吳育青

【摘 要】隨著經(jīng)濟發(fā)展和社會進程的加快，我國的電力行業(yè)也發(fā)生了重大的改革。為了適應新時期的電力需求，如何正確的控制供用電雙方電能質(zhì)量，實現(xiàn)電力系統(tǒng)電磁整體化，成為電力科技工作者面臨的一項重要的工作。本文就對如何控制供用電雙方電能質(zhì)量的方法做出簡要探討。

【關鍵詞】電能雙方；電能質(zhì)量；方法策略

控制用電雙方的電能質(zhì)量即利用行政手段、科學技術管理手段進行的用電管理，達到良好地技術用電標準，是安全用電、高質(zhì)量用電的技術導航。我國《電力供應與使用條例》中規(guī)定：“國家電網(wǎng)對電力的供應及使用，應做到安全用電、節(jié)約用電、計劃用電的原則”[2]。因此，電能質(zhì)量極其重要。它不僅關系到電壓質(zhì)量、電頻率、電諧波等非線性自動化系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行，也關系到人們對電能的使用情況及電力企業(yè)服務的評價。

1.電能質(zhì)量現(xiàn)今存在的問題

電能既屬于產(chǎn)品又高于產(chǎn)品，它不僅具有一般產(chǎn)品的可測量性及可控制性，又具有超出一般產(chǎn)品的改變性。電能是一種由電力部門向電力用戶提供由發(fā)、供、用三方共同質(zhì)量的特殊產(chǎn)品，是具有實用、經(jīng)濟、清潔、易操控于一身的易轉換的能量[1]，是人們生產(chǎn)、生活中的一部分?，F(xiàn)今電能問題主要從動態(tài)電能與靜態(tài)電能兩方面進行分析，具體分析如下：

1.1動態(tài)電能

動態(tài)電能即脈沖與振蕩兩種暫態(tài)下所形成的電能。主要問題有：（1）電壓瞬變，即短時間的電壓值超速變化。（2）電壓閃變，即電波呈現(xiàn)的照明異常等一些列的隨即變化。（3）短時間斷電，即存在半個周期至4秒之間的供電中斷。（4）電壓失控，即電壓忽生忽降，持續(xù)時間一般在半個周期至1分鐘間。

1.2靜態(tài)電能

靜態(tài)電能即穩(wěn)定輸送態(tài)下的電能。主要問題有：（1）過電壓，即持續(xù)時間超出半個周期且1分鐘以上的大于正常工作電壓的狀態(tài)。（2）欠電壓，即持續(xù)時間超出半個周期且一分鐘以下的小于正常工作電壓的狀態(tài)。（3）電壓不平衡，即電壓的最大偏移與三相電壓的平均值的比超過正常范圍。

2.電能質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因

電力系統(tǒng)屬較容易發(fā)生內(nèi)外故障的系統(tǒng)，系統(tǒng)構架較薄弱。因此，非線性負載也在不斷增加，并受到“諧波污染”現(xiàn)象越來越嚴重。電力系統(tǒng)電能質(zhì)量問題的產(chǎn)生主要有以下幾點原因：

2.1非線性負載

非線性負載，即在負載的投入和運行的過程中，電流與電壓不成線性關系，且電流與電壓經(jīng)常發(fā)生變化。非線性負載在工業(yè)和生活用電負載中占據(jù)著相當大的比重[4]。例如：（1）電弧爐的諧波具有不穩(wěn)定性和隨機性，主要由起弧的時延和電弧的嚴重非線性引起，且在短時間內(nèi)發(fā)生明顯的變化。（2）具有伏安特性的熒光燈，其會引起嚴重的諧波電流，并可間接引起諧振，使電壓波形發(fā)生嚴重畸變。

2.2電力系統(tǒng)設備的非線性

電力系統(tǒng)中諧波的來源主要從發(fā)電機和電力變壓器兩者來獲得。例如：（1）發(fā)電機作為電網(wǎng)的主要來源，在實際運行中，發(fā)電機感應的電勢能不呈現(xiàn)正弦波形，導致了輸出電壓中存在一部分的諧波，造成電壓不穩(wěn)定現(xiàn)象的出現(xiàn)。（2）勵磁回路作用于變壓器的鐵心結構、鐵心飽中混繞，使其連接方式發(fā)生改變，產(chǎn)生諧波電流。

2.3電力系統(tǒng)故障

電力系統(tǒng)運行中由于短路、雷擊、誤操作等引發(fā)的電力系統(tǒng)內(nèi)、外故障，可使勵磁系統(tǒng)工作狀態(tài)發(fā)生變化。另外，故障保護裝置中的電力電子設備的啟動等都將造成各種電能質(zhì)量問題的出現(xiàn)。

3.控制供用電雙方電能質(zhì)量的方法

電能質(zhì)量是實現(xiàn)電力企業(yè)服務的最好論據(jù)。控制供用電雙方電能質(zhì)量的方法主要從電壓質(zhì)量、設備諧波、系統(tǒng)頻率三方面入手。具體表現(xiàn)如下：

3.1對電壓質(zhì)量進行控制

因電力部門不能完全預計負荷發(fā)展的數(shù)量、特征及電能要求，用戶也對電能電壓的穩(wěn)定頗為關注，因此，對電壓質(zhì)量進行控制是實現(xiàn)供用電雙方電能質(zhì)量平衡的最好的方法之一。電壓質(zhì)量的控制，即對電網(wǎng)無功電源和負荷進行綜合平衡操控，是一個涉及到電網(wǎng)規(guī)劃、電力生產(chǎn)運行的大范圍技術領域。

對電壓質(zhì)量進行控制的方法有：（1）合理規(guī)劃電力系統(tǒng)的網(wǎng)架結構，并落實相應的無功補償設施。（2）編制全網(wǎng)無功負荷曲線平衡表，并根據(jù)季度的供電要求做出詳細變化。（3）綜合考慮無功電源的布局，即按照無功補償分層次、區(qū)域等按照就地平衡的原則，進行合理的城建規(guī)劃要求。（4）綜合分析布控骨干電站，即對網(wǎng)內(nèi)直屬、縣屬的電站，進行電網(wǎng)調(diào)度，并注重電網(wǎng)調(diào)壓。（5）考核實施力率，即電力監(jiān)管部門對電網(wǎng)接口及電能的大用戶，進行平均力率的測評。（6）轉移電壓考核點，即在適當?shù)臈l件下對重要的敏感用戶進行重點監(jiān)控，并作出電壓記錄，為進一步的審核提供依據(jù)。（7）給用電大戶進行無功補償裝置，并對投入、切除時間、電壓變差值進行監(jiān)控，并根據(jù)不同問題予以指導，形成防止低力率和低谷無底倒送的良好舉措。

3.2對諧波進行控制

諧波源主要來自于用戶，雖然電力系統(tǒng)中也存在諧波，但所占份額較小，因此，控制諧波就要從用戶方著手。諧波是一個數(shù)學或者物理學的概念，是指周期性波形中所能用的常量（有時也可用函數(shù)代替），并與原波形最小變頻中的常量進行線性組合表達的部分，即電能變化夾角的正弦值與余弦值。諧波可引起電壓的畸形、轉矩噪音、無功補償電容器過電流等現(xiàn)象的出現(xiàn)，甚至可引起電容器、電力電纜、發(fā)電機的損壞。諧波所引發(fā)的電力設備故障在近幾年中呈現(xiàn)上升趨勢，因此，加強諧波的控制與管理十分迫切。

對諧波進行控制的方法有：（1）設置諧波重點監(jiān)測點，即在發(fā)電廠、變電站及大容器諧波源處，設置無功補償裝置的連接點。（2）實施電流諧波含量的監(jiān)測，即在短時間、高頻率的對諧波源和供電點的電壓進行監(jiān)測，并進行記錄，綜合分析，遭到故障切入點。（3）把定設備參數(shù)。對接入點往后的大容器的諧波源、諧波過濾裝置進行專門、逐次的測量。（4）電力部門鼓勵用戶安裝靜止無功補償器和過濾諧波裝置，將用戶的諧波畸變保持在規(guī)定的限度之下，從而減少諧波對系統(tǒng)的不良影響。

3.3對頻率進行控制

運行頻率偏差對電力系統(tǒng)的影響，取決于偏差持續(xù)的時間及偏差數(shù)值的大小。系統(tǒng)頻率控制即系統(tǒng)對有功功率輸入輸出的自動化控制，我國通常采用一次50HZ變頻。電力系統(tǒng)斌率發(fā)生變化通常由于電力系統(tǒng)內(nèi)的大型沖擊負荷的增加及用戶快速的從系統(tǒng)中吸取視在功率，因此，電力系統(tǒng)頻率的變化與電力系統(tǒng)中電壓電流的畸變及用戶的誤操作有關。

對頻率進行控制的方法有：（1）提高主要電站調(diào)速設備的自動化程度，實現(xiàn)系統(tǒng)能對負荷電壓、頻率波動進行自行快速地跟蹤調(diào)控。（2）安裝自動減負荷裝置，尤其是在負荷相對集中的變電站及重要的出線裝置中。（3）在列節(jié)點合理的情況下，安排主、輔調(diào)頻機組。電力監(jiān)管部門對用戶電能的負荷性及沖擊負荷性進行調(diào)差，并整合數(shù)據(jù)租出具體分析。（4）對電容較大或用電量較大的用戶，進行內(nèi)部加裝自動減負荷裝置，以減少頻變。

4.結束語

電力企業(yè)不僅要優(yōu)化電力系統(tǒng)，更要優(yōu)化電力服務。實現(xiàn)電能的優(yōu)化不僅僅是電力企業(yè)一方的力量，更需要廣大用戶積極配合。因此，電力企業(yè)的要從服務于大眾的角度，合理要求用戶配合加強電能質(zhì)量整改技術措施的落實，實現(xiàn)雙方電能質(zhì)量優(yōu)化，做到有序、高質(zhì)量用電。電力監(jiān)管部門應加強對高用電量用戶的監(jiān)管，根據(jù)易發(fā)生的故障點，對用戶進行相對應的設備安裝預防，做到防患于未然。 [科]

【參考文獻】

[1]吳建均.探討如何控制供用電雙方電能質(zhì)量的方法[J].廣東肇慶：肇慶供電局，2009（20）.

[2]李寶樹，葛玉敏.“有順序用電”對供用電雙方的影響[J].華北電力大學，2011（24）.

[3]肖湘寧，徐永梅.電能質(zhì)量問題的剖析[J].華北電力，2010（26）.

[4]蔣平，趙劍鋒，唐國慶.電能質(zhì)量問題及其治理方法[J].江蘇南京：東南大學電氣工程系，2012（18）.