浅谈电能质量治理

浅谈电能质量治理

刘召杰周胜军陈冉陆健乔光尧

（国网上海市电力公司电力科学研究院上海市200437）

摘要：随着人们对于电能质量与治理日益增长的需求，人们对电网的需求越来越大,对电网电能质量的要求也越来越高。由于用电户的数量的增加，质量要求也随之增加，对于我们企业来说，要想更好的发展，就必须解决电网的电能质量问题，首先就要去我们的工作人员通过对不同区域的实际情况的评估，然后对相应的问题提出相应的解决措施。电能质量对于电网的安全，经济运行，保障用户工业产品质量和科学实验的正常运行，以及降低能耗都有相当的重要意义。

关键词：电能质量；技术；治理

引言

随着我国经济水平和科学技术的提高,人们对电能的质量的要求也越来越高，随之而来的各种问题也跟这出现，这就要求我们不断的总结经验，提出可靠的质量治理的方案，运用先进的科学技术，来满足人们对电能质量的需求，是我国电力企业可持续发展的方向。

一、电能质量概述

电能质量，就是指电力系统中电能的质量。我们通常通过电压、频率和波形来衡量电能质量。在我们现在的电力系统中，常见的质量问题有：电压偏差，电压暂降、暂升和短时中断、谐波产生的电压波形畸变等，这就要求我们对其总结和治理。

二、能质量治理

1、电压偏差的治理

（1）、发电机调压

依照规定，发电机可在对应额定电压的95%至105%范围内保持运行，无需外部调压。所以，若由发电机直接供电且线路不长、电压损耗不大，可运用发电机调压来满足要求。但涉及多级变压供电则仅靠发电机调压难以奏效。而且，考虑到距离发电机较近的电压不宜过高，在远距离负荷电压调整时，须利用有载调压变压器来调压。

（2）、改变电网无功功率分布调压

由于电网一旦传输功率，便有电压损耗，所以若能改变线路与变压器等元件的电压损耗，也就调整了电网节电的电压大小。如切除双回线路的某一回线路或调整变压器的数量与接线方式来改变电网参数，再如采用分裂导线的方式来减少导线周围的电场强度、降低线路电抗。

2、谐波的抑制

谐波在线监测与治理,要求对于现有的谐波源用户,确实污染严重的必须提出限制整改计划以及措施;对于扩建的和新上的电网电能质量污染源项目,必须进行谐波项目评估,谐波治理必须与工程项目同步实施;设法在谐波源附近减少谐波电流，从而降低谐波电压。防止谐波电流危害的方法，装置交流滤波器，交流滤波器能有效地抑制谐波电流，是电网电压畸变减轻，送电质量提高，同时反过来又使大功率负荷的效率充分发挥，寿命相对延长，滤波器提供的容性无功，还有一定的无功补偿作用，使系统的功率因数提高。

3、电压跌落的抑制

（1）、串联电压补偿

该补偿方式旨在把电压跌落期间迅速向系统注入幅值、相角和频率都可控的三相电压与供电电压相串联，抵消电压跌落的影响。依据电压相位的不同，串联电压补偿又细分为超前相电压补偿、恒相电压补偿与同相电压补偿。超前相电压补偿要求注入较大幅值的补偿电压，而且在补偿初期易产生负荷电压相位突变角，致使负荷侧的电压波形严重不连续，引发系统振荡。在恒相串联电压补偿中，负荷电压的幅值和相位在补偿前后都不发生变化[6]。

（2）、并联电流补偿

该方法既为了在电网电压跌落时，保持负荷处电压处于正常水平，免于不必要的干扰，又为了消除大容量负荷启动时随之而来的电流严重畸变现象对电网造成的损害。在同等条件下，并联电流补偿技术需对电力系统及其负荷两侧同时进行补偿，与串联电压补偿技术只需补偿系统电压跌落某一部分相比，耗费更多的能量与成本。而且，因系统阻抗经常发生改变而难以确定运用并联电流补偿技术，所以在消除电网电压跌落对负荷的干扰实践中，一般使用串联电压补偿技术。

4、不间断电源

所谓不间断电源，是指当交流供电突然中断时，立即将蓄电池中的直流电转化为交流电，以此确保电源的不间断供电。现今这种技术在医院、学校、工业生产、通讯、网络设备、国防等领域得到了广泛的应用，为保证电能质量做出了巨大的贡献。一般来说，不间断电源主要是接在供电电源与非常重要的负荷之间，当市电处于正常的供电状态时，不间断电源可以对交流市电进行稳压处理以后再传输给用户，此时不间断电源起到了稳压器的作用。与此同时，不间断电源还可以向机内的蓄电池充电；当市电突然中断时，不间断电源能够立即将其蓄电池中存储的电流转化为交流电，向用户继续供电，确保用电负载能够继续正常的工作。简而言之，不间断电源是一种能够对重要负载起到保护作用的装置。因为不同不间断电源所采用的蓄电池容积不尽相同，故而其供电时间也存在着一定的差异，有的仅仅只能支持几小时，有的却可以支持几天。

5、电压波动和闪变的抑制

（1）、选择电抗值最小配电线路方案。

在供电线路的上，我们应该选择电缆线进行供电，因为电缆线路的电抗值远低于架空线路的电抗值，在相同的条件下，电缆线路在供电时就很少会因负载波动产生的电压波动。

（2）、确定好变压器的分接头。

变压器的并列运行，可以有效的减少变压器的阻抗，这就要求我们在给新用户配电压器时，以及在新建变电站时，对变压器的分接头进行合适的选择，当运用相对应的分接头，对电力设备电压的持续稳定提供相应的保障。

（3)、加装限流电抗器。

无论是大容量变电所线路出口还是发电厂10kV电缆出线口，均要加装相应的限流电抗器，增加线路的短路阻抗，减少线路故障时短路电流的发生频次。

（4）、采用大型感应电动机带电容器补偿。

同时将电动机以及电容器投入运行，使得电容器较大的超前冲击电流与电动机较大的滞后启动电流相互补偿。当大型感应电动机启动时，便具有良好的功率因数，从而稳定与调和整个电力系统的电压波动。

（5）、引入电力稳压器稳压。

随电力技术的不断进步，电力稳压器的制造水平有了明显改善。为抑制电压波动和闪变，可将电力稳压器装载到低压供配电系统，使得配电网供电电压波动或负载发生变化时，也能够自动保持输出稳定的电压。

电能质量与治理新技术的发展与应用前景

1、推广使用数字化电能质量控制技术

随着科学技术的快速发展，DSP技术得到了更多的应用，其优点为：1、可以提高系统的稳定性，从而是系统更加的可靠和灵活；2、由程序控制，改变控制方法或算法时不必改变控制电路；3、此技术重复性好，方便调试和生产4、可以实行并网运行，进行智能化的控制。

2、发展人工智能技术

近些年人工智能得到了迅速的发展，在电能质量质量中，人工智能也渐渐得到了更多的运用，人工智能不仅有着经网络、模糊计算控制单元和进化计算控制单元技术，同时还可以在电能质量治理的过程中对其优化。通过人工智能可以对电能质量进行实时有效监控，从而提高了监控质量和监控效率，将这技术融合发展，并合理使用、大力推广，必然会逐步满足电力负荷对电能质量日益提高的要求。

四、结束语

总而言之，随着我国社会主义市场经济的进步和发展，时代的电网发展对设备以及仪器要求更加的严格，电能质量的高低对我国经济生产以及人们生活水平的提升影响极大，人们追求着更高享受的电网服务，电能质量关系着一个国家的经济发展和人民的生活质量，我国电力部门必须要对电能质量控制技术进行全面的研究和创新，提高其控制效果，保证电能质量能够满足社会生产以及人们生活所需。

参考文献

[1]王军.配电系统电能质量治理技术[J].油气田地面工程，2013，（7）.

[2]丁书文．现代电能质量问题及其检测管理与治理[J]．华中电力，2004，3

[3]张蕾.电能质量与控制技术探讨[J].电力安全技术，2013，（1）.