電網(wǎng)電能質(zhì)量污染的治理

1.電能質(zhì)量指標定義

電能質(zhì)量包括四個方面的相關(guān)術(shù)語和概念：電壓質(zhì)量(VOLTAGEQUALITY)即用實際電壓與額定電壓間的偏差(偏差含電壓幅值，波形和相位的偏差)，反映供電企業(yè)向用戶供給的電力是否合格;電流質(zhì)量(CURRENTQUALITY)即對用戶取用電流提出恒定頻率、正弦波形要求，并使電流波形與供電電壓同相位，以保證系統(tǒng)以高功率因數(shù)運行，這個定義有助于電網(wǎng)電能質(zhì)量的改善，并降低網(wǎng)損;供電質(zhì)量(QUALITYOFSUPPLY)包含技術(shù)含義和非技術(shù)含義兩個方面：技術(shù)含義有電壓質(zhì)量和供電可靠性;非技術(shù)含義是指服務(wù)質(zhì)量(QUALITYOFSERVICE)包括供電企業(yè)對用戶投訴的反應(yīng)速度和電力價格等;用電質(zhì)量(QUALITYOFCONSUMPTION)包括電流質(zhì)量和非技術(shù)含義，如用戶是否按時、如數(shù)繳納電費等，它反映供用雙方相互作用與影響用電方的責(zé)任和義務(wù)。

一般地，電能質(zhì)量的定義：導(dǎo)致用戶設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率偏差。這個定義簡單明晰，概括了電能質(zhì)量問題的成因和后果。隨著基于計算機系統(tǒng)的控制設(shè)備與電子裝置的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)中用電負荷結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，即變頻裝置、電弧爐煉鋼、電氣化鐵道等非線性、沖擊性負荷造成對電能質(zhì)量的污染與破壞，而電能作為商品，人們會對電能質(zhì)量提出更高的要求，電能質(zhì)量已逐漸成為全社會共同關(guān)注的問題，有關(guān)電能質(zhì)量的問題已經(jīng)成為電工領(lǐng)域的前沿性課題，有必要對其相關(guān)指標與改善措施作討論和分析。

2.電能質(zhì)量指標

電能質(zhì)量指標是電能質(zhì)量各個方面的具體描述，不同的指標有不同的定義，參考IEC標準、從電磁現(xiàn)象及相互作用和影響角度考慮給出的引起干擾的基本現(xiàn)象分類如下：

(1)低頻傳導(dǎo)現(xiàn)象：諧波、間諧波、電壓波動、電壓與電流不平衡，電壓暫降與短時斷電，電網(wǎng)頻率變化，低頻感應(yīng)電壓，交流網(wǎng)絡(luò)中的直流;

(2)低頻輻射現(xiàn)象：磁場、電場;

(3)高頻傳導(dǎo)現(xiàn)象：感應(yīng)連續(xù)波電壓與電流，單向瞬態(tài)、振蕩瞬態(tài);

(4)高頻輻射現(xiàn)象：磁場、電場、電磁場(連續(xù)波、瞬態(tài));

(5)靜電放電現(xiàn)象。

對于以上電力系統(tǒng)中的電磁現(xiàn)象，穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象可以利用幅值、頻率、頻譜、調(diào)制、缺口深度和面積來描述，非穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象可利用上升率、幅值、相位移、持續(xù)時間、頻譜、頻率、發(fā)生率、能量強度等描述。

保障電能質(zhì)量既是電力企業(yè)的責(zé)任，供電企業(yè)應(yīng)保證供給用戶的供電質(zhì)量符合國家標準;同時也是用戶(擁有干擾性負荷)應(yīng)盡的義務(wù)，即用戶用電不得危害供電;安全用電;對各種電能質(zhì)量問題應(yīng)采取有效的措施加以抑制。

電能質(zhì)量指標國內(nèi)外大多取95%概率值作為衡量依據(jù)，并需指明監(jiān)測點，這些指標特點也對用電設(shè)備性能提出了相應(yīng)的要求。即電氣設(shè)備不僅應(yīng)能在規(guī)定的標準值之內(nèi)正常運行，而且應(yīng)具備承受短時超標運行的能力。

3.電能質(zhì)量指標標準

綜合新頒布的電磁兼容國家標準和發(fā)達國家的相關(guān)標準，中低壓電能質(zhì)量標準分5大類13個指標。

(1)頻率偏差：包括在互聯(lián)電網(wǎng)和孤立電網(wǎng)中的兩種;

(2)電壓幅值：慢速電壓變化(即電壓偏差);快速電壓變化(電壓波動和閃變);電壓暫降(是由于系統(tǒng)故障或干擾造成用戶電壓短時間(10MS～LMIN)內(nèi)下降到90%的額定值以下，然后又恢復(fù)到正常水平，會使用戶的次品率增大或生產(chǎn)停頓);短時斷電(又稱電壓中斷，是由于系統(tǒng)故障跳閘后造成用戶電壓完全喪失(3MIN，電壓中斷使用戶生產(chǎn)停頓，甚至混亂);長時斷電;暫時工頻過電壓;瞬態(tài)過電壓;

(3)電壓不平衡;

(4)電壓波形：諧波電壓;間諧波電壓;(由較大的波動或沖擊性非線性負荷引起，如大功率的交一交變頻，間諧波的頻率不是工頻的整數(shù)倍，但其危害等同于整數(shù)次諧波)。

(5)信號電壓(在電力傳輸線上的高頻信號，用于通信和控制)

4.電能質(zhì)量指標污染的治理的基礎(chǔ)性工作

首先要掌握供電網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)，對電能質(zhì)量開展實時監(jiān)測，以掌握其動態(tài);第二是分析診斷其變化，即在詳細分析電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用仿真軟件對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的固有諧振特性進行計算與分析，排除虛假的諧波干擾;第三是開展系統(tǒng)的合理設(shè)計和改造，變電站的設(shè)計和投運以及新的電力用戶投運之前都要進行諧波源負荷及電能質(zhì)量要求等方面的技術(shù)咨詢，線路網(wǎng)絡(luò)改造和建設(shè)也要結(jié)合運行負荷的特點和措施，以降低線損，降低設(shè)備損失事故，最后才是開展濾波裝置或無功補償裝置的研制、調(diào)試和現(xiàn)場測試，以了解治理后的效果，并總結(jié)經(jīng)驗。

5.電能質(zhì)量指標結(jié)語

隨著電力電子與信息技術(shù)在社會各個領(lǐng)域的滲透應(yīng)用，一些新型電力負荷對電能質(zhì)量的要求不斷提高，電能質(zhì)量已成為電力企業(yè)和用戶共同關(guān)心的課題。當(dāng)今威脅信息電力質(zhì)量的主要干擾除了諧波、電壓波動外，更多為人們所關(guān)注的將是電壓暫降和短時斷電、電壓閃變等動態(tài)電能質(zhì)量問題;我們應(yīng)因地制宜，對癥下藥，在深入調(diào)研、現(xiàn)場實測、試驗研究的基礎(chǔ)上，運用FACTS和電力新技術(shù)對電能質(zhì)量進行系統(tǒng)化地綜合補償，這將是今后解決電能質(zhì)量問題的最根本途徑。