IEC TS 62749-2015 电能质量评估与公共电网供电特性

本技术规范为公共电网的电能质量（PQ）评估提供了完整的框架，定义了电能质量指标的推荐值，并建立了适用于低压、中压和高压系统的标准化评估方法。

1. 电能质量指标与推荐限值

IEC TS 62749-2015 定义了一系列电能质量指标，涵盖连续型现象（频率偏差、电压偏差、谐波、三相不平衡、闪变）和间断性事件（电压暂降、暂升、中断、暂态过电压）。推荐限值随电压等级变化，低压系统通常要求最为严格。

对于供电电压偏差，规范建议在正常运行条件下，低压供电端子的 10 分钟均方根值电压在每周 95% 的时间内保持在标称电压（Un）的 ±10% 范围内，100% 时间内保持在 ±15% 范围内。对于中高压系统，推荐的偏差范围为每周 95% 的时间内不超过 ±10%。

频率偏差使用 10 秒均值进行评估。在互联系统中，频率应在全年 99.5% 的时间内保持在 ±1%（50 Hz 系统为 ±50 mHz）以内，100% 时间内保持在 ±6% 以内。孤立系统的限值放宽至全年 99.5% 时间内 ±2%。

频率稳定性是发电-负荷平衡的关键指标。当频率偏差超过推荐限值时，表明存在严重的不平衡状况，可能触发低频减载（UFLS）或高频切机方案。

标准提供了第 50 次以下各次谐波电压的详细推荐值。对于低压系统，总谐波畸变率（THD）不应超过基波电压的 8%，奇次谐波通常限制在 6% 以内，偶次谐波限制在 2% 以内。下表为低压系统的关键谐波限值：

闪变严重度通过 Pst（短期，10 分钟）和 Plt（长期，2 小时）指标量化。低压和中压供电端子的推荐 Plt 值为 Plt ≤ 1.0（95% 时间内）。该限值确保电弧炉、焊接设备和大电机启动等源的电压波动保持在可接受范围内。

工程设计洞察：在为闪变敏感负荷设计补偿系统时，应注意 Pst 和 Plt 指标遵循三次方求和规律（∑Pst³），意味着主导闪变源通常决定整体严重度。单个大扰动可能掩盖多个较小的扰动。

对于间断性现象，IEC TS 62749 引入了 SARFI（系统平均均方根值变化频率）指标族。SARFI-X 量化每年电压低于标称电压 X% 的暂降次数。标准建议以一年为测量周期进行评估，暂降按幅值和持续时间分类到标准化的表格格式中。

电压暂降通过残余电压和持续时间两个参数表征。标准将暂降分为三个持续时间范围：10 ms–500 ms、500 ms–1 s 和 1 s–60 s。幅值分为 10%–30%、30%–90% 和 90%–99% 残余电压三类。

持续时间 / 幅值	残余 10–30%	残余 30–90%	残余 90–99%
10 ms 至 500 ms	D1 型	D2 型	D3 型
500 ms 至 1 s	E1 型	E2 型	E3 型
1 s 至 60 s	F1 型	F2 型	F3 型

关键设计考量：分布式发电（DG）和微电网可能显著改变电能质量特性。逆变器可能注入直流电流导致配电变压器磁偏，双向潮流可能影响电压分布和保护配合。在 DG 接入超过局部峰值负荷 10% 之前，务必进行全面的电能质量研究。

IEC TS 62749 区分了站点评估（评估单个连接点的电能质量）和系统评估（评估整个网络的总体电能质量表现）。对于连续现象的站点评估，95% 周概率水平是标准评估指标。对于事件现象，评估使用 SARFI 指标或每年事件计数。

对于系统评估，规范推荐使用所有站点测量的第 95 百分位数来评估连续现象，这提供了鲁棒的系统电能质量指标，不会因单个性能较差的站点而产生不当偏差。

进行电能质量评估时，请确保连续现象的测量周期至少覆盖一周，事件现象的测量周期至少覆盖一年，以捕获季节变化和统计显著性。过短的测量窗口可能遗漏关键事件或误导长期趋势判断。

答：Pst（短期严重度）在 10 分钟内测量，捕捉快速电压波动。Plt（长期严重度）由 12 个连续的 Pst 值在 2 小时内计算得出，平滑了暂态事件，更能代表典型灯闪变感知的烦扰程度。

答：可以。标准提供了可采用到供电合同中的推荐值。但规范强调，制定合同电能质量限值时必须考虑地区差异、网络特性和经济因素。

答：附录 D 专门讨论了分布式发电和微电网相关的电能质量问题，包括反向潮流引起的电压偏差、逆变器的谐波注入、直流注入导致的变压器饱和以及可变发电引起的快速电压变化。

答：关键支撑标准包括 IEC 61000-4-30（电能质量测量方法）、IEC 61000-4-7（谐波测量）、IEC 61000-4-15（闪变仪）和 IEC 61000-4-11（电压暂降抗扰度测试）。遵守这些测量标准对于一致的电能质量评估至关重要。