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1．1 研究背景
自上世纪80 年代以来，随着高新技术的发展和应用，现代用电设备对电能质量的要求不断提高。许多用户设备中都带有基于微处理机的控制器和功率电子器件, 它们对各种电磁干扰都极为敏感。而另一方面具有非线性负荷特征的设备在电力系统中得到了广泛应用，这些设备的运行使得电网中电压和电流波形畸变越来越严重，而且还会产生严重的电压波动、电压闪变和负序分量等电能质量问题。为满足高效生产的需要, 文护用电设备的正常运行, 越来越多的用户向供电企业提出了高质量供电的要求。改善电能质量对于电网和电气设备的安全、经济运行，保障产品质量和科学实验结果，文持人民生活和生产正常进行均有重要意义[1]。
1.1.1 电能质量问题
在IEEE的范围内，IEEE Std 1100给出了明确的定义：“电能质量就是电源敏感设备在合适的运行条件下运行的概念”¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬[2]¬¬¬¬。但是到现在为止，不同的学者或是不同的标准制定组织都有不同的定义。电能质量问题是在供电过程中导致电气设备出现误动作或故障损坏的任何异常现象，如电压凹陷、过电压、电流谐波和电气噪声等[3]，同时，电能质量还应包括电力系统的可靠性问题，包括系统的容量储备和安全性等。
1.1.2 电能质量的标准
在理想的交流电力系统中，电压频率为50Hz(或60Hz)，波形为标准正弦波且三相对称。但实际上，由于负荷的变动、非线性及故障等原因，电压不可能是如此理想的。过去的设备或装置，主要是电磁型的装置，对电能质量的要求并不高，而随着大量电子设备的使用，原有的电能质量标准需要进行修订或补充。电能质量标准的制定主要是针对以下几项内容[5]：
（1）频率。规定额定频率及允许频率偏差。
（2）电压。规定电力系统标称电压、电气设备额定电压和电气设备最高运行电压。
（3）波形。规定电力系统交流电的波形允许偏差，如波形、闪变、跌落等。
目前，世界上工业发达国家都已制定和颁布实施了符合本国情况的国家标准，并且随着工业经济的国际化发展，各国所制定的电能质量标准正在向国际电工委员会(IEC)推荐标准靠拢。因此我国在参考了国际电工委员会EMC－61000系列标准和电气与电子工程师协会(IEEE)Std标准后，已经颁布的电能质量系列国家标准有：《电压允许波动和闪变》（GB12326－2000）；《公用电网谐波》（GB/T14549－1993）；《三相电压允许不平衡度》（GB/T15543－1995）；《电力系统频率允许偏差》（GB/T15945－1995）和《暂时过电压和瞬态过电压》（GB/T18481－2001）等。
1.2 研究的问题
1.2.1 电压凹陷问题
电压凹陷是指电压有效值在短时间突然下降的事件，又名电压瞬间跌落、电压骤降、电压下凹、电压暂降等。根据国际电气与电子工程师协会(IEEE)的定义，电压凹陷指电力系统中工频电压有效值迅速下降到额定值的10%～90%，持续时间为半个工频周期到1 分钟，然后回升至正常值附近[4]。而国际电工委员会(IEC)标准对电压凹陷的定义则是：电力系统中工频电压有效值迅速下降到额定值的1%～90%，持续时间为10ms到1分钟。
电压凹陷的特征可以用四个量来描述：凹陷幅值、持续时间、相位跳变和电压凹陷频次，如图1-1所示。
图1-1 电压凹陷的波形图
(1)电压凹陷幅值UΔ
电压凹陷幅值反映的是电压大小的下降程度，是描述电压凹陷特征的最重要的参数。一般将发生电压瞬间下降后电网侧电压的有效值值与正常时电网侧电压有效值的差值定义为电压凹陷的幅值，也可以用两者峰值的的差值来定义。
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