La qualitat de l'energia es refereix a les característiques completes de les magnituds elèctriques com ara la tensió, el corrent i la freqüència en un sistema d'alimentació en termes d'amplitud, forma d'ona, simetria i estabilitat. Amb la construcció de nous sistemes d'alimentació i l'augment continu de la proporció de càrregues no lineals i fluctuants, els problemes de qualitat de l'energia presenten característiques significatives com ara la naturalesa, la complexitat, l'ocultació i el dinamisme de fonts múltiples, la qual cosa comporta més exigències de supervisió, avaluació i govern.
En primer lloc, és multi-font. Els problemes de qualitat de l'energia no són causats per un sol factor, sinó que deriven dels efectes combinats de les fluctuacions del costat de la generació, els canvis en els paràmetres de la xarxa de transmissió i distribució, les diferències en les característiques de diverses càrregues i la interferència ambiental externa. Per exemple, l'arrencada de motors grans pot provocar caigudes de tensió, els dispositius electrònics de potència poden generar harmònics i la connexió a la xarxa de generació d'energia distribuïda pot provocar fluctuacions de freqüència. Sovint coexisteixen múltiples pertorbacions, augmentant la dificultat d'identificar i separar les causes del problema.
En segon lloc, és complex. Les pertorbacions de la qualitat de l'energia abasten una àmplia gamma d'escales de temps, des de transitoris de pols de nivell-microsegons fins a desviacions sostingudes que duren hores; cobreixen components harmònics des de la freqüència fonamental fins a diversos kilohertz en el rang espectral; i es manifesten com a anomalies síncrones o asíncrones en amplitud, fase i forma d'ona. Aquesta característica complexa entre-dominis requereix tecnologies de govern amb capacitats de detecció d'ample de banda-ampli i de control multi{-; un únic enfocament és insuficient per abordar tots els aspectes.
A més, hi ha el tema de l'ocultació. Alguns problemes de qualitat de l'energia no es detecten fàcilment en condicions de funcionament normals, però poden desencadenar reaccions en cadena en condicions de funcionament específiques o combinacions d'equips, provocant mal funcionament dels instruments de precisió, fals disparament dels dispositius de protecció o escurçament de la vida útil de l'equip. Per exemple, els harmònics de baixa-freqüència poden induir ressonància en condicions d'impedància específiques, donant lloc a sobretensions localitzades. Aquesta ocultació posa de manifest la importància del seguiment rutinari i l'anàlisi de tendències.
A més, hi ha la naturalesa dinàmica del problema. Amb la creixent penetració de les energies renovables i l'augment de les càrregues flexibles, l'estat de funcionament de la xarxa elèctrica canvia ràpidament i els problemes de qualitat de l'energia presenten diferències de distribució espai-temporal i fluctuacions aleatòries significatives. L'equip de govern ha de completar la detecció, la presa de decisions-i la compensació en mil·lisegons o fins i tot més ràpidament per mantenir l'estabilitat del sistema i la seguretat de la càrrega.
Aquestes característiques dicten que la gestió de la qualitat de l'energia s'ha de basar en una detecció d'alta-precisió, algorismes de control ràpid i estructures de topologia flexibles per formar una solució sistemàtica que integri la supervisió, l'anàlisi i la compensació. Simultàniament, s'hauria de posar èmfasi en l'estandardització i la col·laboració transversal-disciplinària per millorar contínuament la qualitat de l'energia en un entorn energètic complex i-en constant canvi, proporcionant una sòlida garantia per al desenvolupament econòmic i social d'alta-qualitat.
