1、浅谈如何改善电能质量摘 要电力作为一种清洁的能源，是现代社会赖以生存的支柱，电网的清洁及电能质量的优劣关系到发电、供电、用户各方的权益，因此，电能质量一直是电力企业十分关注并且刻意完善的指标。 关键词改善电能质量 中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01 研究背景 电力作为一种清洁的能源，是现代社会赖以生存的支柱，电网的清洁及电能质量的优劣关系到发电、供电、用户各方的权益，因此，电能质量一直是电力企业十分关注并且刻意完善的指标。过去，电能质量通常指的是供电的可靠性，幅值、频率与规定值的偏差。近十多年来，电力系统中用电负荷结构发生了重大变
2、化，电力电子装置、炼钢电弧炉、电气化铁路和家用电器等负荷迅速发展，使电网面临遭受谐波、闪变、不对称污染的局面，与此同时，众多基于计算机、微处理器、电力电子装置控制的设备，对电能质量非常敏感，受电能质量影响所造成的经济和社会损失问题日益突出，因而对电能质量提出更高的要求。 影响电能质量的因素 电能从生产到消耗是一个整体，发供用始终处于动态平衡之中。其中任何一个环节都会对电质量产生影响.几十年来，电力部门的工作重点一直放在多发多供上，对于提高电能质量重视不够。近年来电能质量虽然有些改善，但总体上仍不够好，个别指标（如谐波、电压波动和闪变）还在继续恶化。影响电能质量的原因是多方面的，大体上有：（1）
3、电网发展规划不当，结构不合理，送电距离过长；（2）无功补偿和调压、调频手段落后或缺乏；（3）电网运行调度不合理，调度纪律执行不严；（4）用电管理不菩，特别是对一些严重污染电能质量的用户缺乏必要的技术监督和管理措施。当然还有认识问题和资金短缺问题。对于电能质量，传统上关注的指标只是频率和电压偏差，而对谐波、电压波动和闪变以及三相不平衡的指标很少问津，也没有被列入日常的生产“监督”之中。同样，很多用户也只认为用上电就可以了，至于电能质量的好坏，在电网中引起的干扰则并不关心。有的认为，采取改善电能质量的措施，只对电网和其他用户有利，将此投资视为额外负担。实际上，由用户引起的电能污染的首先受害者是用户
4、本身。而且国内外的经验也证明，用于改普电能质量的投资可以在短期内收回。例如湖北大冶钢厂为解决 50t大功率电弧炉对电网的“公害”装设了一套 35MvarTCR 型静止无功补偿装置，基本抑制了对电网的干扰，同时从补偿功率因数、.缩短冶炼时间、提高钢产量、降低电耗等获得的直接经济效益，每年达 370 万元左右，两年就回收了投资s。有的工程，传统设计上没有改善电能质量的投资，也给这方面工作造成困难。例如电铁牵引供电设计中只考虑月平均功率因数补偿装置的投资。然而，由式（2）可知，对于波动负荷，标准偏差。项往往占主导地位，因此仅解决平均功率因数的补偿，不可能明显改善参数偏差造成的损失 Y 二。 关于电能
5、质量的标准 电能质量的标准实质上是合理解决电网和用电设备之间的电磁兼容问题，以保证电力系统（包括用户）安全和经济运行。电能质量和其他产品质量不同之处在于它不完全取决于电力生产部门，甚至有的质量问题（例如谐波、电压波动和闪变，三相不平衡度）主要是由于用户的干扰所致。标准的高低自然会涉及到各方面的投资比重，并受制于电力供求关系和经济发展水平。虽然各国的电能标准至今没有统一，但随着国际贸易和技术交流的发展，标准的国际化趋势是不可避免的。从八十年代初开始，国家技术监督局（原国家标准局）将制定国家电能质量系列标准列为重点项目。系列标准共有五个，现已颁布三个，即供电电压允许偏差 （GB12325 一 90
6、） ；电压允许波动和闪变 （GBI2326 一 90） ；公用电网谐波 （GB/T14549 一 93） 。已报批的有三相电压允许不平衡度 ；正在制定的有电力系统频率允许偏差 。预计到今年年底，五个标准能全部完成。新的标准是遵照国家经委的指示：制定标准“既要实事求是符合国情，讲求实效，又要积极地向国际先进的标准靠拢，有利于国际技术经济合作” 。9j 上述五个标准，都是在总结现有经验，广泛研究国内外标准，结合国内电网情况，经过认真分析，反复征求各部门的意见后提出来的。 改善电能质量的措施 1.改善电能质量措施的研究涉及面很广。为减少频率和电压偏差，应实施电网调度自化、无功优化、负荷控制以及许多新
7、型的调频、调压装置的开发和应用。近几年在全国范围内进行的城乡电网改造工程，是提高电能质量的重要措施。 2.随着高性能的电力电子元器件（例如 GTO、IGBT、LTT 等）的出现，美国专家提出了柔性交流输电（FACTS）技术。目前主要的 FACTS 装置有：静止无功补偿器（STATCOM） 、晶闸管控制的串联投切电容器（TSSC） 、可控串联补偿电容器（TCSC） 、统一潮流控制器（UPFC）等。其中串联补偿装置，如 TSSC，TCSC 等能使输电线路的阻抗变小，相当于缩短了输电线路的长度，因此是提高系统输送容量和暂态稳定性的重要手段，而并联补偿装置STATCOM，通过与系统进行无功功率交换，以
8、维持线路电压恒定，因此是抑制系统电压波动、闪变和提高系统稳定性特别是电压稳定性的有力工具；UPFC 则综合了串、并联补偿的功能，能对线路电压、阻抗、相位进行控制，从而实现控制潮流、阻尼振荡、提高系统稳定性等多种功能。作为 FACTS 技术在配电系统应用的延伸DFACTS 技术已成为改善电能质量的有力工具，该技术的核心器件 IGBT 比 GTO 具有更快的开关频率，并且关断容量已达 MVA 级，因此 DFACTS 装置具有更快的响应特性。目前主要的 DFACTS 装置有：有源滤波器（APF） 、动态电压恢复器（DVR） 、配电系统用静止无功补偿器（D- STAT-COM） 、静止同步串联补偿器（
9、SSSC）等。其中 APF 是补偿谐波的有效工具；而 DVR 通过自身的储能单元，能够在 ms 级内向系统注入正常电压与故障电压之差，因此是抑制电压暂降的有效装置。 3.电能质量的管理。电能质量的好坏，管理工作是不可忽视的环节，为此须进行下列工作。将电能质量的监督正式纳入电力生产轨道，同时建立国家、各省、地市 3 级电能质量管理体系。作为电能质量指标的电压和频率偏差，基本上由各级电力调度部门进行日常监管，这方面已制定了一些规程、导则（例如调度规程、无功和电压管理导则） 。谐波、电压波动和闪变以及三相不平衡同用电负荷的关系较密切，这三个指标难以做到实时监督，一般应由试验部门定期组织测量。现在有必
10、要在国家质量监督部门领导下建立国家级电能质量检测中心，作为电能质量监管的技术归口单位。 电能质量监测分析展望 电能质量的分析和监测是一个复杂的系统工程。它设计到电力系统、自动控制、现代通信等多个方面。目前乃至今后一段时间内，它在发展中要解决以下几方面的问题：基础理论的研究。电能质量基础理论研究是对其本质进行深入研究的基础，包括统一的畸变波形行电能质量的含义，各功率成分的定义、产生机理、评价体系的研究，及物理意义，科学的计算方法研究等。目前为适应不同的需要提出许多的定义方法。各方法在数学表达式、物理意义、建立模型及实施方面各有所长，但距离理论上和实际上的统一并易于接受的表达式尚有一定的差距，无法对电能质量做出综合的分析和评估。这一理论的短缺无疑将会阻碍对电能质量进一步的深入研究。 结束语 综上所述，我们不但要为用户提供可靠的电能，还要设法改善电能质量，电能质量对于电网的安全，经济运行，保障用户工业产品质量和科学实验的正常运行，以及降低能耗都有相当的重要的意义。 参考文献 1 电机工程手册第 4 卷电机 ，1982 年. 2 异步电动机、同步电动机、调相机的电压和频率特性试验报告，华东电力设计院，1973 年. 3 林海雪，电力系统中的谐波问题，电网技术，1989 年第 l 期们张直平，电力系统中谐波的某些主要形响.电网技术，1989 年第 1 期.
