论配网电能质量控制技术

论配网电能质量控制技术

梁昊

梁昊

广东电网有限责任公司江门供电局广东江门529000

摘要：现代电力技术的发展，配网系统的建设规模不断扩大，然而，多种干扰性因素使得配网面临着遭受谐波污染问题，而且其电压的变化、波动也相对较大，这些都导致配网系统出现了电能质量问题，对此需要掌握先进的电能质量控制技术，维护系统的运行安全。本文首先分析了配网电能质量的成因，然后具体探讨了配网电能质量控制技术。

关键词：配网；电能质量；成因分析；治理技术

前言：随着现代经济的发展，各行各业的用电需求量不断上升，多种电器设备投入运行，是的配网内部的非线性无功负荷成为一项威胁，甚至影响到配网电能质量，增加配网系统的运行成本，影响配网的安全，为了解决这一问题就要积极的引进配网电能质量控制技术，保护配网安全，提高配网运行质量。

1配网电能质量的成因

配网电能质量的低下或其他质量问题主要源于以下几大方面：

1.1系统出现故障

配网系统的长期工作过程中，由于内外因素的干扰，难免将出现多种故障，例如：短路故障、雷击故障等，如果雷击以及其他故障得不到合理控制，则将大程度地降低系统运行质量，而且配网故障状态下，其内部零部件以及关联性设备，例如：发电机等也都将出现异常，将极大地影响配网整体的电能质量。

1.2谐波故障

谐波问题所引发的配网系统故障是一大问题，谐波干扰可能造成非线性负荷，所谓的谐波是多种原因所导致，例如：非线性电弧、荧光灯等都可能带来谐波电流，一些功率较高的变频设备也可能带来谐波电流，这些电流作用于配网则将可能引发故障。

1.3非线性故障

非线性故障主要是指电力系统内部的相关器件、部件等出现故障和问题，主要体现为：电器元件存在谐波电流，最常出现于发电机、变压器等，特别是电力系统内部的直流输电，最可能带来谐波。

此外，配网系统内部的一些电气设备，例如：变压器、异步电机等具有感性负载的性质，其故障中必须要有一定量的无功功率支持，当无功功率上升时则将提升配网电流，使得发电机、变压器类似设备的容量扩大，这样也就加剧了配网线路、设备等的损耗，增加了配网系统的运行成本。

2配网电能质量控制技术

2.1配设不间断电源

此电源一般属于一类电力装置，通常安装于供电源与高级负荷二者中间，如果电源出现中断现象，此电源因为能够持续供电，也就能满足一些重要负荷需求区的电力供应，由此来看不间断电源一方面可以确保电能质量，另一方面也能保证关键负荷接受长期、稳定的电能供应。不间断电源内部设置了能量储存装置，例如：蓄电池，它能够为系统接连提供很长一段时间的电能供应，然而，不间断电源所能承担的电能供应也是有限的，如果客观负荷需求远远高出可承受范围，不间断电源也将失去作用。

2.2固态切换开关

配网系统由于多种因素的干扰，局部线路可能存在一些特殊的敏感负荷，对此可以将两大线路分别设置自己的电源，即便故障突发，也能通过开启备份电源的方式来维持系统的正常运行，保证敏感负荷处的电源能够安全、稳定地提供电能，确保配网系统电力供应的安全、稳定。对此可以接入固态切换开关，其运行原理为：主体电源中电压有波动时，开关甲可以及时地断电，对应的开关乙则开始运行。通常情况下开关乙能为敏感负荷提供电能，从而有效地控制损耗，然而，实际的固态切换开关有自身的不足，现阶段多数配网系统未能独立分布，这为固态切换开关的安装与运行带来了困难。

2.3无功补偿技术

无功补偿技术是配网系统中常见的技术，一方面能够增强系统功率因数，控制设备的容量，从而让电压平衡、稳定、确保供电水平。无功补偿技术使用的主体规则为：将特定的容性电器上并联感性负载，以此达到能量于二者间的传递，进而控制系统线路内部无功功率。常见的无功补偿设备包括：

2.3.1同步调相机

此设备出现与运行都较早，此设备能够静态地进行无功补偿，或者动态补偿，然而，此设备的缺点在于：电能损耗量高、出现噪音、不方便维护，难以控制，反应也较慢，难以达到电力系统所需要的无功快速补偿的目标。

2.3.2静止无功补偿设备

由于配网建设规模持续扩大，对于快速动态无功补偿有着较高的需求，特别是电子技术的持续发展，正在逐步选择晶闸管SVC来无功补偿，此装置可以参照配网系统实际的无功需求、电压高低等来自主跟踪，达到动态的无功补偿。SVC最显著的特点体现在可以利用晶闸管类似的设备和元件同配网系统连接，所以其调节和投切功能相对完善，而且SVC有着超强的补偿性能，近年来，这一技术已经在电子技术领域得到了承认，并得以广泛地应用，有着得天独厚的发展潜力。

2.3.3固定电容器

固定电容器实际使用中体现出低成本、便于运行与检修等优势，其补偿效果也相对较好，但是，固定电容器则更加省钱，基于此优势此设备已经在无功补偿领域得到了发展和应用，特别是配网系统的无功补偿，然而，由于固定电容器的补偿容量相对有限，也难以实现无功功率的动态补偿，实际故障中还会发生过补偿、欠补偿等问题，更重要的是固定电容器还会遭遇谐波的干扰，谐波较大时还可能同系统阻抗之间产生谐振，加剧谐波问题，这样不仅对固定电容器自身带来了威胁，也将干扰系统内其他设备的安全。

2.4谐波抑制技术

2.4.1无源电力滤波器

此设备主要包括：电容器、电感器以及电阻等，属于滤波装置，一般安装于谐波经常出现的区域，一方面可以过滤掉谐波，达到无功补偿的目标；另一方面则有效地维护了配网系统的安全。无源电力滤波器的运行原理为：设法将此设备的谐振频率能够同客观需要过滤的谐波频率相统一，再利用谐振点低阻抗进行分流，此频率位置的谐波可以大规模地流向滤波器，进而过滤掉次谐波。无源电力滤波器使用较早，其内部构造相对基础、简单，无需较高的成本，而且能安全运转，已经在电力系统被深入运用，其弱点在于谐振次数无法灵活调整，是的其对谐波的过滤相对有限，同时，此设备容易受到外部因素的干扰，其中对电网频率、阻抗等有着相对明显的反应，甚至可能同电网阻抗之间产生谐振，导致谐波电流的上升，进而带来设备受损等问题。

2.4.2有源电力滤波器

由于多种现代化电子设备被应用于配网系统，产生了严重的谐波问题，极大地影响了电能质量，要想积极地控制谐波干扰，则可以配置普通的滤波器，然而，其缺点在于需要动态调整局部数据，从而引发谐振问题，而且谐波补偿中也将出现过多的无功功率，进而造成失谐效应，对此可以介入有源电力滤波器，此装置本身可以出现可控电流，它能及时地补充负荷无功功率，补偿谐波不平衡电流，一切补偿都结合现实需求来实现，然而，这一装置需要一定的成本投入，鉴于此设备的缺点，也可尝试选择混合滤波器，此设备兼具有源、无源滤波器等的优势和一切性能，而且容量较大，这样就有效地控制了滤波器成本。

3总结

配网系统由于受到多种因素的干扰会出现谐波以及污染等问题，影响配网的正常运行，甚至威胁到用户的安全用电，为了解决这一问题，就必须加大对配网系统的整治力度，采用现代化的配网电能质量控制技术，提高配网系统的运行水平，保护配网系统的质量。

参考文献：

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