摘 要：電能質(zhì)量是當(dāng)今社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)的熱點(diǎn)話題。如何有效的改善電能質(zhì)量問(wèn)題是各國(guó)專家努力鉆研的課題之一。本文扼要介紹了衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)，提出了影響區(qū)域電能質(zhì)量因素，最后討論了對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行有效改善的策略和方法。

關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量 電力系統(tǒng) 電力技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）11（a）-0109-01

1 衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)

1.1 電壓偏差

根據(jù)《電能質(zhì)量-供電電壓允許偏差》（GB12325—2003），電壓偏差的限值規(guī)定為：220 kV、110 kV、35 kV供電電壓正負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過(guò)10%；10 kV及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的±7%；單相供電電壓允許偏差為+7%～10%。崇明三島最高電壓等級(jí)為220 kV，現(xiàn)有220 kV變電站4座，110 kV及以下共有30座。

1.2 頻率偏差

根據(jù)《電能質(zhì)量-電力系統(tǒng)頻率允許偏差》（GB/T15945—95）對(duì)頻率偏差的限值規(guī)定：電力系統(tǒng)正常頻率偏差允許值為±0.2 Hz。當(dāng)系統(tǒng)容量較小時(shí)，偏差值可放寬到±0.5 Hz。用戶沖擊負(fù)荷引起的系統(tǒng)頻率變動(dòng)不得超過(guò)±0.1 Hz[1]。崇明三島電網(wǎng)為江蘇電源與上海電源分送東西部負(fù)荷，崇明三島頻率隨主網(wǎng)頻率的變化而變化。

1.3 其他技術(shù)指標(biāo)

諧波含量是指具有供電系統(tǒng)基波頻率整數(shù)倍頻率的正弦電壓或電流；電壓波動(dòng)及閃變是指具有供電系統(tǒng)基波頻率整數(shù)倍頻率的正弦電壓或電流以及人眼對(duì)由電壓波動(dòng)所引起的照明異常的視覺(jué)感受。電力諧波產(chǎn)生的主要原因：一是發(fā)電源質(zhì)量不高產(chǎn)生諧波；二是輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生諧波；三是用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波。

2 電能質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生原因

2.1 電力系統(tǒng)元件存在的非線性問(wèn)題

電力系統(tǒng)元件的非線性問(wèn)題主要包括：發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的諧波；變壓器產(chǎn)生的諧波；直流輸電產(chǎn)生的諧波等。近年來(lái)，隨著生態(tài)島的建設(shè)，崇明風(fēng)風(fēng)力發(fā)電逐漸發(fā)展，至今風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量為13 MVA。風(fēng)力發(fā)電將成為崇明電網(wǎng)不容忽視的電源點(diǎn)，風(fēng)機(jī)的非線性問(wèn)題將更為凸顯。

2.2 非線性負(fù)荷

非線性負(fù)荷是造成工業(yè)生產(chǎn)和生活用電電力系統(tǒng)諧波問(wèn)題的首要原因。而電弧爐就是其中非線性負(fù)載的典型。電弧爐起弧時(shí)延遲和電弧的非線性致使它產(chǎn)生諧波。海洋裝備生產(chǎn)集團(tuán)陸續(xù)搬遷至崇明三島，造船企業(yè)負(fù)荷中有大量鍋爐、中頻爐和電焊等非線性負(fù)荷，如江南造船廠、振華港機(jī)等大型企業(yè)。

2.3 電力系統(tǒng)故障

隨著系統(tǒng)中非線性負(fù)荷的不斷增加， 諧波對(duì)電力系統(tǒng)的影響程度逐漸加大，與此同時(shí)，系統(tǒng)本身也存在出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)，這些都是導(dǎo)致電能質(zhì)量受影響的原因。比如員工對(duì)設(shè)備人為地運(yùn)行操作失誤，天氣因素等都將造成各種電能質(zhì)量問(wèn)題[2]。

2.4 沖擊負(fù)荷對(duì)電能質(zhì)量的影響

電力工業(yè)的發(fā)展迫使國(guó)家對(duì)此方面的衡量標(biāo)注制度不斷更新著。然后同一種標(biāo)準(zhǔn)卻并不適應(yīng)國(guó)家的每個(gè)區(qū)域，比如說(shuō)那些電力工業(yè)發(fā)展尚未健全的地區(qū)。在GB12326-1990標(biāo)準(zhǔn)中的由于負(fù)荷引起的閃變%V10≤0.4～0.6和在原水電部頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的系統(tǒng)發(fā)電機(jī)總?cè)萘啃∮?000 MW時(shí)，負(fù)荷引起的頻率波動(dòng)不得超過(guò)0.5 Hz等規(guī)定，對(duì)于上述小型電網(wǎng)進(jìn)行的約束是比較切實(shí)可行的規(guī)定。這些標(biāo)準(zhǔn)的使用在我國(guó)已達(dá)數(shù)十年之久，系統(tǒng)在運(yùn)行負(fù)荷的時(shí)候多默認(rèn)采用此標(biāo)準(zhǔn)，社會(huì)在進(jìn)步，過(guò)去的東西如果不得到及時(shí)的更新，系統(tǒng)難免會(huì)出現(xiàn)或多或少的偏差，盡管如此，大部分的用電設(shè)備還是能依照此標(biāo)準(zhǔn)正常的運(yùn)行。于是部分地區(qū)在增加了頻率和閃變等限值條件后制定了新的標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)與電力部分進(jìn)行磋商，使用新的用電條款，這些改革的引進(jìn)和使用，在許多地區(qū)操作起來(lái)難度較大，可行性較低。

3 電能質(zhì)量的分析方法和改善策略

3.1 電能質(zhì)量的分析方法

3.1.1 時(shí)域仿真法

時(shí)域仿真法分析電能質(zhì)量問(wèn)題，可以計(jì)及各種非線性因素的作用，得到各量隨時(shí)間變化的詳細(xì)數(shù)值結(jié)果和直觀的圖形結(jié)果，缺點(diǎn)是無(wú)法鑒別系統(tǒng)的扭振模式和阻尼特性；Prony算法不但可以分析仿真數(shù)據(jù)，還可以分析實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，能夠?qū)SO進(jìn)行模態(tài)辨識(shí)，從而得到有關(guān)SSO的模式信息和阻尼特性。兩種方法結(jié)合后，既可以相互驗(yàn)證，又互為補(bǔ)充，使SSO的時(shí)頻信息更加完整。仿真分析表明了該方法的正確性與有效性，并可以取得令人滿意的分析結(jié)果，這種方法可用于實(shí)際電力系統(tǒng)的SSO分析。

3.1.2 頻譜分析法

將非正弦周期性電壓（電流）分解為一系列不同頻率的正弦量之和，按照正弦交流電路計(jì)算方法對(duì)不同頻率的正弦量分別求解，再根據(jù)線性電路疊加定理進(jìn)行疊加即為所求的解，這是分析非正弦周期性電路的基本方法，這種方法叫頻域分析法。頻域分析方法主要包括頻率掃描、諧波潮流計(jì)算等，該方法多用于電能質(zhì)量中諧波問(wèn)題的分析。頻率掃描和諧波潮流計(jì)算在反映非線性負(fù)載動(dòng)態(tài)特性方面有一定局限性[3]。

3.2 以DSP為基礎(chǔ)的智能化控制技術(shù)

我們應(yīng)該對(duì)以DSP為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行廣泛推廣，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）智能化控制；（2）使系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定；（3）在不切換電路的同時(shí)就能更改控制的算法[4]。DSP技術(shù)在當(dāng)今繼續(xù)不斷地更新和完善，同時(shí)價(jià)格也越來(lái)越讓人接受，以DSP控制技術(shù)取代過(guò)去的模擬量控制技術(shù)是電網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)所在。

3.3 大力發(fā)展電力電子技術(shù)和非電子技術(shù)的融合

FACTS、CusPow等新型電子技術(shù)也為電能質(zhì)量的改善找到了一條新的出路，將他們和傳統(tǒng)的非電子技術(shù)進(jìn)行協(xié)同改善，共同穩(wěn)定融合發(fā)展，必將為今后電能質(zhì)量中電子負(fù)荷的解決貢獻(xiàn)不凡的力量。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是科技發(fā)展的產(chǎn)物，我們合理利用這些技術(shù)可以有效的解決電網(wǎng)電能質(zhì)量中的許多非線性負(fù)荷的問(wèn)題。而新時(shí)代的電網(wǎng)發(fā)展對(duì)設(shè)備以及儀器要求更加的嚴(yán)格，人們不斷追求著更高享受的電網(wǎng)服務(wù)，電能質(zhì)量關(guān)系著一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民的生活質(zhì)量，分析和討論電能質(zhì)量問(wèn)題在當(dāng)下具有很重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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[3]張樊.略論中國(guó)用戶電力技術(shù)[J].中國(guó)電網(wǎng)技術(shù).2011（6）.

[4]陳英杰.淺談電能質(zhì)量分析方法與控制及發(fā)展方向[J].城市建設(shè)理論研究.2012（1）.