در گذشته کیفیت توان و قابلیت اطمینان معنای یکسانی را در شبکه ها داشتند. در اوایل پیشرفت شبکه های قدرت دغدغه اصلی مهندسین برق «روشن نگه داشتن لامپ ها» بود. آنها شبکه های قدرت را با استفاده از برق گیرها، مدار شکن ها، سکسیونرها و منابع پشتیبان به شکلی طراحی میکردند که در مقابل قطعی برق مقاومت کنند و نگرانی اصلی ، جلوگیری از انحراف فراکنس دز سیستم قدرت از 50 هرتز در زمان قطعی برق بود.
تجهیزات گوناگونی برای افزایش قابلیت اطمینان سیستم قدرت به کار گرفته شدند. به عنوان مثال اگر قطع برق یک خط انتقال باعث خارج شدن یک بار بزرگ از مدار شود، این نگرانی وجود داشت که فرکانس ژنراتور از میزان قابل قبول فراتر برود و متعاقبا کل سیستم قدرت دچار مشکل شود.
کنترل کننده های دور متغیر یکی از محبوب ترین فناوری های بهینه سازی مصرف انرژی در کارخانه ها و بعضی از مراکز تجاری هستند. این تجهیزات، آخرین دستاورد های الکتریکی در زمینه کنترل را مورد استفاده قرار میدهند تا سرعت موتور ها را متناسب با نیاز بار کنترل کنند. به هر حال این تجهیزات منبع ایجاد مشکلات کیفیت توان بوده و باعث بروز خطا در عملکرد رله ها، گرم شدن بیش از حد مجاز ترانسفورماتورهای مجاور و ازمدار خارج شدن آنها میشوند. عامل بروز این مشکلات آن است که کنترل کننده های دور متغیر به عنوان یک بار غیر خطی در شبکه قرار میگیرند. بارهای غیر خطی مثل کنترل کننده های دور متغیر، بالاست های الکترونیکی در لامپ های فلوروسنت و منابع تغذیه دستگاه های جوشکاری به عنوان عوامل اصلی پایین بودن کیفیت توان در شبکه محسوب میشود. حال بارهای غیر خطی چه هستند و چگونه باعث بروز کیفیت توان پایین میشوند.
هر تجهیزی که مصرف برق آن در طول زمان با روند غیر خطی افزایش یا کاهش یابد را بار غیر خطی میگویند. در این بارها، جریان و ولتاژ همدیگر را به طور خطی دنبال نمیکنند. در مقاله شماره 100 مجله National Electric Code یک بار غیر خطی به صورت زیر تعریف شده است:
” باری که شکل موج جریان حالت ماندگار آن شکل موج ولتاژ اعمالی را دنبال نمی‌کند.” این پدیده معمولا هنگامی که بار، مقاومتی، خازنی یا القایی خالص نیست و شامل مولفه‌کیفیت توان چیستهای الکترونیکی جهت کنترل عملکرد تجهیزات، به منظور برآورده کردن نیاز بار است، اتفاق می افتد. معممولا خطی نبودن بار منجر به تولید هارمونیک‌ها میشود که عامل گرم شدن بیش از حد تجهیزات الکتریکی هستند.
اتصالات دورن شبکه‌ای فراوان و رو به افزایش در سیستمهای قدرت معمولا باعث میشود که مشکلات کیفیت توان یک تجهیز یا یک مصرف کننده باعث بروز مشکلات کیفیت توان در مصرف کننده دیگر شود. به همین دلیل است که مجزا کردن علل بروز مشکلات کیفیت توان در سیستمهای قدرت مشکل تر شده است. به عنوان مثال، تاسیسات الکتریکی مربوط به یک مصرف کننده می‌توانند باعث بروز مشکلات کیفیت توان و انتقال این مشکلات به سیستم تغذیه کننده همین تاسیسات شوندو به دنبال آن مشکلات سیستم تغذیه کننده تاسیسات دیگر و خود آن تاسیسات نیز منتقل شود. هارمونیک‌ها و فلیکر نمونه‌های خوبی از مشکلات کیفیت توان هستند که از طریق اتصالات درون شبکه‌ای از یک تاسیسات به تاسیسات دیگر منتقل میشود. در شکل زیر چگونگی اتصال یک سیستم انتقال با در یک شبکه برق را یا سیستم توزیع آن و ارتباط سیستم توزیع مذکور با منازل، دفاتر کار و کارخانجات را نشان می‌دهد.
