尹曉光

治理諧波污染，提高電能質(zhì)量的探索

尹曉光

（中石化洛陽(yáng)工程有限公司，河南洛陽(yáng) 471003）

諧波污染是影響電能質(zhì)量的重要因素，在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展和人民生活水平日益提高的新形勢(shì)下，加強(qiáng)對(duì)諧波污染的有效治理，提高電能質(zhì)量是降低配電設(shè)備耗能的重要途徑，也是我國(guó)供電單位可持續(xù)發(fā)展中所要承擔(dān)的基本責(zé)任。基于此，以諧波污染為主要出發(fā)點(diǎn)，重點(diǎn)探討治理諧波污染，提高電能質(zhì)量的途徑，以期為相關(guān)研究人員、工作人員提供一定的借鑒。

諧波污染；諧波治理；電能質(zhì)量

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，為我國(guó)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展提供了重要契機(jī)和良好的社會(huì)環(huán)境，在經(jīng)濟(jì)新常態(tài)的發(fā)展形勢(shì)之下，電力系統(tǒng)的發(fā)展也在不斷前進(jìn)，并且發(fā)生了日新月異的變化，配電設(shè)備中的各項(xiàng)元件也隨之發(fā)生了不同程度的變化，元件數(shù)量進(jìn)一步增加，同時(shí)也在一定程度上加劇了元件的非線性特性，電能消耗存在超負(fù)荷現(xiàn)象，會(huì)產(chǎn)生一定的諧波電壓及電流，對(duì)電能質(zhì)量產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?duì)電能設(shè)備造成損害進(jìn)而產(chǎn)生火災(zāi)?，F(xiàn)階段，電能作為清潔能源的重要組成部分，在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活水平提高等方面扮演重要角色，石化電力系統(tǒng)作為工廠運(yùn)行系統(tǒng)的重要組成部分，生產(chǎn)流程的連續(xù)性要求高，供電可靠性要求高的特點(diǎn)，一方面，隨著電網(wǎng)的超負(fù)荷運(yùn)行，其中所產(chǎn)生的諧波污染對(duì)電能質(zhì)量造成極為不利的影響，另一方面，隨著人們用電需求的不斷增加，電力系統(tǒng)的發(fā)展將以電能質(zhì)量的提供為轉(zhuǎn)換方向，以此來(lái)提升電能質(zhì)量和水平。由此可見(jiàn)，加強(qiáng)對(duì)諧波污染的有效治理，是提高電能質(zhì)量的重要途徑。

1　諧波污染

諧波污染的危害十分嚴(yán)重，能夠使電能的質(zhì)量有所降低，在生產(chǎn)、運(yùn)行和使用過(guò)程中極易造成效率低下，設(shè)備會(huì)發(fā)生不同程度的老化，進(jìn)一步縮減設(shè)備的使用壽命，增加電力耗能，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生火宅，對(duì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大威脅，影響我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。一般來(lái)說(shuō)，電力設(shè)備會(huì)有繼電保護(hù)設(shè)備和自動(dòng)裝置系統(tǒng)，諧波污染則會(huì)造成兩種功能的偏差或事物，使得電能系統(tǒng)出現(xiàn)紊亂，而對(duì)于電力系統(tǒng)的外部裝置，則會(huì)造成通信干擾。對(duì)此，諧波污染具體主要包括以下幾個(gè)方面：

1）電力系統(tǒng)會(huì)發(fā)生并聯(lián)或串聯(lián)諧振。一般來(lái)說(shuō)，諧波污染會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的電容器件造成嚴(yán)重影響，且具有突出性的特點(diǎn)，由于諧波在進(jìn)入電力系統(tǒng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生與之相對(duì)應(yīng)的諧波電流或諧波電壓，這對(duì)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備會(huì)產(chǎn)生極為不利的影響，進(jìn)一步影響電動(dòng)機(jī)電能的傳輸和使用，致使耗能降低。

2）電力系統(tǒng)波形畸變。由于諧波電流或諧波電壓本身的不穩(wěn)定，這就在一定程度上增加了電力系統(tǒng)測(cè)量?jī)x器中各項(xiàng)數(shù)值的失誤偏差，進(jìn)而影響電力系統(tǒng)及電能質(zhì)量提升的后續(xù)工作。

3）噪聲污染。諧波電流或電壓在工作過(guò)程中，極易與電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，進(jìn)而形成麥冬轉(zhuǎn)矩，電力系統(tǒng)各元件之間會(huì)發(fā)生一定的震動(dòng)，降低電力系統(tǒng)運(yùn)行效率的同時(shí)，電動(dòng)機(jī)會(huì)存在強(qiáng)烈的噪聲污染。

4）縮短設(shè)備使用壽命。諧波污染會(huì)提高電力系統(tǒng)元件的運(yùn)行速度，設(shè)備所產(chǎn)生的熱能耗也隨之提高，就電力系統(tǒng)元件的某些部位來(lái)說(shuō)，由于元件運(yùn)行時(shí)間的過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)使用壽命縮減，運(yùn)轉(zhuǎn)效率降低。

5）影響通信質(zhì)量。電力系統(tǒng)中的各線路與通信線路處于平行狀態(tài)之中，兩者契合點(diǎn)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)通訊元件造成干擾，進(jìn)而影響通訊設(shè)施的工作質(zhì)量。

2　治理諧波污染，提高電能質(zhì)量的探索途徑

2.1建立完善的諧波監(jiān)控系統(tǒng)

治理諧波污染，要通過(guò)建立完善的諧波監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的有效分析、及時(shí)預(yù)防實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的有效提升。第一，構(gòu)建完善的諧波管理機(jī)制，制定各項(xiàng)有利于諧波治理的管理辦法，并將各項(xiàng)政策、辦法及方案落實(shí)于實(shí)際的工作之中，堅(jiān)持實(shí)事求是、循序漸進(jìn)的管理原則，對(duì)于潛在的諧波能源要進(jìn)行嚴(yán)格的審查與管理，以合法、規(guī)范的程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)諧波的科學(xué)管理，進(jìn)而提高電動(dòng)機(jī)電能質(zhì)量。第二，要對(duì)諧波治理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)管理，相關(guān)電力部門(mén)要根據(jù)當(dāng)前電力系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀逐步擴(kuò)展各項(xiàng)流程，對(duì)諧波報(bào)告進(jìn)行各項(xiàng)系統(tǒng)分析和規(guī)范處理，以實(shí)地檢測(cè)為準(zhǔn)，確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)的真實(shí)、可靠與客觀，一旦諧波污染對(duì)用戶(hù)及系統(tǒng)造成損害則需要由諧波源用戶(hù)承擔(dān)責(zé)任。第三，加快諧波管理的信息化進(jìn)程，電力部門(mén)要不斷迎合當(dāng)前的時(shí)代發(fā)展潮流，建立諧波監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)體系，并設(shè)置專(zhuān)門(mén)的再現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，及時(shí)統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)諧波數(shù)據(jù)，以便為專(zhuān)門(mén)的諧波統(tǒng)計(jì)部門(mén)提供實(shí)施可行的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

2.2加強(qiáng)對(duì)諧波的有效預(yù)防

治理諧波污染，要加強(qiáng)對(duì)諧波的有效預(yù)防，從根源上防治諧波污染的產(chǎn)生，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的有效提升。電力系統(tǒng)中如果一旦存在諧波污染，則會(huì)對(duì)電能產(chǎn)生嚴(yán)重影響，并且增加電能消耗，因此，相關(guān)部門(mén)要重視和預(yù)防，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題則需要及早處理，將風(fēng)險(xiǎn)控制在最小范圍之內(nèi)，扼殺在搖籃之中，實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波的有效預(yù)防則需要從減少非線性負(fù)荷所產(chǎn)生的諧波量這一層面入手。首先，在電力系統(tǒng)的電流運(yùn)行之中，諧波量主要集中于三項(xiàng)整流之中，并且具有諧波的明顯特征，這一部門(mén)諧波量所占比例相對(duì)較大，一般來(lái)說(shuō)，具有諧波特征的諧波量與整流電路的脈動(dòng)波數(shù)成反比例關(guān)系，

因此，要通過(guò)增加脈動(dòng)波數(shù)減少諧波的產(chǎn)生。其次，合理控制整流設(shè)備的電容量。一般來(lái)說(shuō)，整流設(shè)備電容量的短路比越大，其諧波電流則越大，兩者是正比例關(guān)系，對(duì)此，在連接過(guò)程中，要以容量的負(fù)荷范圍對(duì)其進(jìn)行科學(xué)控制，提升限制性工作的水平和質(zhì)量。最后，合理安置電抗器元件的位置，電抗器元件作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)諧波電流及諧波電壓的影響較大，通過(guò)科學(xué)放置提升電流的感抗性，減少諧波的影響干預(yù)。

2.3科學(xué)擬定各項(xiàng)補(bǔ)救措施

治理諧波污染，要科學(xué)擬定各項(xiàng)補(bǔ)救措施，對(duì)存在潛在風(fēng)險(xiǎn)的各項(xiàng)電流項(xiàng)目進(jìn)行后續(xù)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的有效提升。第一，對(duì)電力系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)造及控制方式進(jìn)行再規(guī)劃，對(duì)存在問(wèn)題的電力系統(tǒng)要從其發(fā)展的實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)有序的規(guī)劃與變革，一般來(lái)說(shuō)，單調(diào)諧加高通濾波器治理效果相對(duì)較好，加之其成本費(fèi)用相對(duì)較低，在為電力部門(mén)提供穩(wěn)定質(zhì)量的同時(shí)，能夠很大程度上降低電力部門(mén)的成本投入，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和電力技術(shù)的不斷創(chuàng)新，電能質(zhì)量的控制體系將逐漸納入我國(guó)電力系統(tǒng)的科研項(xiàng)目之中，通過(guò)其治理原理的有效研究，進(jìn)一步提升電力電能器件的水平和質(zhì)量，同時(shí)源濾波、靜止同步補(bǔ)償器等先進(jìn)技術(shù)也將在諧波污染控制中得到廣泛應(yīng)用。第二，加強(qiáng)對(duì)有源濾波器的科學(xué)使用，在諧波治理過(guò)程中，一部分非線性負(fù)荷是具有波動(dòng)性，但是由于其本身的特點(diǎn)，該諧波具有較強(qiáng)的不穩(wěn)定，因此要將有源濾波器與諧波控制相結(jié)合，對(duì)諧波進(jìn)行實(shí)時(shí)化、動(dòng)態(tài)化的跟蹤監(jiān)控，進(jìn)而提升電動(dòng)機(jī)電能質(zhì)量，強(qiáng)化電力系統(tǒng)的可持續(xù)性。

3　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和電力技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，在人們生活水平逐漸提高的情況下，用戶(hù)對(duì)電能質(zhì)量的需求量也隨之增加，面對(duì)此種情況，電力部門(mén)要對(duì)諧波污染進(jìn)行重點(diǎn)治理，進(jìn)一步提升電能質(zhì)量，為人民群眾提供更為優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。

［1］ 趙柯紅.治理諧波污染、提高電能質(zhì)量的探討—東風(fēng)車(chē)橋有限公司襄樊工廠回路電容補(bǔ)償方案［J］.電氣技術(shù)，2016，（12）：55-58.

［2］ 馮寶，樊強(qiáng)，易浩勇，等.基于三線性分解的電力系統(tǒng)諧波與間諧波參數(shù)估計(jì)算法［J］.中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2015，（25）：173-179，25.

［3］ 彭卉，鄒舒，付永生，等.沖擊負(fù)荷接入電網(wǎng)的電能質(zhì)量分析與治理方案研究［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2014，（1）：54-61.

［4］ 時(shí)麗君，趙建國(guó).有源電力濾波器在電能質(zhì)量控制中的應(yīng)用［J］.電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2015，（1）：67-71.

［5］ 李建明.電能質(zhì)量控制與電力諧波治理［J］.電源技術(shù)應(yīng)用，2015，（11）：1-7.

Explore Governance Harmonic Pollution and Improve Power Quality

Yin Xiao-guang

Harmonic pollution is an important factor affecting power quality，under the new situation of China's social development and economic stability of people's living standards rising，and strengthen effective governance of harmonic pollution，improve power quality and power distribution equipment to reduce energy consumption an important way，is the basic responsibility of the power supply units of sustainable development to be undertaken.Based on this，to harmonic pollution as the main starting point，focusing on governance harmonic pollution and improve power quality explore ways to relevant research，staff experience to provide a reference.

harmonic pollution；harmonic control；power quality

TM711

B

1003-6490（2016）06-0172-02

2015-06-15

尹曉光（1962—），男，山東新泰人，工程師，主要研究方向?yàn)樽詣?dòng)控制。

收稿日期：2016-06-01

作者簡(jiǎn)介： 許海軍（1974—），男，河南澠池人，工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)，環(huán)境保護(hù)設(shè)施驗(yàn)收等工作。