IEC TS 631912023 需求侧电能质量管理标准立项发展报告

需求侧电能质量管理（IECTS63191:2023）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Demand-sidePowerQualityManagement(IECTS63191:2023)摘要随着全球能源转型战略的深入推进以及分布式电源、电动汽车充电设施、变频调速装置等非线性负荷的大规模接入，配电网电能质量问题日趋复杂严峻，源侧治理模式已难以独立承担维护供电质量的全部责任，需求侧电能质量管理的必要性日益凸显。在此背景下，国际电工委员会（IEC）于2023年11月29日正式发布技术规范IECTS63191:2023《需求侧电能质量管理》，为全球范围内需求侧电能质量的监测、评估、治理与管理提供了统一的技术框架和操作指南。本报告系统梳理了该标准的立项背景、制定过程、核心技术框架和主要内容，深入分析了标准中定义的典型电能质量扰动分类体系、需求侧电能质量评估方法、治理设备配置策略及管理流程等关键要素，着重解读了标准所确立的“源头治理与分类管控”核心管理理念，并详细介绍标准归口单位及相关企事业单位的参与情况。报告认为，该标准的发布填补了国际标准体系中需求侧电能质量管理领域的空白，对推动新型电力系统建设背景下用户侧电能质量责任体系的建立具有重要的指导意义，未来将深刻影响电力用户、设备制造商、售电公司和能源服务商等相关主体的技术行为与管理模式。关键词：需求侧电能质量管理；IECTS63191；电能质量扰动；标准体系；新型电力系统Keywords:Demand-sidepowerqualitymanagement;IECTS63191;Powerqualitydisturbances;Standardsystem;New-typepowersystem一、引言电能质量是反映电力供应与服务品质的核心指标，直接关系到电力设备的安全稳定运行、生产工艺的连续性和产品的质量水平。21世纪以来，以光伏发电、风力发电为代表的分布式能源大规模并网，以电力电子变换器为接口的各类负荷占比持续攀升，加之电动汽车充换电设施的快速普及，配电网中的电压暂降、谐波畸变、三相不平衡、电压波动与闪变等电能质量扰动问题日益突出。值得关注的是，大量电能质量扰动问题的根源已从传统输配电环节逐步向用户侧（需求侧）转移和积聚。据中国电力科学研究院统计，在工业用户电能质量投诉事件中，超过60%的谐波问题源于用户自身非线性设备的运行。传统的“以电网侧治理为主”的管理模式面临治理成本高、责任边界模糊、治理效率低等现实困境，亟需从需求侧入手构建系统化、标准化的电能质量管理体系。在此背景下，国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）下属第八技术委员会（TC8：电能供应系统方面）经过多年筹备与论证，于2023年11月29日正式发布了技术规范IECTS63191:2023《需求侧电能质量管理》（Demand-sidepowerqualitymanagement）。该标准为全球首个专门针对需求侧电能质量管理的国际性技术文件，系统定义了需求侧电能质量管理的术语体系、扰动分类框架、评估方法和管理流程。本文将从标准立项背景、主要内容、关键技术要点和行业影响等方面对该标准进行全面的解读与分析。二、标准立项背景与制定过程2.1国际标准化背景IECTC8（电能供应系统方面技术委员会）是IEC中负责电力供应系统特性、电能质量及其管理相关标准制定的技术委员会，其工作范围涵盖供电电压特性、电磁兼容（EMC）协调、电能质量监测与评估等领域。TC8已发布的标准包括IEC61000系列电磁兼容标准、IEC61000-2-4（工厂低压供电系统中的电压兼容性水平）等，构建了较为完善的源侧电能质量标准体系。然而，随着电力系统形态的深刻变革，传统以“供电点”为边界的电能质量责任划分模式面临严峻挑战。一方面，大量用户侧设备既是电能质量扰动的“受害者”，同时也是扰动的“制造者”；另一方面，需求侧响应、虚拟电厂、微电网等新业态的发展，使得用户侧具备了参与电能质量治理的技术能力和经济动力。在此形势下，TC8于2019年前后启动需求侧电能质量管理标准化需求论证，经多轮国际研讨和各国国家委员会意见征集，最终确定立项制定IECTS63191。2.2标准的制定历程IECTS63191的制定过程经历了严格的国际标准程序。项目建议书（NP）经TC8成员国投票通过后成立专项工作组（通常为WG或PT），由来自中国、德国、日本、法国、美国、韩国等主要成员国的专家共同参与起草。标准草案先后经过委员会草案（CD）、询问草案（CDV）和最终草案（FDIS）等阶段，各阶段均需获得规定比例的成员国赞成票方可推进。经过多轮技术讨论与修改，该标准于2023年11月29日正式发布，标准状态为“现行”，分类号为“电气工程综合”，采用英文版本。2.3中国参与情况中国在IECTS63191的制定过程中发挥了重要作用。全国电压电流等级和频率标准化技术委员会（SAC/TC1）作为国内对口IECTC8的归口单位，积极组织国内电能质量领域的科研院所、电网企业、高校和制造企业参与标准制定。来自中国电力科学研究院有限公司、国网上海市电力公司、国网江苏省电力有限公司电力科学研究院等单位的专家深度参与了标准草案的讨论和修订工作，将中国在需求侧电能质量管理方面的工程实践经验和研究成果融入国际标准，提升了中国在该领域国际标准制定中的话语权和影响力。三、标准的主要内容IECTS63191:2023作为一项技术规范（TechnicalSpecification），其内容系统覆盖了需求侧电能质量管理的各个方面。标准的核心框架可概括为“一个框架、两条主线、三个层面”。“一个框架”即建立需求侧电能质量管理的通用技术框架和管理流程；“两条主线”即电能质量扰动识别与分类、治理措施与效果评估；“三个层面”即管理流程层面、技术要求层面和评价指标层面。以下分述其主要内容。3.1范围与术语定义标准界定了“需求侧电能质量管理”的适用范围，涵盖连接到公用电网的用户内部配电系统中的电能质量监测、评估与管理活动，涉及工业用户、商业用户和特殊行业用户。标准明确了“需求侧（demandside）”、“需求侧电能质量（demand-sidepowerquality）”、“电能质量扰动源（powerqualitydisturbancesource）”等关键术语。其中，“需求侧电能质量管理”被定义为：在用户内部供配电系统中，为达成规定的电能质量目标，对电能质量扰动进行监测、识别、评估、治理和持续改进的系统化活动。3.2需求侧电能质量扰动分类框架标准将需求侧常见的电能质量扰动进行了系统分类，构建了适用于需求侧场景的扰动分类框架。具体而言，标准将需求侧电能质量扰动划分为以下几大类：1.谐波与间谐波畸变：由非线性负荷（如变频调速装置、整流设备、LED照明、充电桩等）产生的基波整数倍或非整数倍频率的电压/电流分量。标准对谐波源的类型、特征频谱和典型工况进行了详细描述，并区分了稳态谐波和瞬态谐波的不同治理策略。2.电压暂降与短时中断：由用户内部大容量设备启动、故障清除或外部电网故障传播所引发的电压有效值暂时降低至额定值的90%～1%、持续时间0.5个周波至1分钟的扰动事件。此类扰动是造成生产过程中断的主要原因，标准特别关注敏感负荷对电压暂降的耐受能力评估。3.三相不平衡：由单相负荷分布不均、故障断线或三相设备参数不对称导致的电压/电流幅值或相位不对称现象。标准引入了不平衡度（负序分量与正序分量之比）的量化指标。4.电压波动与闪变：由冲击性负荷（如电弧炉、轧钢机、电焊机等）引起的电压有效值快速变化及其对灯光照度产生的人眼可感知效应，标准引用IEC61000-4-15推荐的闪变测量方法作为评估依据。5.瞬态过电压与暂态振荡：由开关操作、雷电感应、电容器投切等引起的短时高幅值电压脉冲或衰减振荡波形。6.频率偏差与直流分量注入：在孤岛运行、微电网或特殊工业场景中可能出现的系统频率偏离额定值以及由非对称换流设备产生的直流分量注入问题。3.3需求侧电能质量评估方法标准建立了需求侧电能质量评估的方法体系，强调评估应基于测量数据并进行统计化处理。核心评估流程包括：-监测方案设计：依据用户负荷特性和敏感设备分布，确定电能质量监测点位的选择原则、监测周期和采样要求。标准推荐采用分层监测策略：在用户进线处设置主监测点，在敏感负荷或疑似扰动源处设置辅助监测点。-指标计算与统计：规定采用95%概率值（即累积概率曲线中不超过95%时间的数值）作为主要统计特征值，同时要求记录最大值、最小值和平均值。对于电压暂降等事件型扰动，采用事件计数、暂降幅值-持续时间矩阵等统计方法。-兼容性评估：将实测指标与标准中给出的需求侧电能质量参考限值进行对比，评估现有电能质量水平与敏感设备耐受能力之间的兼容程度。若存在不兼容情况，则需启动治理决策流程。3.4治理措施与管理流程标准在治理层面体现了“分类管控、源头优先、综合治理”的理念。具体内容包括：-扰动源治理：针对已识别的用户内部扰动源设备，推荐采用无源滤波器、有源电力滤波器（APF）、静止无功发生器（SVG）、动态电压恢复器（DVR）等治理装置；同时提出了从设备选型、运行方式优化、维护管理等软性措施配合硬性装置的综合治理方案。-敏感设备保护：对于对电能质量要求较高的敏感负荷（如半导体制造设备、精密医疗设备、数据中心IT设备等），标准推荐采用UPS、电压暂降补偿装置等个性化保护措施。-管理流程：标准提出“六步法”管理闭环流程，包括电能质量基线调查、目标设定、监测与数据采集、问题诊断与分析、治理方案制定与实施、效果评估与持续改进。该流程强调PDCA（计划-执行-检查-处置）循环思想在电能质量管理中的应用。四、标准修订的核心企事业/标委会介绍4.1国际电工委员会TC8技术委员会IECTS63191:2023由国际电工委员会电能供应系统方面技术委员会（IEC/TC8）归口管理。TC8成立于1968年，其秘书处目前由德国国家委员会（DKE）承担。TC8的工作范围涵盖电力供应系统的电气特性、电能质量、电压等级及频率标准化等方向，与TC77（电磁兼容）、TC64（建筑物电气装置）等委员会存在密切的技术协调关系。TC8负责制定和维护一系列涉及电能质量的基础性国际标准，包括IEC61000-2系列（环境描述与兼容性水平）、IEC61000-3系列（限值）、IEC61000-4系列（试验和测量技术）以及IEC62749（电能质量评估）等。IECTS63191是TC8首次针对“需求侧”维度制定专门的电能质量管理标准，标志着TC8的标准体系从“源侧供电质量规范”向“源荷双侧协同管理”的重要拓展。4.2中国对口单位——全国电压电流等级和频率标准化技术委员会（SAC/TC1）中国参与IECTS63191制定工作的国内技术归口单位是全国电压电流等级和频率标准化技术委员会（SAC/TC1），其秘书处设于中国电力科学研究院有限公司。中国电力科学研究院有限公司（简称“中国电科院”）成立于1951年，是国家电网有限公司直属的科研机构，也是我国电力行业多学科、综合性的权威科研单位。在电能质量领域，中国电科院建有国家级电能质量监测分析实验室，长期从事电能质量监测技术、评估方法、治理装备和标准化研究。在IECTS63191的制定过程中，中国电科院专家团队承担了需求侧扰动源特性分析、治理效果评估方法等关键技术内容的起草工作，并向国际工作组提交了基于中国工业用户电能质量治理实践的技术提案。此外，中国电科院还联合国网省级电力公司开展了大量需求侧电能质量现场测试与数据分析工作，为标准中的评估限值和统计方法提供了有力的数据支撑。五、标准的特点与创新IECTS63191:2023相较于传统电能质量标准，具有几个显著的技术创新和理念突破：第一，首次在国际标准层面明确了“需求侧电能质量管理”的系统框架。以往IEC61000系列标准主要以供电点（PCC）为边界，界定供电方和用电方的责任与义务，带有“外部约束”的色彩。IECTS63191则从用户内部视角出发，构建了涵盖监测、评估、治理、管理的全链条体系，为电力用户提供了自我管理的技术工具。第二，建立了以“扰动分类”为导向的差异化治理策略。标准摒弃了“一刀切”式的通用限值要求，而是基于不同类型扰动的产生机理、传播路径和影响后果，分别制定针对性的评估方法和治理推荐，体现了精细化管理思想。第三，引入了“治理效果评估”的闭环管理理念。标准不仅要求用户对电能质量问题“有所作为”，还强调对治理措施实施后的效果进行量化验证和持续跟踪，确保治理投入的有效性。这一理念与现代质量管理体系高度契合，具有较强的前瞻性。第四，注重与现有IEC电磁兼容标准体系的衔接。标准在术语定义、指标体系和测量方法上严格与国际电磁兼容（EMC）标准体系相协调，避免了技术指标之间的矛盾和重复。六、标准发布的意义与影响6.1对国际电能质量标准体系的完善IECTS63191:2023的发布标志着IEC电能质量标准体系在“源-网-荷”三个维度上形成了相对完整的布局。长期以来，IEC61000系列标准侧重供电端和系统级的电磁兼容管理，对于用户内部电能质量管理的指导相对分散和间接。本标准的出台填补了“需求侧系统化管理”层面的国际标准空白，为各国制定国内标准和行业规范提供了重要的参考基准。6.2对新型电力系统建设的支撑在“双碳”目标驱动下，全球电力系统正加速向高比例可再生能源、高比例电力电子设备为特征的“双高”形态演进。在此背景下，大量间歇性分布式电源和柔性负荷接入用户侧电网，需求侧电能质量问题不再是孤立的“用户内部事务”，而是关系到整个系统安全稳定运行的全局性问题。IECTS63191为海量用户侧资源参与电能质量协同治理提供了标准化的技术接口和管理框架，也为虚拟电厂、微电网等新业态下电能质量责任的界定奠定了基础。6.3对电力用户和相关行业的赋能标准的发布为工商业电力用户提供了系统化的电能质量管理行动指南。用户可以参照标准建立自身的电能质量监测和管理制度，明确治理优先级，避免盲目投资。同时，该标准也为电能质量治理设备制造商、第三方检测机构、能源服务公司等提供了统一的技术语言和服务规范，有利于培育规范化的电能质量服务市场。七、结论与展望IECTS63191:2023《需求侧电能质量管理》的发布是国际电能质量标准体系发展史上的一个重要里程碑，它实现了从“以源为主