沒(méi)有電供用戶使用是主要問(wèn)題,，自然“電能質(zhì)量”問(wèn)題就無(wú)從談起,。
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)過(guò)程的高度自動(dòng)化,，電網(wǎng)中各種非線性負(fù)荷不斷增長(zhǎng);各種復(fù)雜的,、精密的,，對(duì)電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備越來(lái)越多,。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益普及，大量基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制設(shè)備和電子裝置不僅對(duì)供電電能質(zhì)量異常敏感,，同時(shí)也加劇了電能質(zhì)量的進(jìn)一步惡化,。
電力系統(tǒng)電能質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生主要有以下幾個(gè)原因[1][2]：
(1)電力系統(tǒng)元件存在的非線性問(wèn)題
電力系統(tǒng)元件的非線性問(wèn)題主要包括：發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的諧波;變壓器產(chǎn)生的諧波;直流輸電產(chǎn)生的諧波,。此外，還有變電站并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置等因素對(duì)諧波的影響,。其中,，直流輸電是目前電力系統(tǒng)最大的諧波源。
(2)非線性負(fù)荷
在工業(yè)和生活用電負(fù)載中,，非線性負(fù)載占很大比例,，這是電力系統(tǒng)諧波問(wèn)題的主要來(lái)源。電弧爐(包括交流電弧爐和直流電弧爐)是主要的非線性負(fù)載,，它的諧波主要是由起弧的時(shí)延和電弧的嚴(yán)重非線性引起的,。居民生活負(fù)荷中，熒光燈的伏安特性是嚴(yán)重非線性的,，會(huì)引起較為嚴(yán)重的諧波電流,，其中3次諧波的含量最高。大功率整流或變頻裝置也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波電流,，對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重污染,，同時(shí)也使功率因數(shù)降低。
(3)電力系統(tǒng)故障
電力系統(tǒng)運(yùn)行的各種故障也會(huì)造成電能質(zhì)量問(wèn)題,，如各種短路故障,、自然災(zāi)害、人為誤操作,、電網(wǎng)故障時(shí)發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁系統(tǒng)的工作狀態(tài)的改變,、故障保護(hù)裝置中的電力電子設(shè)備的啟動(dòng)等都將造成各種電能質(zhì)量問(wèn)題。
電能質(zhì)量問(wèn)題不僅僅關(guān)系到用電設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性,，而且還關(guān)系到供用電市場(chǎng)的規(guī)范化,。它的產(chǎn)生可能來(lái)源于供電方的輸配電系統(tǒng)，也可能來(lái)源于用戶端的不合理用電,，還可能來(lái)源于雷電等自然現(xiàn)象,。只有對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行有效地監(jiān)測(cè)才會(huì)對(duì)問(wèn)題的產(chǎn)生和影響有清楚的認(rèn)識(shí)，這樣才能為電能質(zhì)量的改善﹑供用電雙方的協(xié)調(diào)和供用電市場(chǎng)的規(guī)范提供真實(shí)依據(jù),，以便采取有效的解決措施,。在這樣的環(huán)境下，探討電能質(zhì)量領(lǐng)域的相關(guān)理論及其控制技術(shù),，分析我國(guó)電能質(zhì)量管理和控制的發(fā)展趨勢(shì),，具有現(xiàn)實(shí)意義。
22.電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀
2.12.1衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)
由于所處立場(chǎng)不同,，關(guān)注電能質(zhì)量的角度不同,，人們對(duì)電能質(zhì)量的定義還未能達(dá)成完全的共識(shí)，但是對(duì)其主要技術(shù)指標(biāo)都有較為一致的認(rèn)識(shí),。主要指標(biāo)為國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局相繼頒布的涉及電能質(zhì)量五個(gè)方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),，即：供電電壓允許偏差,，供電電壓允許波動(dòng)和閃變，供電三相電壓允許不平衡度,，公用電網(wǎng)諧波,，以及供電頻率允許偏差等的指標(biāo)限制。
(1)電壓偏差(voltagedeviation)：是電壓下跌(電壓跌落)和電壓上升(電壓隆起)的總稱,。
(2)頻率偏差(frequencydeviation)：對(duì)頻率質(zhì)量的要求全網(wǎng)相同,，不因用戶而異，各國(guó)對(duì)于該項(xiàng)偏差標(biāo)準(zhǔn)都有相關(guān)規(guī)定,。
(3)電壓三相不平衡(unbalance)：表現(xiàn)為電壓的最大偏移與三相電壓的平均值超過(guò)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),。
(4)諧波和間諧波(harmonics&inter-harmonics)：含有基波整數(shù)倍頻率的正弦電壓或電流稱為諧波。含有基波非整數(shù)倍頻率的正弦電壓或電流稱為間諧波,，小于基波頻率的分?jǐn)?shù)次諧波也屬于間諧波,。
(5)電壓波動(dòng)和閃變(fluctuation&flicker)：電壓波動(dòng)是指在包絡(luò)線內(nèi)的電壓的有規(guī)則變動(dòng)，或是幅值通常不超出0.9～1.1倍電壓范圍的一系列電壓隨機(jī)變化,。閃變則是指電壓波動(dòng)對(duì)照明燈的視覺(jué)影響,。
此外IEEE第22標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)委員會(huì)和其他國(guó)際委員會(huì)從電壓幅值和電壓波形兩個(gè)方面采用11種指標(biāo)來(lái)衡量電能質(zhì)量[3][4]，其中電壓幅值指標(biāo)包括：斷電(interruption),、電壓下跌(sag),、電壓上升(swell)、瞬時(shí)脈沖(impulse),、電壓波動(dòng)(fluctuation)與閃變(flicker),、電壓切痕(notch)、過(guò)電壓(over-voltage),、欠電壓(under-voltage),、電壓波形指標(biāo)包括：諧波(harmonic)、間諧波(inter-harmonic),、頻率偏差(frequencydeviation),。
2.22.2電能質(zhì)量控制策略與技術(shù)
2.2.1幾種電能質(zhì)量控制策略
①PID控制：這是應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律,，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、穩(wěn)定性好、工作可靠,、調(diào)整方便,，易于在工程中實(shí)現(xiàn)。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握,，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí),，應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。其缺點(diǎn)是：響應(yīng)有超調(diào),，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)攝動(dòng)和抗負(fù)載擾動(dòng)能力較差,。
②空間矢量控制：空間矢量控制也是一種較為常規(guī)的控制方法,。其原理是：將基于三相靜止坐標(biāo)系(abc)的交流量經(jīng)過(guò)派克變換得到基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系(dq)的直流量從而實(shí)現(xiàn)解耦控制,。常規(guī)的矢量控制方法一般采用DSP進(jìn)行處理，具有良好的穩(wěn)態(tài)性能與暫態(tài)性能,。也可采用簡(jiǎn)化算法以縮短實(shí)時(shí)運(yùn)算時(shí)間,。
③模糊邏輯控制：知道被控對(duì)象精確的數(shù)學(xué)模型是使用經(jīng)典控制理論的"頻域法"和現(xiàn)代控制理論的“時(shí)域法”設(shè)計(jì)控制器的前提條件,。模糊控制作為一種新的智能控制方法,，無(wú)需對(duì)系統(tǒng)建立精確的數(shù)學(xué)模型。它通過(guò)模擬人的思維和語(yǔ)言中對(duì)模糊信息的表達(dá)和處理方式,，對(duì)系統(tǒng)特征進(jìn)行模糊描述,，來(lái)降低獲取系統(tǒng)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特征量付出的代價(jià)。
?、芊蔷€性魯棒控制：超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置(SMES)實(shí)際運(yùn)行時(shí)會(huì)受到各種不確定性的影響,，因此可通過(guò)對(duì)SMES的確定性模型引入干擾，得到非線性二階魯棒模型,。對(duì)此非線性模型,，既可應(yīng)用反饋線性化方法使之全局線性化，再利用所有線性系統(tǒng)的控制規(guī)律進(jìn)行控制,，也可直接采用魯棒控制理論設(shè)計(jì)控制器,。
2.2.2FACTS技術(shù)
FACTS，即基于電力電子控制技術(shù)的靈活交流輸電,，是上世紀(jì)80年代末期由美國(guó)電力研究院(EPRI)提出的,。它通過(guò)控制電力系統(tǒng)的基本參數(shù)來(lái)靈活控制系統(tǒng)潮流，使輸送容量更接近線路的熱穩(wěn)極限,。采用FACTS技術(shù)的核心目的是加強(qiáng)交流輸電系統(tǒng)的可控性和增大其電力傳輸能力,。
目前有代表性的FACTS裝置主要有：可控串聯(lián)補(bǔ)償電容器、靜止無(wú)功補(bǔ)償器,、晶閘管控制的串聯(lián)投切電容器,、統(tǒng)一潮流控制器等。
2.2.3用戶電力(CustomPower)技術(shù)
用戶電力技術(shù)就是將電力電子技術(shù),、微處理機(jī)技術(shù),、自動(dòng)控制技術(shù)等運(yùn)用于中低壓配電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)中，其目的是加強(qiáng)配電系統(tǒng)的供電可靠性,，并減小諧波畸變,，改善電能質(zhì)量。該技術(shù)的核心器件IGBT比GTO具有更快的開(kāi)關(guān)頻率,，并且關(guān)斷容量已達(dá)MVA級(jí),，因此DFACTS裝置具有更快的響應(yīng)特性,。
目前主要的FACTS裝置有：有源濾波器(APF)、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器(DVR),、配電系統(tǒng)用靜止無(wú)功補(bǔ)償器(D-STATCOM),、固態(tài)切換開(kāi)關(guān)(SSTS)等。
2.32.3電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置
由于電能質(zhì)量需要監(jiān)測(cè)的量很多而且大多是高度畸變的,，傳統(tǒng)的方法是采用模擬信號(hào)的分析,，監(jiān)測(cè)不同的電能質(zhì)量指標(biāo)使用不同的儀表。如傳統(tǒng)的測(cè)量電壓和電流有效值的電壓表,、電流表,，測(cè)量功率損耗的有功表、無(wú)功表,，測(cè)量頻率的頻率表,，還有諧波表、三相不平衡度計(jì),、電壓波動(dòng)和閃變儀[5],。此類儀器的不足之處是可監(jiān)測(cè)的指標(biāo)少，通用性差,、精度較低,、自動(dòng)化程度較低。
采用微處理器為核心的新一代數(shù)字式儀表已被廣泛應(yīng)用,，核心由DSP(DigitalSignalProceeding)所構(gòu)成,。一般都可和計(jì)算機(jī)相連，構(gòu)成數(shù)據(jù)處理能力較強(qiáng)的PC+DSP主從式結(jié)構(gòu),，具有顯示,、存儲(chǔ)、通信,、人機(jī)對(duì)話等功能,。對(duì)一個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有較好的效果,。
目前電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)傾向于采用永久性的固定設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè),，對(duì)于固定電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備而言，需要綜合考慮成本和性能進(jìn)行專門的研制,?；谖⑻幚砥鞯闹悄芑娔苜|(zhì)量在線監(jiān)測(cè)設(shè)備采用嵌入式系統(tǒng)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在設(shè)計(jì)上具有在線監(jiān)測(cè)、智能化,、網(wǎng)絡(luò)化,、實(shí)時(shí)性好和成本低的特點(diǎn)。基于雙CPU的嵌入式系統(tǒng)將嵌入式DSP處理器和嵌入式微控制器相結(jié)合,，通過(guò)2個(gè)CPU擴(kuò)充系統(tǒng)資源,，共同分擔(dān)系統(tǒng)負(fù)荷，同時(shí)DSP作為高速處理器件也利于保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,。這種雙CPU系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和DSP的高速處理能力對(duì)于保證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè),、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等強(qiáng)大功能而又不犧牲實(shí)時(shí)性起到了關(guān)鍵作用,。它具有在線監(jiān)測(cè)、精度高,、升級(jí)潛力大,、實(shí)時(shí)性好、體積小,、成本低的特點(diǎn),，既適用于現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量分析，也適用于長(zhǎng)期的在線監(jiān)測(cè),。
2.42.4電能質(zhì)量分析方法
電力系統(tǒng)中的各種擾動(dòng)引起的電能質(zhì)量問(wèn)題主要可分為穩(wěn)態(tài)事件和暫態(tài)事件兩大類,。穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題以波形畸變?yōu)樘卣鳎饕ㄖC波,、間諧波,、波形下陷及噪聲等;暫態(tài)事件通常是以頻譜和暫態(tài)持續(xù)時(shí)間為特征，可分為脈沖暫態(tài)和振蕩暫態(tài)兩大類[6],。
電能質(zhì)量的分析方法主要有時(shí)域仿真法,、頻域分析方法和基于變換的方法。
1時(shí)域仿真法
時(shí)域仿真方法在電能質(zhì)量分析中的應(yīng)用最為廣泛,，其最主要的用途是利用各種時(shí)域仿真程序?qū)﹄娔苜|(zhì)量問(wèn)題中的各種暫態(tài)現(xiàn)象進(jìn)行研究,。對(duì)于電壓下跌、電壓上升,、電壓中斷等有關(guān)電能質(zhì)量暫態(tài)問(wèn)題,，由于其持續(xù)時(shí)間短、發(fā)生時(shí)間不確定,、對(duì)頻域分析提出了較高的要求,，較多采用時(shí)域仿真方法。
目前EMTP,、EMTDC,、NETOMAC等系統(tǒng)暫態(tài)仿真程序[7]和SPICE、PSPICE,、SABER等電力電子仿真程序在研究中得到了廣泛的應(yīng)用,，有的已經(jīng)被做成商業(yè)軟件。
采用時(shí)域仿真計(jì)算的缺點(diǎn)是仿真步長(zhǎng)的選取決定了可模擬的最大頻率范圍，因此必須事先知道暫態(tài)過(guò)程的頻率覆蓋范圍,。此外,，在模擬開(kāi)關(guān)的開(kāi)合過(guò)程時(shí)，還會(huì)引起數(shù)值振蕩,。
2頻域分析法
頻域分析方法主要用于電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)問(wèn)題,。比如諧波、電壓波動(dòng)和閃變,、三相不平衡等,。相對(duì)于暫態(tài)問(wèn)題，此類事件具有變化相對(duì)較慢,、持續(xù)事件較長(zhǎng)等特點(diǎn),。對(duì)稱分量法是最常用的方法。它的優(yōu)點(diǎn)是概念清晰,、建模簡(jiǎn)單,、算法成熟，但耗時(shí)長(zhǎng),。
頻域分析方法主要包括頻率掃描,、諧波潮流計(jì)算和混合諧波潮流計(jì)算等，該方法多用于電能質(zhì)量中諧波問(wèn)題的分析,。
頻率掃描和諧波潮流計(jì)算在反映非線性負(fù)載動(dòng)態(tài)特性方面有一定局限性,，因此混合諧波潮流計(jì)算法在近些年中發(fā)展起來(lái)。其優(yōu)點(diǎn)是可詳細(xì)考慮非線性負(fù)載控制系統(tǒng)的作用,，因此可精確描述其動(dòng)態(tài)特性,。缺點(diǎn)是計(jì)算量大，求解過(guò)程復(fù)雜,。
3基于變換的方法
在電能質(zhì)量分析領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的基于變換的方法主要有復(fù)立葉變換,、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、二次變換,、小波變換和Prony分析等5種方法,。
(1)傅立葉變換
傅立葉變換是電能質(zhì)量分析領(lǐng)域中的基本方法，傅立葉變換的優(yōu)點(diǎn)是算法快速簡(jiǎn)單,。但其缺點(diǎn)也很多：
?、匐m然能夠?qū)⑿盘?hào)的時(shí)域特征和頻域特征聯(lián)系起來(lái)觀察，但不能將二者有機(jī)地結(jié)合起來(lái),。
?、谥荒苓m應(yīng)于確定性的平穩(wěn)信號(hào)(如諧波)，對(duì)時(shí)變非平穩(wěn)信號(hào)難以充分描述,。
?、鄱虝r(shí)傅立葉變換(STFT)的離散形式?jīng)]有正交展開(kāi),，難以實(shí)現(xiàn)高效算法;只適合于分析特征尺度大致相同的過(guò)程，不適合分析多尺度過(guò)程和突變過(guò)程,。
?、芸焖俑盗⑷~變換(FFT)變換的時(shí)間信息利用不充分，任何信號(hào)沖突都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)頻帶的頻譜散布;在不滿足前提條件時(shí),，會(huì)產(chǎn)生“旁瓣”和“頻譜泄露”現(xiàn)象,。
傅立葉變換是經(jīng)典的頻譜分析和信號(hào)處理方法。其對(duì)含有短時(shí)高頻分量與長(zhǎng)時(shí)間低頻分量的電能質(zhì)量信號(hào)分析具有一定的局限性,。目前經(jīng)改進(jìn)的快速傅立葉變換(FFT)和(STFT)已經(jīng)成為電能質(zhì)量分析的基礎(chǔ),。
(2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論是巨量信息并行處理和大規(guī)模平行計(jì)算的基礎(chǔ)，它既是高度非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng),，又是自適應(yīng)組織系統(tǒng),，可用來(lái)描述認(rèn)知、決策及控制的智能行為,。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的優(yōu)點(diǎn)是：可處理多輸入-多輸出系統(tǒng),，具有自學(xué)習(xí),、自適應(yīng)等特點(diǎn);不必建立精確數(shù)學(xué)模型,，只考慮輸入輸出關(guān)系即可。
缺點(diǎn)是：存在局部極小問(wèn)題,，會(huì)出現(xiàn)局部收斂,，影響系統(tǒng)的控制精度;理想的訓(xùn)練樣本提取困難，影響網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練速度和訓(xùn)練質(zhì)量;網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不易優(yōu)化,。
(3)二次變換法
二次變換是一種基于能量角度來(lái)考慮的新的時(shí)域變換方法,。該方法的基本原理是用時(shí)間和頻率的雙線性函數(shù)來(lái)表示信號(hào)的能量函數(shù)。
二次變換的優(yōu)點(diǎn)是：可以準(zhǔn)確地檢測(cè)到信號(hào)發(fā)生尖銳變化的時(shí)刻;精確測(cè)量基波和諧波分量的幅值,。缺點(diǎn)是：無(wú)法準(zhǔn)確地估計(jì)原始信號(hào)的諧波分量幅值;不具有時(shí)域分析功能,。
(4)小波分析法
小波變換是近年來(lái)興起的一種算法，由于具有時(shí)域局部化的優(yōu)點(diǎn),，特別適合于突變信號(hào)和不確定信號(hào)的分析,。目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有許多文獻(xiàn)應(yīng)用小波變換對(duì)諧波監(jiān)測(cè)[8]、電磁暫態(tài)波形分析,、電力系統(tǒng)擾動(dòng)建模等電能質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行了研究,。
小波變換是一種多尺度分析數(shù)字技術(shù)，它通過(guò)對(duì)時(shí)間序列過(guò)程從低分辨率到高分辨率的分析,，顯示過(guò)程變化的整體特征和局部變化行為,。
常用的小波基函數(shù)有：Daubechies小波、B小波,、Morlet小波,、Meyer小波等,。
小波變換的優(yōu)點(diǎn)是：具有時(shí)-頻局部化的特點(diǎn)，特別適合突變信號(hào)和不平穩(wěn)信號(hào)分析;可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行去噪,、識(shí)別和數(shù)據(jù)壓縮,、還原等。
缺點(diǎn)是：在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中運(yùn)算量較大,，需要采用DSP等高價(jià)格的高速芯片;小波分析有“邊緣效應(yīng)”,，邊界數(shù)據(jù)處理會(huì)占用較多時(shí)間，并帶來(lái)一定誤差,。
(5)Prony分析法
Prony分析衰減的思想類似于小波,。在該方法中，信號(hào)總是被認(rèn)為可以由一系列的衰減的正弦波構(gòu)成,，這些衰減正弦波類似于小波函數(shù),。所以Prony分析方法和小波一樣，可以做多尺度的信號(hào)分析,。Prony分析的主要缺點(diǎn)是計(jì)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng),。
33.電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)分析展望
電能質(zhì)量的分析和監(jiān)測(cè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。它設(shè)計(jì)到電力系統(tǒng),、自動(dòng)控制,、現(xiàn)代通信等多個(gè)方面。目前乃至今后一段時(shí)間內(nèi),，它在發(fā)展中要解決以下幾方面的問(wèn)題[9]：
(1)基礎(chǔ)理論的研究
電能質(zhì)量基礎(chǔ)理論研究是對(duì)其本質(zhì)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ),，包括統(tǒng)一的畸變波形行電能質(zhì)量的含義，各功率成分的定義,、產(chǎn)生機(jī)理,、評(píng)價(jià)體系的研究，及物理意義,，科學(xué)的計(jì)算方法研究等,。目前為適應(yīng)不同的需要提出許多的定義方法。各方法在數(shù)學(xué)表達(dá)式,、物理意義,、建立模型及實(shí)施方面各有所長(zhǎng)，但距離理論上和實(shí)際上的統(tǒng)一并易于接受的表達(dá)式尚有一定的差距,，無(wú)法對(duì)電能質(zhì)量做出綜合的分析和評(píng)估,。這一理論的短缺無(wú)疑將會(huì)阻礙對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)一步的深入研究。
(2)新型算法的開(kāi)發(fā)
隨著近代數(shù)學(xué)和人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展及大量跨學(xué)科,、跨專業(yè)交叉理論的出現(xiàn),，電能質(zhì)量分析的模型、方法和手段呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的多樣性,，如何以更科學(xué),、更先進(jìn)的模型來(lái)分析電能質(zhì)量,，改善其對(duì)電網(wǎng)的影響，也是電能質(zhì)量研究領(lǐng)域內(nèi)不可忽視的核心所在,。就目前電能質(zhì)量的研究情況來(lái)看,，小波分析、模糊數(shù)學(xué)的方法,、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,、遺傳算法及交叉技術(shù)將成為今后電能質(zhì)量新算法研究的主流方向?？蓱?yīng)用模糊數(shù)學(xué)方法建立精確數(shù)學(xué)模型,，應(yīng)用小波變換對(duì)擾動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行辨識(shí)、分類和原因分析,，應(yīng)用模糊-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法確定有效信息的傳輸,、存儲(chǔ)。這些理論的推出及其日漸成熟對(duì)電能質(zhì)量研究領(lǐng)域從算法本身到算法的適用領(lǐng)域,、算法性能的改善等各方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,。
(3)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化
現(xiàn)代電網(wǎng)規(guī)模越來(lái)越大,，監(jiān)測(cè)點(diǎn)越來(lái)越多,，未來(lái)電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)不僅局限于某一點(diǎn)，而是要實(shí)現(xiàn)同一供電系統(tǒng),、不同地點(diǎn)的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè),，甚至實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同供電系統(tǒng)的集中監(jiān)測(cè),。在功能上,，更強(qiáng)調(diào)智能化，除具有計(jì)算,、顯示等功能外,，還要有一定的判斷、分析,、決策等功能,，如能進(jìn)行事件預(yù)測(cè)、故障辨識(shí),、干擾源識(shí)別和實(shí)時(shí)控制,，初步具有自動(dòng)的實(shí)用先進(jìn)的計(jì)算智能評(píng)估功能。
電能質(zhì)量分析及及其監(jiān)測(cè)是一個(gè)較復(fù)雜的問(wèn)題,，如何合理,、全面地分析處理各種干擾源，充分將計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為電能質(zhì)量分析與監(jiān)測(cè)所用,，都是應(yīng)注意的問(wèn)題,。同時(shí)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在功能上提出了更高的要求,，也表明這一應(yīng)用領(lǐng)域的研究需要多種技術(shù)的相互融合和各個(gè)領(lǐng)域的密切合作。