电能质量包括四个相关术语和概念：电压质量(Voltagequality)即实际电压与额定电压之间的偏差（包括电压振幅值、波形和相位的偏差），反映供电企业向用户提供的电力是否合格；电流质量(Current quality)即对用户取用电流提出恒定频率和正弦波形要求，并使电流波形与供电电压相同，以确保系统以高功率因数运行。这个定义有助于 提高电网电能质量，并减少网络损坏；供电质量 (qualityofsupply)技术含义包括电压质量和供电可靠性；非技术含义是指服务质量(qualityofservice)包括供电企 行业对用户投诉的响应速度和电价；用电质量(qualityofconsumption)包括电流质量和非技术含义，如果用户是否按时支付电费，则反映了供应商和用户之间的相互作用以及影响用户的责任和义务。一般来说，电能质量的定义：电压、电流或频率偏差导致用户设备故障或无法正常工作。本定义简单明了，总结了电能质量问题的原因和后果。随着基于计算机系统的控制设备和电子设备的广泛应用，电力系统中的电力负荷结构发生了变化，即变频装置、电弧炉炼钢、电气化铁路等非线性和冲击负荷对电能质量造成污染和破坏。作为一种商品，人们将对电能质量提出更高的要求，电能质量逐渐成为全社会共同关注的问题，电能质量问题已成为电工领域的前沿问题。有必要讨论和分析其相关指标和改进措施。
电能质量指标是对电能质量各方面的具体描述。不同的指标有不同的定义IEC从电磁现象、相互作用和影响的角度来看，对引起干扰的基本现象进行分类如下： (1)低频传导现象:谐波、间谐波、电压波动、电压与电流不平衡、电压暂降及短时断电、电网频率变化、低频感应电压、交流网络中的直流； (2)低频辐射:磁场、电场； (3)高频传导现象:感应连续波电压和电流，单向瞬态和振荡瞬态； (4)高频辐射:磁场、电场、电磁场(连续波、瞬态)； (5)静电放电。 对于上述电力系统中的电磁现象，可以描述振幅值、频率、频谱、调制、间隙深度和面积，可以描述上升率、振幅值、相位移、持续时间、频谱、频率、发生率、能量强度等。 确保电力质量不仅是电力企业的责任，供电企业应确保供电用户的供电质量符合国家标准；也是用户（干扰负荷）的义务，即用户用电不得危害供电；安全用电；采取有效措施抑制各种电能质量问题。 大多数国内外电能质量指标以95%的概率值为衡量依据，并需要指出监测点。这些指标的特点也对电气设备的性能提出了相应的要求。即电气设备不仅应能在规定的标准值内正常运行，还应具有承受短期超标运行的能力。
新颁布的电磁兼容国家标准和发达国家相关标准分为5类13个指标。 (1)频率偏差：包括在互联电网和孤立电网中的两种； (2)电压振幅值:慢速电压变化(即电压偏差)；快速电压变化(电压波动和闪变)；电压暂降(用户电压短时间由系统故障或干扰引起(10ms～lmin)额定值低于90%，然后恢复正常水平，会增加用户次品率或停止生产)；短时间断电(又称电压中断，由于系统故障导致用户电压完全丧失(3)min，电压中断使用户停止生产，甚至混乱)；长时间断电；临时工频过电压；瞬态过电压； (3)电压不平衡； (4)电压波形:谐波电压；间谐波电压；(由大波动或冲击性非线性负载引起，如大功率交一交变频，间谐波频率不是工作频率的整数倍，但其危害相当于整数次谐波)。 (5)信号电压(用于通信和控制电力传输线上的高频信号) 到目前为止，我国已颁布6项电能质量指标国标，概述如下：
电气设备的运行指标和额定寿命为额定电压。当端子上出现电压偏差时，根据偏差的大小、持续时间和设备状态，影响其运行参数和寿命。电压偏差计算如下：
电压偏差(%)=(实际电压为额定电压)/额定电压X100％ (1)
电能质量供电电压允许偏差(GBl2325-1990)规定，在正常运行条件下，用户受电端供电电压的允许偏差为： (1)35kY额定电压的正负偏差绝对值之和不得超过10%； (2)10kV以下高压供电和低压三相用户为额定电压 7％～-7％； (3)220V低压单相用户是额定电压 7％～-10％。 测量点为供电产权分界处或电能计量点。 为保证电气设备的正常运行，在综合考虑设备制造和电网建设的经济合理性后，对各用户设备规定了上述允许偏差值，为工业企业供配电系统的设计提供了依据。 改善工业企业电压偏差的主要措施有三： （1）本地无功率补偿，及时调整补偿量。电网各级系统中无功负荷的变化产生电压偏差，是电压偏差的来源。因此，本地无功率补偿是最有效的措施，及时调整补偿量，从源头上解决问题。 （2）调整同步电机的励磁电流。在铭牌规定的范围内适当调整同步电机的励磁电流，使其先进或滞后运行，产生先进或滞后的无功功率，提高网络负荷的功率因数，调整电压偏差。 （3）使用负载压力调节变压器。一般来说，无功负荷只应补偿0.90~0.95的功率因数，部分无功负荷仍需由电网供应而产生电压偏差，这需要采取一些有效的方法来解决分区，使用负载压力调节变压器是有效和经济的方法之一。
谐波(Harmonic)也就是说，傅里叶级数分解周期性变流量，得到整数倍基波频率大于1的电网中的非线性负载产生。电能质量公用电网谐波(GB／T14529-1993)中规定了各电压等级的总谐波畸变率，各单次奇次电压含有率和各单次偶次电压含有率的限制值。 本标准还规定了电网公共连接点谐波电流（2~25次）注入的允许值；同一公共连接点各用户向电网注入的谐波电流的允许值按协议容量与公共连接点供电设备容量的比例分配，反映供配电的公平性。
电压波动(Fluctuation)即电压方均根值的一系列变化或连续变化；闪变(Flick)也就是说，光照不稳定引起的视觉感受是由电弧炉、轧机、电弧焊机等波动负荷引起的。 电能质量电压波动和闪变)(GBl2326-2000)原标准GBl参考2326-1990IEC电磁兼容(EMC)标准IECTl修订后的00-3-7适用于波动负荷引起的公共连接点电压的快速变化，以及人们可能有明显的闪光感觉规定了各级电压下的闪光限制值。
电能质量三相电压允许不平衡(GB／T15543-1995适用于交流额定频率50Hz电力系统正常运行模式下的负序分量PCC本标准规定，电力系统公共连接点正常运行模式下的不平衡允许值为2%，短时间内不超过4%，每个用户不超过1.3%。此外，该标准还解释说，不平衡允许值是指在电力系统正常运行的最小负荷下，如炼钢电弧炉应在熔化期测量的最大电压不平衡。在确定三相电压允许不平衡指标时，以95%的概率值为衡量值。也就是说，在正常运行模式下，不平衡允许值应与实际测量的五个接近值的算术平均值进行比较；对于波动较大的场合，应与实际测量的95%概率值进行比较；以确定它是否合格。短期允许值是指任何时候都不能超过的限制值，以确保保护和自动装置的正确运行。
电能质量电力系统频率允许偏差(GB／T15945-1995中规定，电力系统频率偏差允许值为o．2Hz，当系统容量较大时，偏差值可放宽到 0．5Hz～-0．5Hz，该标准没有说明系统容量的界限，《国家供电规则》规定："电网容量为3GW以下为0.2Hz；电网容量在3GW以上者为0．5Hz"。实际运行中国国务跨省电力系统的频率保持在 0．1Hz～-0．1Hz这是电网质量最有保障的范围。
临时过电压和瞬态过电压是直接危及电力设备安全运行的重要原因之一。过去，只评估电气设备的耐压水平，而实际过电压水平无限。电网的过电压水平也是电能质量的重要指标。 电能质量暂时过电压和瞬态过电压GB／T18481-2001标准主要基于GB311.1根据过电压的波形特性，由于是过电压波形，振幅值和持续时间决定了对设备绝缘和保护装置的影响。"暂时过电压"指工频或谐波频率，且在其持续时间范围内无衰减或衰减缓慢的过电压；"瞬态过电压"对于振荡或非振荡，通常会迅速衰减，持续时间只有几毫秒，是缓波前的过电压(如某些操作过电压)或几十微秒的过电压(如雷电过电压)。虽然"操作过电压"，"雷电过电压"通常分别由操作(或故障)及雷电放电所引起，但其波形特征未必总是如此。例如，当变压器一侧有雷电波时，绕组间耦合的电感传传递过电压将有接近过电压的缓波；当单相接地时，根据相间的电磁耦合，可以在正常相上产生接近雷电过电压的快波。因此，本标准中所谓的标准"操作"、"雷电"过电压是指缓波前的操作冲击和快波前的雷电冲击。
首先要掌握供电网络的运行状态，实时监控电能质量，掌握其动态；二是分析诊断其变化，即在详细分析电能质量数据的基础上，利用模拟软件计算分析电网结构的固有谐振特性，消除虚假谐波干扰；三是合理设计和改造系统，变电站的设计和运行以及新电力用户的技术咨询，结合运行负荷的特点和措施，减少线路损坏，减少设备损失事故，最后进行滤波器或无功补偿装置的开发、调试和现场测试，了解治理效果，总结经验。
近年来发展起来SVC该装置是一种快速调节无功率的装置，已成功用于电力、冶金、采矿和电气化铁路的冲击荷的补偿，它可使所需无功功率作随机调整，从而保持在非线性、冲击性负荷连接点的系统电压水平的恒定。
Qi＝QD+QL-Qc (2)
式(2)中Qi、QD、QL、Qc分别为：系统公共连接点的无功功率、负荷所需的无功功率、可调(可控)电抗器吸收的无功功率、电容器补偿装置发出的无功功率，单位均为kvar。 当负荷产生冲击无功△QD时，将引起
△Qi＝△QD+△QL+△Qc (3)
其中△Qc=0，欲保持△QC不变，即△Qi＝0，则△QD＝-△QL，即SVC装置中感性无功功率随冲击负荷无功功率作随机调整，此时电压水平能保持恒定不变。 SVC由可控支路和固定(或可变)电容器支路并联而成，主要有四种型式： (1)可控硅阀控制空芯电抗器型(称TCR型)SVC，它用可控硅阀控制线性电抗器实现快速连续的无功功率调节，它具有反应时间快(5～20ms)、运行可靠、无级补偿、分相调节，能平衡有功，适用范围广，价格便宜等优点。TCR装置还能实现分相控制，有较好的抑制不对称负荷的能力，因而在电弧炉系统中采用最广泛，但这种装置采用了先进的电子和光导纤维技术，对维护人员要专门培训提高维护水平。 (2)可控硅阀控制高阻抗变压器型(TCT型)，优点与TCR型差不多，但高阻抗变压器制造复杂，谐波分量也略大一些。由于有油，要求一级防火，只宜布置在一层平面或户外，容量在30Mvar以上时价格较贵，不能得到广泛采用。 (3)可控硅开关控制电容器型(TSC)：分相调节、直接补偿、装置本身不产生谐波，损耗小，但是它是有级调节，综合价格比较高。( 4)自饱和电抗器型(SSR型)：维护较简单，运行可靠，过载能力强，响应速度快，降低闪变效果好，但其噪音大，原材料消耗大，补偿不对称电炉负荷自身产生较大谐波电流，无平衡有功负荷的能力。
该装置由电容器、电抗器，有时还包括电阻器等无源元件组成，以对某次谐波或其以上次谐波形成低阻抗通路，以达到抑制高次谐波的作用；由于SVC的调节范围要由感性区扩大到容性区，所以滤波器与动态控制的电抗器一起并联，这样既满足无功补偿、改善功率因数，又能消除高次谐波的影响。 国际上广泛使用的滤波器种类有：各阶次单调谐滤波器、双调谐滤波器、二阶宽颇带与三阶宽频带高通滤波器等。 1)单调谐滤波器：一阶单调谐滤波器的优点是滤波效果好，结构简单；缺点是电能损耗比较大，但随着品质因数的提高而减少，同时又随谐波次数的减少而增加，而电炉正好是低次谐波，主要是2～7次，因此，基波损耗较大。二阶单调谐滤波器当品质因数在50以下时，基波损耗可减少20～50％，属节能型，滤波效果等效。三阶单调谐滤波器是损耗最小的滤波器，但组成复杂些，投资也高些，用于电弧炉系统中，2次滤波器选用三阶滤波器为好，其它次选用二阶单调谐滤波器。 2)高通(宽频带)滤波器，一般用于某次及以上次的谐波抑制。当在电弧炉等非线性负荷系统中采用时，对5次以上起滤波作用时，通过参数调整，可形成该滤波器回路对5次及以上次谐波的低阻抗通路。
虽然无源滤波器具有投资少、效率高、结构简单及维护方便等优点，在现阶段广泛用于配电网中，但由于滤波器特性受系统参数影响大，只能消除特定的几次谐波，而对某些次谐波会产生放大作用，甚至谐振现象等因素，随着电力电子技术的发展，人们将滤波研究方向逐步转向有源滤波器(Active PowerFliter，缩写为APF)。 APF即利用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值相等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的。它与无源滤波器相比，有以下特点：a．不仅能补偿各次谐波，还可抑制闪变，补偿无功，有一机多能的特点，在性价比上较为合理；b．滤波特性不受系统阻抗等的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险；c．具有自适应功能，可自动跟踪补偿变化着的谐波，即具有高度可控性和快速响应性等特点。
近段时间提出的系统化综合补偿技术是解决电能质量问题的"治本"途径。对于稳态时的电压质量问题有许多成熟的措施加以解决；但对于动态电能质量问题，依靠传统的无功补偿和常规的滤波装置则不能有效地解决，因为诸如电压跌落(sags)、浪涌(surge)、电压脉冲(impulse)与瞬时供电中断(outage)这类电能质量问题持续的时间很短、变化很快，并且有的电能质量问题还伴随着部分甚至全部的有功损失等情形。作为FACTS(基于电力电子技术的灵活交流输电系统)技术与配电系统应用的延伸一DFACTS技术(又称Custompower技术)已成为改善电能质量的有力工具，该技术的核心器件IGCT，它比GTO具有更快的开关频率，并且关断容量已达到一定规模，因此DFACTS装置具有更快的响应特性。目前DFACTS装置主要有：动态电压恢复器(DVR)、配电系统用静止无功补偿器(D-STATCOM)、固态切换开关(SSTS)等。 STATCOM在SVC装置基础上，克服了由于呈恒阻抗特性，使得在电压低时，无法提供所需的无 功支持，应付突发事件的能力较弱；而且占地面积大，过多的SVC易引发系统振荡的弊端，STATCOM的无功电流输出可在很大电压变化范围内恒定，在电压低时仍能提供较强的无功支撑，并且可从感性到容性全范围内连续调节，使得其无功输出相当于同容量SVC的1．4～2倍；因STATCOM的灵活调压，还可以大大减少变压器分接头的切换次数，从而减少分接头故障次数，另外，STATCOM还可以抑制电压闪变，提高系统暂态稳定水平，结合我国的国情和已有的技术，发展STATCOM应是解决我国电压稳定问题的有效手段，并且也是DFACTS技术发展的主要方向。DVR则是目前保证对敏感负荷供电质量非常有效的串联补偿装置，因为它通过自身的储能单元，能在ms级内将电压跌落补偿至正常值，因此是抑制动态电压干扰的有效补偿装置，它主要由储能单元、DC/AC逆变器模块、连接变压器等部分组成，储能容量可根据用户电压跌落统计数据确定，逆变器的模块一般采用由IGBT构成三相全桥结构，采用PWM调制方式，这种结构控制灵活，便于分相补偿。因而DVR与消除电压跌落，提高大型综合性敏感工业负荷的供电质量方面有显著的效果。SSTS一般与D-STATCOM配合使用，用于保障由多回独立馈线对重要负荷的供电质量，当馈线发生故障或电压跌落时，利用SSTS的快速切换特性(切换速度不到半个周期)将重要负荷切换到由另一条馈线供电，切换期间D-STATCOM可向重要负荷提供1～2个周期的电能支撑。
随着电力电子与信息技术在社会各个领域的渗透应用，一些新型电力负荷对电能质量的要求不断提高，电能质量已成为电力企业和用户共同关心的课题。当今威胁信息电力质量的主要干扰除了谐波、电压波动外，更多为人们所关注的将是电压暂降和短时断电、电压闪变等动态电能质量问题；我们应因地制宜，对症下药，在深入调研、现场实测、试验研究的基础上，运用FACTS和电力新技术对电能质量进行系统化地综合补偿，这将是今后解决电能质量问题的最根本途径