電能質(zhì)量的現(xiàn)狀和未來分析
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在電力市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，特高壓電網(wǎng)，新能源發(fā)電的迅猛崛起，以及電力電子技術(shù)和產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，使電力系統(tǒng)中的電源類型與特性，電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和負(fù)荷構(gòu)成發(fā)生深刻變化，使之對電能質(zhì)量的重視程度在與日俱增。
電能是一種資源，也是一種特殊商品，其特殊性除電力供應(yīng)方式，商品交換形式及貿(mào)易結(jié)算等方面與普通商品不一樣外，在商品質(zhì)量即電能質(zhì)量的保證條件也是與眾不同。普通商品的質(zhì)量由制造廠家負(fù)責(zé)，而電能質(zhì)量則與用戶的用電狀況密切相關(guān)，造成電能質(zhì)量劣化有可能是用戶用電不當(dāng)所致。供電與用電狀況對電能質(zhì)量每項指標(biāo)所產(chǎn)生的影響程度也互不相同，其所承擔(dān)的責(zé)任也有差別。
在電力供應(yīng)相對緊缺時期，電力供應(yīng)尚無法滿足社會需求時，提起電能質(zhì)量的概念，很多人不以為然，而對電能質(zhì)量的概念，只停留在電壓、頻率偏差等靜態(tài)值范圍內(nèi)。然而在新形勢下，電力消耗形式和用電設(shè)備性能發(fā)生了重大變化，使電能質(zhì)量問題日益突出。再加上新能源、分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的興起，及新能源發(fā)電經(jīng)電力變換接入電網(wǎng)。同時電網(wǎng)內(nèi)還有大量非線性負(fù)載投運，這些都導(dǎo)致電能不在保持理想的正弦穩(wěn)定波形，從而造成波形畸變，成為電網(wǎng)的“公害”。
在電力市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，隨著供電雙方對電能質(zhì)量的高度關(guān)注，電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也在實踐中不斷完善和發(fā)展。為此，準(zhǔn)確理解和掌握電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)具有十分重要意義。
1.供電電壓允許偏差
GB/T12325—2003規(guī)定了電力系統(tǒng)在正常運行條件下，用戶受電端供電電壓的允許偏差為：35千伏及以上供電電壓正負(fù)偏差的絕對值之和不超過額定電壓的10%;10千伏及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的-7%~+7%;220伏單相供電電壓允許偏差為額定電壓的-10%~+7%。
2.電網(wǎng)頻率
GB/T15945—1995規(guī)定電力系統(tǒng)頻率偏差允許值為-0.2Hz~+0.2Hz，當(dāng)系統(tǒng)容量較大時，偏差值可放寬到-0.5Hz~+0.5Hz。
3.電壓波動和閃變
GB/2326—2000適用于由波動負(fù)荷引起的公共連接點電壓快速變動，及由此可能引起人對燈閃明顯感覺的場合。新標(biāo)準(zhǔn)將原標(biāo)準(zhǔn)中的以電壓波動為主改為以閃變?yōu)橹?，最敏感頻率有10Hz移到8.8Hz。
4.三相電壓不平衡
GB/T15542—1995適用于交流額定頻率為50Hz電力系統(tǒng)正常運行方式下，由負(fù)序分量而引起公共接點的電壓不平衡。用電壓負(fù)序分量與正序分量的均方根百分比表示。
5.公共電網(wǎng)諧波
GB/T14549—1993在電力生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)換和使用各個環(huán)節(jié)中都會產(chǎn)生諧波。在發(fā)電環(huán)節(jié)可近似認(rèn)為發(fā)電機(jī)輸出的是具有基波頻率的正弦波形電壓。其他環(huán)節(jié)產(chǎn)生諧波的主要有：非線性特征的電氣設(shè)備;鐵磁飽和特性的鐵心設(shè)備;有強烈非線性特性的電弧為工作介質(zhì)的設(shè)備，以電力電子元件為基礎(chǔ)的開關(guān)電源設(shè)備等。
6.暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓
電能質(zhì)量是個動態(tài)的變化量，隨同電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)的強弱、負(fù)荷構(gòu)成、考核地點以及時間變化和受到不同的影響。隨著我國已成為世界上最復(fù)雜的交直流互聯(lián)大電網(wǎng)，以及新能源、分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的興起，而新能源發(fā)電又具有功率波動性、間歇性和不確定性。同時新能源發(fā)電需經(jīng)電力變換接入電網(wǎng)，再加上電力電子技術(shù)發(fā)展與廣泛應(yīng)用，使電力能源與電力消耗形式出現(xiàn)多樣性，以及網(wǎng)內(nèi)又有大量非線性負(fù)載投運，這些都導(dǎo)致電能不在保持理想的正弦穩(wěn)定波形，影響電能質(zhì)量。
電能質(zhì)量劣化具有外在性和特點：
?、佼?dāng)電網(wǎng)供電線路過長，線徑過小，供電能力不足，在用電負(fù)荷過大時將引起供電電壓偏差;在電網(wǎng)調(diào)壓裝置與能力不足時而無功補償又相對缺乏也會引起供電電壓偏差;當(dāng)用戶無功功率沖擊時同樣也會引起電壓偏差，容性無功使電壓偏高，感性無功使電壓偏低。
②用戶從電網(wǎng)吸取的有功功率是變化的，只有當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出有功與用戶消耗的有功維持動態(tài)平衡時，電力系統(tǒng)的頻率才不會發(fā)生偏差。若電網(wǎng)供電容量不足或調(diào)頻設(shè)備能力不足，當(dāng)用電負(fù)荷超過供電能力時，即會發(fā)生頻率偏差。
?、垭娋W(wǎng)內(nèi)有煉鋼電弧爐、大型軋鋼設(shè)備，以及負(fù)荷變動大的設(shè)備投運時，或當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生操作失誤，或電網(wǎng)發(fā)生故障時，即會發(fā)生電壓的波動和閃變。
?、墚?dāng)電網(wǎng)內(nèi)三相用電負(fù)荷分配不均衡，及單相大容量設(shè)備的投運，或為了降低電力供應(yīng)而采用單相供電等，即會引起三相電壓的不平衡。不平衡度是指電網(wǎng)中三相不平衡程度，這僅對電壓而言，對電流一般用負(fù)序電流或零序電流。
⑤鑒于電力消耗形式出現(xiàn)多樣性，電網(wǎng)內(nèi)有大量非線性電氣設(shè)備;鐵磁飽和特性的鐵心設(shè)備;有強烈非線性特性的電弧為工作介質(zhì)的設(shè)備，以及電力電子元件為基礎(chǔ)的開關(guān)電源設(shè)備。還有大容量電力晶品閘管可控設(shè)備，電力變流設(shè)備和相控調(diào)速調(diào)壓裝置等，這些非線性設(shè)備的投運，必將引起電壓、電流正弦波形的畸變而產(chǎn)生諧波。
為實現(xiàn)對電網(wǎng)能量流的快速有效控制，就離不開電力電子裝置，而電力電子元件的非線性特性對電網(wǎng)的副作用也很大，導(dǎo)致電能質(zhì)量的劣化。在新形勢下新能源發(fā)電也成為污染源，風(fēng)能、太陽能發(fā)電具有斷續(xù)性、波動性的特點。同時還需要變流裝置接入電網(wǎng)，因而也存在有諧波污染。
電網(wǎng)運行中供電與用電的狀況異常，必將造成電能質(zhì)量的劣化，對每項指標(biāo)產(chǎn)生影響程度也不相同，所承擔(dān)的責(zé)任也有差別。隨著用電設(shè)備性能的提高，高靈敏度負(fù)荷的增多，高科技含量設(shè)備對電能擾動愈加敏感，從而意識到高質(zhì)量的電能是和經(jīng)濟(jì)性聯(lián)系在一起的。
電網(wǎng)供電運行中若是電能質(zhì)量劣化，必將造成供、用電設(shè)備的電氣性能變壞，運行效率下降，電能損耗增加。劣化的電能將使用電設(shè)備運行中產(chǎn)生過熱，不僅能耗增加，而且生產(chǎn)效率下降，導(dǎo)致用電設(shè)備的利用率降低。電能劣化還會影響到繼電保護(hù)和自動裝置工作的可靠性，以及電子控制設(shè)備工作的失常，同時還會造成測量和計量儀器儀表指示與計量不準(zhǔn)確，對通信系統(tǒng)的工作也會造成干擾。
電能質(zhì)量本身和節(jié)能減排相關(guān)，國家已將電能質(zhì)量提到資源環(huán)境的高度，它的改善將會使供用電雙方獲得更好經(jīng)濟(jì)效益。電能是一種重要資源，保證電能質(zhì)量實際上是給人們提供一個良好的電磁環(huán)境。
為適應(yīng)信息化電能質(zhì)量檢測技術(shù)的需要，必須建立健全電能質(zhì)量評估體系，建成完善的電能質(zhì)量檢測網(wǎng)絡(luò)，為電能質(zhì)量評估提供信息，其分析結(jié)果將為改善電能質(zhì)量提供依據(jù)，指導(dǎo)電力運行人員對電能污染進(jìn)行綜合治理。只有實現(xiàn)對電能質(zhì)量的全面檢測，才能對污染性負(fù)荷用戶的有效監(jiān)管，促進(jìn)電能質(zhì)量的改善。改善電能質(zhì)量的關(guān)鍵是實時的無功調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制，事實上電網(wǎng)電能質(zhì)量的優(yōu)劣是反映全網(wǎng)發(fā)、供、用電三方對無功的控制于協(xié)調(diào)，以及無功補償?shù)募夹g(shù)水平，同時也反映了全網(wǎng)無功補償?shù)牟贾煤脱a償裝置的調(diào)節(jié)能力。
改善電能質(zhì)量應(yīng)針對不同的電能問題，通過不同的技術(shù)手段和設(shè)備來解決，才能有效地告訴電網(wǎng)運行中的電能質(zhì)量問題。
電網(wǎng)頻率的波動源于大負(fù)荷設(shè)備的投運，引發(fā)有功功率的沖擊所致，這可能通過電力經(jīng)濟(jì)調(diào)度，優(yōu)化電力負(fù)荷配置，來維持發(fā)電有功功率與用電消耗的穩(wěn)定。或且增加電網(wǎng)供電裝機(jī)容量，保證供電能力大于用電負(fù)荷。另外，電網(wǎng)應(yīng)有合適水電廠作為調(diào)頻的備用容量，以增強電網(wǎng)的調(diào)頻能力，從而解決電網(wǎng)頻率的波動。
電網(wǎng)電壓波動，主要是電網(wǎng)內(nèi)有大量非線性負(fù)荷投運，以及無功功率的沖擊所造成的。從而改善電網(wǎng)電壓波動問題。對于有功功率沖擊引起的電壓波動，應(yīng)增加電網(wǎng)發(fā)電裝機(jī)容量，使電網(wǎng)保持足夠備用容量，應(yīng)對有功功率的沖擊?；蚋纳瓢l(fā)電系統(tǒng)的調(diào)速功能，使之達(dá)到跟蹤調(diào)節(jié)，也能改善電壓波動的問題。
電網(wǎng)電壓暫降、短時間斷，則是電網(wǎng)發(fā)生故障，或大型設(shè)備的失誤操作而引起的。這可通過提高供電網(wǎng)絡(luò)的可靠性，設(shè)法減少電網(wǎng)發(fā)生故障的數(shù)目，以及盡快切除故障達(dá)到減少停電時間。通過改善供電系統(tǒng)的設(shè)計，完善供電網(wǎng)絡(luò)的功能，使之能在發(fā)生故障時對用電設(shè)備的電壓擾動最小?；蚯彝ㄟ^提高用電設(shè)備對電壓擾動的抵御能看來解決電壓暫降，也可在電網(wǎng)與用電設(shè)備之間加裝補償設(shè)備，使之能在一定時間內(nèi)維持運行電壓的穩(wěn)定。其所涉及設(shè)備有：動態(tài)電壓恢復(fù)器。它除了補償無功功率外，還有補償有功功率能力，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生電壓暫降時，能在短時內(nèi)將電壓恢復(fù)到正常。還有固態(tài)斷路器和固態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)。它適用于快速隔離故障和轉(zhuǎn)換供電。它和電抗器配合還能快速限制短路電流。
電網(wǎng)諧波的治理，主要是降低諧波源諧波電流的含量。整流設(shè)備中的換流裝置，其產(chǎn)生諧波電流次數(shù)與脈動數(shù)有關(guān)，因此增加換流裝置的脈動數(shù)是降低諧波電流的有效措施。同時還可通過裝設(shè)交流濾波器，合理選擇供電電壓等級，加強諧波源的管理等，均可取得治理諧波的效果。
諧波治理所涉及設(shè)備有：無源電力濾波器和有源電力濾波器。
無源電力濾波器可濾除某一次或多次諧波。常用結(jié)構(gòu)是將電感和電容串聯(lián)而成，可對(3、5、7)次諧波構(gòu)成低阻抗旁路。
有源電流量濾波器在性能上比無源濾波器好得多，為濾除諧波及波形畸變，采取主動發(fā)生策略進(jìn)行濾波的電力電子裝置。它可實現(xiàn)動態(tài)補償，可對頻率和大小都變化的諧波，以及變化的無功進(jìn)行補償。
有源電力濾波器配合靜止式無功發(fā)生器，是大功率電力電子技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)電能質(zhì)量控制領(lǐng)域的高科技產(chǎn)品，適用于負(fù)載變化大而快的狀況下，為電網(wǎng)無功補償、諧波濾波、三相不平衡治理提供快速穩(wěn)定的技術(shù)手段，并具有補償無功的大小進(jìn)行連續(xù)的調(diào)節(jié)，不受電網(wǎng)阻抗的影響，也不容易與電網(wǎng)阻抗發(fā)行諧振。
電能質(zhì)量劣化的治理，道路是曲折的，前景是光明的。在電力市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，人們已意識到高質(zhì)量的電能供應(yīng)是和經(jīng)濟(jì)性聯(lián)系在一起的，電能質(zhì)量的改善勢在必行。
隨著電能質(zhì)量監(jiān)測和評估體系的建設(shè)與完善，以及電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在實踐中不斷完善和發(fā)展，因而準(zhǔn)確理解和把握電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對搞好電能質(zhì)量監(jiān)管和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，以及節(jié)能降耗都具有十分重要意義。讓我們共同為建立一個完善的電能質(zhì)量環(huán)境和全面提高供電質(zhì)量而努力。
電能是一種資源，也是一種特殊商品，其特殊性除電力供應(yīng)方式，商品交換形式及貿(mào)易結(jié)算等方面與普通商品不一樣外，在商品質(zhì)量即電能質(zhì)量的保證條件也是與眾不同。普通商品的質(zhì)量由制造廠家負(fù)責(zé)，而電能質(zhì)量則與用戶的用電狀況密切相關(guān)，造成電能質(zhì)量劣化有可能是用戶用電不當(dāng)所致。供電與用電狀況對電能質(zhì)量每項指標(biāo)所產(chǎn)生的影響程度也互不相同，其所承擔(dān)的責(zé)任也有差別。
在電力供應(yīng)相對緊缺時期，電力供應(yīng)尚無法滿足社會需求時，提起電能質(zhì)量的概念，很多人不以為然，而對電能質(zhì)量的概念，只停留在電壓、頻率偏差等靜態(tài)值范圍內(nèi)。然而在新形勢下，電力消耗形式和用電設(shè)備性能發(fā)生了重大變化，使電能質(zhì)量問題日益突出。再加上新能源、分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的興起，及新能源發(fā)電經(jīng)電力變換接入電網(wǎng)。同時電網(wǎng)內(nèi)還有大量非線性負(fù)載投運，這些都導(dǎo)致電能不在保持理想的正弦穩(wěn)定波形，從而造成波形畸變，成為電網(wǎng)的“公害”。
隨著社會進(jìn)步、科技發(fā)展、電力充足，人們開始研究和追求電能質(zhì)量。在科技不斷發(fā)展的當(dāng)今時代，用電設(shè)備性能在提高，高靈敏度負(fù)荷不斷增多，高科技含量電氣設(shè)備對電能擾動愈加敏感，從而意識到高質(zhì)量的電能是和經(jīng)濟(jì)性聯(lián)系在一起的。為此，對電能質(zhì)量的關(guān)注是改善電能環(huán)境和保證優(yōu)質(zhì)電力供應(yīng)的需求，也是全面提高供電質(zhì)量的基礎(chǔ)。
在電力市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，隨著供電雙方對電能質(zhì)量的高度關(guān)注，電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也在實踐中不斷完善和發(fā)展。為此，準(zhǔn)確理解和掌握電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)具有十分重要意義。
1.供電電壓允許偏差
GB/T12325—2003規(guī)定了電力系統(tǒng)在正常運行條件下，用戶受電端供電電壓的允許偏差為：35千伏及以上供電電壓正負(fù)偏差的絕對值之和不超過額定電壓的10%;10千伏及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的-7%~+7%;220伏單相供電電壓允許偏差為額定電壓的-10%~+7%。
2.電網(wǎng)頻率
GB/T15945—1995規(guī)定電力系統(tǒng)頻率偏差允許值為-0.2Hz~+0.2Hz，當(dāng)系統(tǒng)容量較大時，偏差值可放寬到-0.5Hz~+0.5Hz。
3.電壓波動和閃變
GB/2326—2000適用于由波動負(fù)荷引起的公共連接點電壓快速變動，及由此可能引起人對燈閃明顯感覺的場合。新標(biāo)準(zhǔn)將原標(biāo)準(zhǔn)中的以電壓波動為主改為以閃變?yōu)橹?，最敏感頻率有10Hz移到8.8Hz。
4.三相電壓不平衡
GB/T15542—1995適用于交流額定頻率為50Hz電力系統(tǒng)正常運行方式下，由負(fù)序分量而引起公共接點的電壓不平衡。用電壓負(fù)序分量與正序分量的均方根百分比表示。
5.公共電網(wǎng)諧波
GB/T14549—1993在電力生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)換和使用各個環(huán)節(jié)中都會產(chǎn)生諧波。在發(fā)電環(huán)節(jié)可近似認(rèn)為發(fā)電機(jī)輸出的是具有基波頻率的正弦波形電壓。其他環(huán)節(jié)產(chǎn)生諧波的主要有：非線性特征的電氣設(shè)備;鐵磁飽和特性的鐵心設(shè)備;有強烈非線性特性的電弧為工作介質(zhì)的設(shè)備，以電力電子元件為基礎(chǔ)的開關(guān)電源設(shè)備等。
6.暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓
GB/T18481—2001規(guī)定了交流電力系統(tǒng)作用于電氣設(shè)備的暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓的要求，電氣設(shè)備的絕緣水平以及過電壓的保護(hù)方法。實際上該標(biāo)準(zhǔn)沒有被貫徹執(zhí)行，其重要原因是過電壓信號很難進(jìn)行取樣、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)分析。
電能質(zhì)量是個動態(tài)的變化量，隨同電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)的強弱、負(fù)荷構(gòu)成、考核地點以及時間變化和受到不同的影響。隨著我國已成為世界上最復(fù)雜的交直流互聯(lián)大電網(wǎng)，以及新能源、分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的興起，而新能源發(fā)電又具有功率波動性、間歇性和不確定性。同時新能源發(fā)電需經(jīng)電力變換接入電網(wǎng)，再加上電力電子技術(shù)發(fā)展與廣泛應(yīng)用，使電力能源與電力消耗形式出現(xiàn)多樣性，以及網(wǎng)內(nèi)又有大量非線性負(fù)載投運，這些都導(dǎo)致電能不在保持理想的正弦穩(wěn)定波形，影響電能質(zhì)量。
電能質(zhì)量劣化具有外在性和特點：
?、佼?dāng)電網(wǎng)供電線路過長，線徑過小，供電能力不足，在用電負(fù)荷過大時將引起供電電壓偏差;在電網(wǎng)調(diào)壓裝置與能力不足時而無功補償又相對缺乏也會引起供電電壓偏差;當(dāng)用戶無功功率沖擊時同樣也會引起電壓偏差，容性無功使電壓偏高，感性無功使電壓偏低。
②用戶從電網(wǎng)吸取的有功功率是變化的，只有當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出有功與用戶消耗的有功維持動態(tài)平衡時，電力系統(tǒng)的頻率才不會發(fā)生偏差。若電網(wǎng)供電容量不足或調(diào)頻設(shè)備能力不足，當(dāng)用電負(fù)荷超過供電能力時，即會發(fā)生頻率偏差。
?、垭娋W(wǎng)內(nèi)有煉鋼電弧爐、大型軋鋼設(shè)備，以及負(fù)荷變動大的設(shè)備投運時，或當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生操作失誤，或電網(wǎng)發(fā)生故障時，即會發(fā)生電壓的波動和閃變。
?、墚?dāng)電網(wǎng)內(nèi)三相用電負(fù)荷分配不均衡，及單相大容量設(shè)備的投運，或為了降低電力供應(yīng)而采用單相供電等，即會引起三相電壓的不平衡。不平衡度是指電網(wǎng)中三相不平衡程度，這僅對電壓而言，對電流一般用負(fù)序電流或零序電流。
⑤鑒于電力消耗形式出現(xiàn)多樣性，電網(wǎng)內(nèi)有大量非線性電氣設(shè)備;鐵磁飽和特性的鐵心設(shè)備;有強烈非線性特性的電弧為工作介質(zhì)的設(shè)備，以及電力電子元件為基礎(chǔ)的開關(guān)電源設(shè)備。還有大容量電力晶品閘管可控設(shè)備，電力變流設(shè)備和相控調(diào)速調(diào)壓裝置等，這些非線性設(shè)備的投運，必將引起電壓、電流正弦波形的畸變而產(chǎn)生諧波。
為實現(xiàn)對電網(wǎng)能量流的快速有效控制，就離不開電力電子裝置，而電力電子元件的非線性特性對電網(wǎng)的副作用也很大，導(dǎo)致電能質(zhì)量的劣化。在新形勢下新能源發(fā)電也成為污染源，風(fēng)能、太陽能發(fā)電具有斷續(xù)性、波動性的特點。同時還需要變流裝置接入電網(wǎng)，因而也存在有諧波污染。
?、拊陔娔苜|(zhì)量的熱點問題上，供用電雙方從不同角度有不同看法，諧波影響是較早的問題，其對電能質(zhì)量的影響早就受到電力部門的關(guān)注。但實際上造成影響與危害較大的不是諧波，而是電壓暫降。電壓暫降，電壓短時間斷則是電網(wǎng)故障和大型設(shè)備操作失誤所致。這種電壓暫降所造成危害對用戶而言，由于用電戶相對比較分散，因而影響不大明顯。但隨著敏感負(fù)荷的增多，高科技含量設(shè)備對電能擾動更加敏感，因而電壓暫降給用戶帶來影響與危害將會更加嚴(yán)重。
電網(wǎng)運行中供電與用電的狀況異常，必將造成電能質(zhì)量的劣化，對每項指標(biāo)產(chǎn)生影響程度也不相同，所承擔(dān)的責(zé)任也有差別。隨著用電設(shè)備性能的提高，高靈敏度負(fù)荷的增多，高科技含量設(shè)備對電能擾動愈加敏感，從而意識到高質(zhì)量的電能是和經(jīng)濟(jì)性聯(lián)系在一起的。
電網(wǎng)供電運行中若是電能質(zhì)量劣化，必將造成供、用電設(shè)備的電氣性能變壞，運行效率下降，電能損耗增加。劣化的電能將使用電設(shè)備運行中產(chǎn)生過熱，不僅能耗增加，而且生產(chǎn)效率下降，導(dǎo)致用電設(shè)備的利用率降低。電能劣化還會影響到繼電保護(hù)和自動裝置工作的可靠性，以及電子控制設(shè)備工作的失常，同時還會造成測量和計量儀器儀表指示與計量不準(zhǔn)確，對通信系統(tǒng)的工作也會造成干擾。
電能質(zhì)量惡化將使產(chǎn)生機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率下降，使生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量劣化，甚至還可能造成產(chǎn)品報廢。若是電能質(zhì)量嚴(yán)重劣化，還影響到電氣設(shè)備運行的安全性和使用壽命，嚴(yán)重時甚至還危及人身的安全。
電能質(zhì)量本身和節(jié)能減排相關(guān)，國家已將電能質(zhì)量提到資源環(huán)境的高度，它的改善將會使供用電雙方獲得更好經(jīng)濟(jì)效益。電能是一種重要資源，保證電能質(zhì)量實際上是給人們提供一個良好的電磁環(huán)境。
為適應(yīng)信息化電能質(zhì)量檢測技術(shù)的需要，必須建立健全電能質(zhì)量評估體系，建成完善的電能質(zhì)量檢測網(wǎng)絡(luò)，為電能質(zhì)量評估提供信息，其分析結(jié)果將為改善電能質(zhì)量提供依據(jù)，指導(dǎo)電力運行人員對電能污染進(jìn)行綜合治理。只有實現(xiàn)對電能質(zhì)量的全面檢測，才能對污染性負(fù)荷用戶的有效監(jiān)管，促進(jìn)電能質(zhì)量的改善。改善電能質(zhì)量的關(guān)鍵是實時的無功調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制，事實上電網(wǎng)電能質(zhì)量的優(yōu)劣是反映全網(wǎng)發(fā)、供、用電三方對無功的控制于協(xié)調(diào)，以及無功補償?shù)募夹g(shù)水平，同時也反映了全網(wǎng)無功補償?shù)牟贾煤脱a償裝置的調(diào)節(jié)能力。
改善電能質(zhì)量應(yīng)針對不同的電能問題，通過不同的技術(shù)手段和設(shè)備來解決，才能有效地告訴電網(wǎng)運行中的電能質(zhì)量問題。
電網(wǎng)頻率的波動源于大負(fù)荷設(shè)備的投運，引發(fā)有功功率的沖擊所致，這可能通過電力經(jīng)濟(jì)調(diào)度，優(yōu)化電力負(fù)荷配置，來維持發(fā)電有功功率與用電消耗的穩(wěn)定。或且增加電網(wǎng)供電裝機(jī)容量，保證供電能力大于用電負(fù)荷。另外，電網(wǎng)應(yīng)有合適水電廠作為調(diào)頻的備用容量，以增強電網(wǎng)的調(diào)頻能力，從而解決電網(wǎng)頻率的波動。
電網(wǎng)電壓波動，主要是電網(wǎng)內(nèi)有大量非線性負(fù)荷投運，以及無功功率的沖擊所造成的。從而改善電網(wǎng)電壓波動問題。對于有功功率沖擊引起的電壓波動，應(yīng)增加電網(wǎng)發(fā)電裝機(jī)容量，使電網(wǎng)保持足夠備用容量，應(yīng)對有功功率的沖擊?；蚋纳瓢l(fā)電系統(tǒng)的調(diào)速功能，使之達(dá)到跟蹤調(diào)節(jié)，也能改善電壓波動的問題。
電網(wǎng)電壓暫降、短時間斷，則是電網(wǎng)發(fā)生故障，或大型設(shè)備的失誤操作而引起的。這可通過提高供電網(wǎng)絡(luò)的可靠性，設(shè)法減少電網(wǎng)發(fā)生故障的數(shù)目，以及盡快切除故障達(dá)到減少停電時間。通過改善供電系統(tǒng)的設(shè)計，完善供電網(wǎng)絡(luò)的功能，使之能在發(fā)生故障時對用電設(shè)備的電壓擾動最小?；蚯彝ㄟ^提高用電設(shè)備對電壓擾動的抵御能看來解決電壓暫降，也可在電網(wǎng)與用電設(shè)備之間加裝補償設(shè)備，使之能在一定時間內(nèi)維持運行電壓的穩(wěn)定。其所涉及設(shè)備有：動態(tài)電壓恢復(fù)器。它除了補償無功功率外，還有補償有功功率能力，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生電壓暫降時，能在短時內(nèi)將電壓恢復(fù)到正常。還有固態(tài)斷路器和固態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)。它適用于快速隔離故障和轉(zhuǎn)換供電。它和電抗器配合還能快速限制短路電流。
電網(wǎng)諧波的治理，主要是降低諧波源諧波電流的含量。整流設(shè)備中的換流裝置，其產(chǎn)生諧波電流次數(shù)與脈動數(shù)有關(guān)，因此增加換流裝置的脈動數(shù)是降低諧波電流的有效措施。同時還可通過裝設(shè)交流濾波器，合理選擇供電電壓等級，加強諧波源的管理等，均可取得治理諧波的效果。
諧波治理所涉及設(shè)備有：無源電力濾波器和有源電力濾波器。
無源電力濾波器可濾除某一次或多次諧波。常用結(jié)構(gòu)是將電感和電容串聯(lián)而成，可對(3、5、7)次諧波構(gòu)成低阻抗旁路。
有源電流量濾波器在性能上比無源濾波器好得多，為濾除諧波及波形畸變，采取主動發(fā)生策略進(jìn)行濾波的電力電子裝置。它可實現(xiàn)動態(tài)補償，可對頻率和大小都變化的諧波，以及變化的無功進(jìn)行補償。
有源電力濾波器配合靜止式無功發(fā)生器，是大功率電力電子技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)電能質(zhì)量控制領(lǐng)域的高科技產(chǎn)品，適用于負(fù)載變化大而快的狀況下，為電網(wǎng)無功補償、諧波濾波、三相不平衡治理提供快速穩(wěn)定的技術(shù)手段，并具有補償無功的大小進(jìn)行連續(xù)的調(diào)節(jié)，不受電網(wǎng)阻抗的影響，也不容易與電網(wǎng)阻抗發(fā)行諧振。
有源電力濾波器運行中還能自動跟蹤電網(wǎng)頻率的變化，其補償性能也不受電網(wǎng)頻率變化的影響，對補償對象的變化有極快的響應(yīng)，可同時對諧波和無功進(jìn)行補償，具有良好的治理諧波效果。
電能質(zhì)量劣化的治理，道路是曲折的，前景是光明的。在電力市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，人們已意識到高質(zhì)量的電能供應(yīng)是和經(jīng)濟(jì)性聯(lián)系在一起的，電能質(zhì)量的改善勢在必行。
隨著電能質(zhì)量監(jiān)測和評估體系的建設(shè)與完善，以及電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在實踐中不斷完善和發(fā)展，因而準(zhǔn)確理解和把握電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對搞好電能質(zhì)量監(jiān)管和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，以及節(jié)能降耗都具有十分重要意義。讓我們共同為建立一個完善的電能質(zhì)量環(huán)境和全面提高供電質(zhì)量而努力。
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