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        用戶電力技術(shù)在配電系統(tǒng)的應(yīng)用

        2011-12-20 03:49:24施計(jì)
        城市建設(shè)理論研究 2011年23期
        關(guān)鍵詞:配電系統(tǒng)電能質(zhì)量

        施計(jì)

        摘要:近年來,隨著配電系統(tǒng)中整流器等非線性沖擊性和不平衡負(fù)荷的增加,電能質(zhì)量問題日益嚴(yán)重,而現(xiàn)代工業(yè)、商業(yè)和居民用戶的用電設(shè)備對(duì)供電質(zhì)量提出了更高的要求。因此,采用新技術(shù)對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行綜合電能質(zhì)量控制已勢(shì)在必行,文章對(duì)用戶電力技術(shù)及其在提高配電網(wǎng)電能質(zhì)量方面的應(yīng)用作了詳細(xì)的介紹。

        關(guān)鍵詞:用戶電力技術(shù);配電系統(tǒng);電能質(zhì)量

        用戶電力技術(shù)(Custom Power)是美國(guó)電力科學(xué)研究院(EPRI)的N.G.Hingorani博士繼在1986年提出柔性交流輸電技術(shù)(Flexible AC Transmission System,簡(jiǎn)稱FACTS)之后,于1988年針對(duì)配電網(wǎng)中供電質(zhì)量問題提出的新概念。用戶電力技術(shù)以大功率可控硅為基礎(chǔ),與傳統(tǒng)技術(shù)相比更加精確、靈活、反應(yīng)快速,裝置容量小,工作電壓低,能夠有效解決配電系統(tǒng)電能質(zhì)量問題。

        一、用戶電力突出問題

        用戶電力突出問題主要包括電能質(zhì)量問題、節(jié)約用電問題和安全運(yùn)行問題三個(gè)方面。電能質(zhì)量問題指的是供電電壓質(zhì)量問題和電網(wǎng)干擾問題,前者包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動(dòng)、諧波電壓、三相電壓不平衡、電壓驟降、電壓容限、電壓畸變等;后者包括有功沖擊、無功不平衡、無功波動(dòng)、負(fù)序電流、諧波電流、短路電流等。節(jié)約用電問題主要受用戶側(cè)電壓過高和運(yùn)行功率因數(shù)過低兩個(gè)因素影響,電壓過高不僅增加用電量,導(dǎo)致電能浪費(fèi),還會(huì)縮短用電設(shè)備的使用壽命甚至導(dǎo)致設(shè)備損壞;由于許多用戶沒有對(duì)運(yùn)行功率因數(shù)進(jìn)行有效的監(jiān)管,產(chǎn)生大量無功電流,致使電能損耗增大。安全運(yùn)行問題方面,繼電保護(hù)裝置能夠有效保障配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行,但由于機(jī)械開關(guān)反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),在發(fā)生短路故障時(shí)可能導(dǎo)致電壓驟降時(shí)間過長(zhǎng)而引發(fā)設(shè)備故障,而且由于機(jī)械開關(guān)無法根據(jù)相位控制投切,可能在投切過程中產(chǎn)生過電壓等故障。

        二、用戶電力技術(shù)在配電系統(tǒng)的應(yīng)用

        用戶電力技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的不同之處在于能夠從用電企業(yè)的角度出發(fā)考慮電能質(zhì)量,根據(jù)電力用戶的用電特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究。因此,用戶電力技術(shù)能夠?qū)╇娰|(zhì)量的各種問題采用綜合的解決辦法,在配電網(wǎng)和大量商業(yè)用戶的供電端使用新型電力電子控制器,提高電能質(zhì)量,節(jié)約電能,保障配電系統(tǒng)及用電設(shè)備安全運(yùn)行。

        1.用戶電力技術(shù)

        測(cè)試評(píng)估技術(shù)能夠通過網(wǎng)絡(luò)阻抗計(jì)算、短路電流計(jì)算、短路容量計(jì)算、電壓質(zhì)量計(jì)算、配電系統(tǒng)干擾計(jì)算、電壓質(zhì)量測(cè)評(píng)、配電系統(tǒng)干擾測(cè)評(píng)、設(shè)備兼容性測(cè)評(píng)、節(jié)電運(yùn)行評(píng)估、安全運(yùn)行評(píng)估及時(shí)發(fā)現(xiàn)用戶電力技術(shù)存在的問題及成因,給出有效的解決方案;電能質(zhì)量控制技術(shù)能夠借助電壓源等精確、連續(xù)控制配電系統(tǒng)供電質(zhì)量和效率,使電力傳輸能力更高、供電質(zhì)量更好;能量轉(zhuǎn)換技術(shù)能夠利用電力電子技術(shù)將風(fēng)能等新能源變換成為三相交流電能,其中超導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)具備快速響應(yīng)特性,可以提高配電系統(tǒng)穩(wěn)定性,降低儲(chǔ)能損耗,獲得了較為廣泛的應(yīng)用;固態(tài)開關(guān)技術(shù)能夠解決機(jī)械開關(guān)存在的問題,可以及時(shí)切除短路電流,固態(tài)斷路器能在70μs內(nèi)切除故障電流,有助于配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

        2.用戶電力控制器

        用戶電力控制器主要包括靜態(tài)開關(guān)和靜態(tài)補(bǔ)償兩種設(shè)備,其中靜態(tài)開關(guān)設(shè)備分為固態(tài)斷路器、轉(zhuǎn)換開關(guān),靜態(tài)補(bǔ)償器有串聯(lián)和并聯(lián)以及混合型三種。

        固態(tài)斷路器能夠準(zhǔn)確、快速控制配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及參數(shù),從而有效的避免了電網(wǎng)電壓大幅度波動(dòng)和大故障電流引起的災(zāi)難性后果,保障配電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。固態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)能夠保證配電系統(tǒng)供電的連續(xù)性,能夠在0.25Hz內(nèi)實(shí)現(xiàn)備用饋電線切換。固態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)與靜態(tài)電容器一同使用能夠提供優(yōu)質(zhì)電力,與限流電抗器等一同使用能夠防止過大障礙電流。

        靜態(tài)串聯(lián)補(bǔ)償器包括動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器、不間斷電源等,靜態(tài)并聯(lián)補(bǔ)償器包括配電靜止同步補(bǔ)償器、有源濾波器等,靜態(tài)混合型補(bǔ)償器包括統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器等。串聯(lián)補(bǔ)償器能夠消除配電系統(tǒng)電壓波動(dòng),限制故障電流,減少電壓諧波,而并聯(lián)補(bǔ)償器用于電流補(bǔ)償,為負(fù)載提供畸變電流以消除負(fù)載畸變產(chǎn)生的影響,能夠達(dá)到消除三相不平衡等目的。統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器由串聯(lián)逆變器和并聯(lián)逆變器等組成,綜合了串聯(lián)補(bǔ)償器和并聯(lián)補(bǔ)償器的功能及優(yōu)勢(shì),消除了串聯(lián)、并聯(lián)補(bǔ)償器存在的局限性,可以解決絕大多數(shù)配電系統(tǒng)存在的電能質(zhì)量問題。

        總結(jié):

        綜上所述,用戶電力技術(shù)能夠綜合應(yīng)用電力技術(shù)解決配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量等問題,用戶電力技術(shù)及其相關(guān)設(shè)備都具備各自的優(yōu)勢(shì),但也存在一定的局限性,需要綜合使用這些技術(shù)及相關(guān)設(shè)備,才能有效解決配電系統(tǒng)的用電問題,保障電力企業(yè)和電力用戶的正常工作和經(jīng)濟(jì)效益。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 顧東亮. 用戶電力技術(shù)應(yīng)用[J]. 黑龍江科技信息, 2010,(23)

        [2] 樓曉君,李令冬. 用戶電力技術(shù)及最新研究進(jìn)展[J]. 上海電力, 2006,(05)

        [3] 嚴(yán)干貴,黃亞峰,姜齊榮,黃民聰. 未來的用戶電力技術(shù)[J]. 電站設(shè)備自動(dòng)化, 2006,(01)

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