電能質(zhì)量的現(xiàn)狀和未來(lái)分析
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在電力市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，特高壓電網(wǎng)，新能源發(fā)電的迅猛崛起，以及電力電子技術(shù)和產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，使電力系統(tǒng)中的電源類(lèi)型與特性，電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和負(fù)荷構(gòu)成發(fā)生深刻變化，使之對(duì)電能質(zhì)量的重視程度在與日俱增。
電能是一種資源，也是一種特殊商品，其特殊性除電力供應(yīng)方式，商品交換形式及貿(mào)易結(jié)算等方面與普通商品不一樣外，在商品質(zhì)量即電能質(zhì)量的保證條件也是與眾不同。普通商品的質(zhì)量由制造廠家負(fù)責(zé)，而電能質(zhì)量則與用戶(hù)的用電狀況密切相關(guān)，造成電能質(zhì)量劣化有可能是用戶(hù)用電不當(dāng)所致。供電與用電狀況對(duì)電能質(zhì)量每項(xiàng)指標(biāo)所產(chǎn)生的影響程度也互不相同，其所承擔(dān)的責(zé)任也有差別。
在電力供應(yīng)相對(duì)緊缺時(shí)期，電力供應(yīng)尚無(wú)法滿足社會(huì)需求時(shí)，提起電能質(zhì)量的概念，很多人不以為然，而對(duì)電能質(zhì)量的概念，只停留在電壓、頻率偏差等靜態(tài)值范圍內(nèi)。然而在新形勢(shì)下，電力消耗形式和用電設(shè)備性能發(fā)生了重大變化，使電能質(zhì)量問(wèn)題日益突出。再加上新能源、分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的興起，及新能源發(fā)電經(jīng)電力變換接入電網(wǎng)。同時(shí)電網(wǎng)內(nèi)還有大量非線性負(fù)載投運(yùn)，這些都導(dǎo)致電能不在保持理想的正弦穩(wěn)定波形，從而造成波形畸變，成為電網(wǎng)的“公害”。
在電力市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，隨著供電雙方對(duì)電能質(zhì)量的高度關(guān)注，電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也在實(shí)踐中不斷完善和發(fā)展。為此，準(zhǔn)確理解和掌握電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)具有十分重要意義。
1.供電電壓允許偏差
GB/T12325—2003規(guī)定了電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下，用戶(hù)受電端供電電壓的允許偏差為：35千伏及以上供電電壓正負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過(guò)額定電壓的10%;10千伏及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的-7%~+7%;220伏單相供電電壓允許偏差為額定電壓的-10%~+7%。
2.電網(wǎng)頻率
GB/T15945—1995規(guī)定電力系統(tǒng)頻率偏差允許值為-0.2Hz~+0.2Hz，當(dāng)系統(tǒng)容量較大時(shí)，偏差值可放寬到-0.5Hz~+0.5Hz。
3.電壓波動(dòng)和閃變
GB/2326—2000適用于由波動(dòng)負(fù)荷引起的公共連接點(diǎn)電壓快速變動(dòng)，及由此可能引起人對(duì)燈閃明顯感覺(jué)的場(chǎng)合。新標(biāo)準(zhǔn)將原標(biāo)準(zhǔn)中的以電壓波動(dòng)為主改為以閃變?yōu)橹鳎蠲舾蓄l率有10Hz移到8.8Hz。
4.三相電壓不平衡
GB/T15542—1995適用于交流額定頻率為50Hz電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式下，由負(fù)序分量而引起公共接點(diǎn)的電壓不平衡。用電壓負(fù)序分量與正序分量的均方根百分比表示。
5.公共電網(wǎng)諧波
GB/T14549—1993在電力生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)換和使用各個(gè)環(huán)節(jié)中都會(huì)產(chǎn)生諧波。在發(fā)電環(huán)節(jié)可近似認(rèn)為發(fā)電機(jī)輸出的是具有基波頻率的正弦波形電壓。其他環(huán)節(jié)產(chǎn)生諧波的主要有：非線性特征的電氣設(shè)備;鐵磁飽和特性的鐵心設(shè)備;有強(qiáng)烈非線性特性的電弧為工作介質(zhì)的設(shè)備，以電力電子元件為基礎(chǔ)的開(kāi)關(guān)電源設(shè)備等。
6.暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓
電能質(zhì)量是個(gè)動(dòng)態(tài)的變化量，隨同電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)弱、負(fù)荷構(gòu)成、考核地點(diǎn)以及時(shí)間變化和受到不同的影響。隨著我國(guó)已成為世界上最復(fù)雜的交直流互聯(lián)大電網(wǎng)，以及新能源、分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的興起，而新能源發(fā)電又具有功率波動(dòng)性、間歇性和不確定性。同時(shí)新能源發(fā)電需經(jīng)電力變換接入電網(wǎng)，再加上電力電子技術(shù)發(fā)展與廣泛應(yīng)用，使電力能源與電力消耗形式出現(xiàn)多樣性，以及網(wǎng)內(nèi)又有大量非線性負(fù)載投運(yùn)，這些都導(dǎo)致電能不在保持理想的正弦穩(wěn)定波形，影響電能質(zhì)量。
電能質(zhì)量劣化具有外在性和特點(diǎn)：
?、佼?dāng)電網(wǎng)供電線路過(guò)長(zhǎng)，線徑過(guò)小，供電能力不足，在用電負(fù)荷過(guò)大時(shí)將引起供電電壓偏差;在電網(wǎng)調(diào)壓裝置與能力不足時(shí)而無(wú)功補(bǔ)償又相對(duì)缺乏也會(huì)引起供電電壓偏差;當(dāng)用戶(hù)無(wú)功功率沖擊時(shí)同樣也會(huì)引起電壓偏差，容性無(wú)功使電壓偏高，感性無(wú)功使電壓偏低。
②用戶(hù)從電網(wǎng)吸取的有功功率是變化的，只有當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出有功與用戶(hù)消耗的有功維持動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，電力系統(tǒng)的頻率才不會(huì)發(fā)生偏差。若電網(wǎng)供電容量不足或調(diào)頻設(shè)備能力不足，當(dāng)用電負(fù)荷超過(guò)供電能力時(shí)，即會(huì)發(fā)生頻率偏差。
③電網(wǎng)內(nèi)有煉鋼電弧爐、大型軋鋼設(shè)備，以及負(fù)荷變動(dòng)大的設(shè)備投運(yùn)時(shí)，或當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生操作失誤，或電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，即會(huì)發(fā)生電壓的波動(dòng)和閃變。
?、墚?dāng)電網(wǎng)內(nèi)三相用電負(fù)荷分配不均衡，及單相大容量設(shè)備的投運(yùn)，或?yàn)榱私档碗娏?yīng)而采用單相供電等，即會(huì)引起三相電壓的不平衡。不平衡度是指電網(wǎng)中三相不平衡程度，這僅對(duì)電壓而言，對(duì)電流一般用負(fù)序電流或零序電流。
?、蓁b于電力消耗形式出現(xiàn)多樣性，電網(wǎng)內(nèi)有大量非線性電氣設(shè)備;鐵磁飽和特性的鐵心設(shè)備;有強(qiáng)烈非線性特性的電弧為工作介質(zhì)的設(shè)備，以及電力電子元件為基礎(chǔ)的開(kāi)關(guān)電源設(shè)備。還有大容量電力晶品閘管可控設(shè)備，電力變流設(shè)備和相控調(diào)速調(diào)壓裝置等，這些非線性設(shè)備的投運(yùn)，必將引起電壓、電流正弦波形的畸變而產(chǎn)生諧波。
為實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)能量流的快速有效控制，就離不開(kāi)電力電子裝置，而電力電子元件的非線性特性對(duì)電網(wǎng)的副作用也很大，導(dǎo)致電能質(zhì)量的劣化。在新形勢(shì)下新能源發(fā)電也成為污染源，風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電具有斷續(xù)性、波動(dòng)性的特點(diǎn)。同時(shí)還需要變流裝置接入電網(wǎng)，因而也存在有諧波污染。
電網(wǎng)運(yùn)行中供電與用電的狀況異常，必將造成電能質(zhì)量的劣化，對(duì)每項(xiàng)指標(biāo)產(chǎn)生影響程度也不相同，所承擔(dān)的責(zé)任也有差別。隨著用電設(shè)備性能的提高，高靈敏度負(fù)荷的增多，高科技含量設(shè)備對(duì)電能擾動(dòng)愈加敏感，從而意識(shí)到高質(zhì)量的電能是和經(jīng)濟(jì)性聯(lián)系在一起的。
電網(wǎng)供電運(yùn)行中若是電能質(zhì)量劣化，必將造成供、用電設(shè)備的電氣性能變壞，運(yùn)行效率下降，電能損耗增加。劣化的電能將使用電設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生過(guò)熱，不僅能耗增加，而且生產(chǎn)效率下降，導(dǎo)致用電設(shè)備的利用率降低。電能劣化還會(huì)影響到繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置工作的可靠性，以及電子控制設(shè)備工作的失常，同時(shí)還會(huì)造成測(cè)量和計(jì)量?jī)x器儀表指示與計(jì)量不準(zhǔn)確，對(duì)通信系統(tǒng)的工作也會(huì)造成干擾。
電能質(zhì)量本身和節(jié)能減排相關(guān)，國(guó)家已將電能質(zhì)量提到資源環(huán)境的高度，它的改善將會(huì)使供用電雙方獲得更好經(jīng)濟(jì)效益。電能是一種重要資源，保證電能質(zhì)量實(shí)際上是給人們提供一個(gè)良好的電磁環(huán)境。
為適應(yīng)信息化電能質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)的需要，必須建立健全電能質(zhì)量評(píng)估體系，建成完善的電能質(zhì)量檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，為電能質(zhì)量評(píng)估提供信息，其分析結(jié)果將為改善電能質(zhì)量提供依據(jù)，指導(dǎo)電力運(yùn)行人員對(duì)電能污染進(jìn)行綜合治理。只有實(shí)現(xiàn)對(duì)電能質(zhì)量的全面檢測(cè)，才能對(duì)污染性負(fù)荷用戶(hù)的有效監(jiān)管，促進(jìn)電能質(zhì)量的改善。改善電能質(zhì)量的關(guān)鍵是實(shí)時(shí)的無(wú)功調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制，事實(shí)上電網(wǎng)電能質(zhì)量的優(yōu)劣是反映全網(wǎng)發(fā)、供、用電三方對(duì)無(wú)功的控制于協(xié)調(diào)，以及無(wú)功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)水平，同時(shí)也反映了全網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)牟贾煤脱a(bǔ)償裝置的調(diào)節(jié)能力。
改善電能質(zhì)量應(yīng)針對(duì)不同的電能問(wèn)題，通過(guò)不同的技術(shù)手段和設(shè)備來(lái)解決，才能有效地告訴電網(wǎng)運(yùn)行中的電能質(zhì)量問(wèn)題。
電網(wǎng)頻率的波動(dòng)源于大負(fù)荷設(shè)備的投運(yùn)，引發(fā)有功功率的沖擊所致，這可能通過(guò)電力經(jīng)濟(jì)調(diào)度，優(yōu)化電力負(fù)荷配置，來(lái)維持發(fā)電有功功率與用電消耗的穩(wěn)定?；蚯以黾与娋W(wǎng)供電裝機(jī)容量，保證供電能力大于用電負(fù)荷。另外，電網(wǎng)應(yīng)有合適水電廠作為調(diào)頻的備用容量，以增強(qiáng)電網(wǎng)的調(diào)頻能力，從而解決電網(wǎng)頻率的波動(dòng)。
電網(wǎng)電壓波動(dòng)，主要是電網(wǎng)內(nèi)有大量非線性負(fù)荷投運(yùn)，以及無(wú)功功率的沖擊所造成的。從而改善電網(wǎng)電壓波動(dòng)問(wèn)題。對(duì)于有功功率沖擊引起的電壓波動(dòng)，應(yīng)增加電網(wǎng)發(fā)電裝機(jī)容量，使電網(wǎng)保持足夠備用容量，應(yīng)對(duì)有功功率的沖擊?；蚋纳瓢l(fā)電系統(tǒng)的調(diào)速功能，使之達(dá)到跟蹤調(diào)節(jié)，也能改善電壓波動(dòng)的問(wèn)題。
電網(wǎng)電壓暫降、短時(shí)間斷，則是電網(wǎng)發(fā)生故障，或大型設(shè)備的失誤操作而引起的。這可通過(guò)提高供電網(wǎng)絡(luò)的可靠性，設(shè)法減少電網(wǎng)發(fā)生故障的數(shù)目，以及盡快切除故障達(dá)到減少停電時(shí)間。通過(guò)改善供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，完善供電網(wǎng)絡(luò)的功能，使之能在發(fā)生故障時(shí)對(duì)用電設(shè)備的電壓擾動(dòng)最小?；蚯彝ㄟ^(guò)提高用電設(shè)備對(duì)電壓擾動(dòng)的抵御能看來(lái)解決電壓暫降，也可在電網(wǎng)與用電設(shè)備之間加裝補(bǔ)償設(shè)備，使之能在一定時(shí)間內(nèi)維持運(yùn)行電壓的穩(wěn)定。其所涉及設(shè)備有：動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器。它除了補(bǔ)償無(wú)功功率外，還有補(bǔ)償有功功率能力，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生電壓暫降時(shí)，能在短時(shí)內(nèi)將電壓恢復(fù)到正常。還有固態(tài)斷路器和固態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。它適用于快速隔離故障和轉(zhuǎn)換供電。它和電抗器配合還能快速限制短路電流。
電網(wǎng)諧波的治理，主要是降低諧波源諧波電流的含量。整流設(shè)備中的換流裝置，其產(chǎn)生諧波電流次數(shù)與脈動(dòng)數(shù)有關(guān)，因此增加換流裝置的脈動(dòng)數(shù)是降低諧波電流的有效措施。同時(shí)還可通過(guò)裝設(shè)交流濾波器，合理選擇供電電壓等級(jí)，加強(qiáng)諧波源的管理等，均可取得治理諧波的效果。
諧波治理所涉及設(shè)備有：無(wú)源電力濾波器和有源電力濾波器。
無(wú)源電力濾波器可濾除某一次或多次諧波。常用結(jié)構(gòu)是將電感和電容串聯(lián)而成，可對(duì)(3、5、7)次諧波構(gòu)成低阻抗旁路。
有源電流量濾波器在性能上比無(wú)源濾波器好得多，為濾除諧波及波形畸變，采取主動(dòng)發(fā)生策略進(jìn)行濾波的電力電子裝置。它可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，可對(duì)頻率和大小都變化的諧波，以及變化的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償。
有源電力濾波器配合靜止式無(wú)功發(fā)生器，是大功率電力電子技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)電能質(zhì)量控制領(lǐng)域的高科技產(chǎn)品，適用于負(fù)載變化大而快的狀況下，為電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償、諧波濾波、三相不平衡治理提供快速穩(wěn)定的技術(shù)手段，并具有補(bǔ)償無(wú)功的大小進(jìn)行連續(xù)的調(diào)節(jié)，不受電網(wǎng)阻抗的影響，也不容易與電網(wǎng)阻抗發(fā)行諧振。
電能質(zhì)量劣化的治理，道路是曲折的，前景是光明的。在電力市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，人們已意識(shí)到高質(zhì)量的電能供應(yīng)是和經(jīng)濟(jì)性聯(lián)系在一起的，電能質(zhì)量的改善勢(shì)在必行。
隨著電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和評(píng)估體系的建設(shè)與完善，以及電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)踐中不斷完善和發(fā)展，因而準(zhǔn)確理解和把握電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)搞好電能質(zhì)量監(jiān)管和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，以及節(jié)能降耗都具有十分重要意義。讓我們共同為建立一個(gè)完善的電能質(zhì)量環(huán)境和全面提高供電質(zhì)量而努力。
電能是一種資源，也是一種特殊商品，其特殊性除電力供應(yīng)方式，商品交換形式及貿(mào)易結(jié)算等方面與普通商品不一樣外，在商品質(zhì)量即電能質(zhì)量的保證條件也是與眾不同。普通商品的質(zhì)量由制造廠家負(fù)責(zé)，而電能質(zhì)量則與用戶(hù)的用電狀況密切相關(guān)，造成電能質(zhì)量劣化有可能是用戶(hù)用電不當(dāng)所致。供電與用電狀況對(duì)電能質(zhì)量每項(xiàng)指標(biāo)所產(chǎn)生的影響程度也互不相同，其所承擔(dān)的責(zé)任也有差別。
在電力供應(yīng)相對(duì)緊缺時(shí)期，電力供應(yīng)尚無(wú)法滿足社會(huì)需求時(shí)，提起電能質(zhì)量的概念，很多人不以為然，而對(duì)電能質(zhì)量的概念，只停留在電壓、頻率偏差等靜態(tài)值范圍內(nèi)。然而在新形勢(shì)下，電力消耗形式和用電設(shè)備性能發(fā)生了重大變化，使電能質(zhì)量問(wèn)題日益突出。再加上新能源、分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的興起，及新能源發(fā)電經(jīng)電力變換接入電網(wǎng)。同時(shí)電網(wǎng)內(nèi)還有大量非線性負(fù)載投運(yùn)，這些都導(dǎo)致電能不在保持理想的正弦穩(wěn)定波形，從而造成波形畸變，成為電網(wǎng)的“公害”。
隨著社會(huì)進(jìn)步、科技發(fā)展、電力充足，人們開(kāi)始研究和追求電能質(zhì)量。在科技不斷發(fā)展的當(dāng)今時(shí)代，用電設(shè)備性能在提高，高靈敏度負(fù)荷不斷增多，高科技含量電氣設(shè)備對(duì)電能擾動(dòng)愈加敏感，從而意識(shí)到高質(zhì)量的電能是和經(jīng)濟(jì)性聯(lián)系在一起的。為此，對(duì)電能質(zhì)量的關(guān)注是改善電能環(huán)境和保證優(yōu)質(zhì)電力供應(yīng)的需求，也是全面提高供電質(zhì)量的基礎(chǔ)。
在電力市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，隨著供電雙方對(duì)電能質(zhì)量的高度關(guān)注，電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也在實(shí)踐中不斷完善和發(fā)展。為此，準(zhǔn)確理解和掌握電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)具有十分重要意義。
1.供電電壓允許偏差
GB/T12325—2003規(guī)定了電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下，用戶(hù)受電端供電電壓的允許偏差為：35千伏及以上供電電壓正負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過(guò)額定電壓的10%;10千伏及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的-7%~+7%;220伏單相供電電壓允許偏差為額定電壓的-10%~+7%。
2.電網(wǎng)頻率
GB/T15945—1995規(guī)定電力系統(tǒng)頻率偏差允許值為-0.2Hz~+0.2Hz，當(dāng)系統(tǒng)容量較大時(shí)，偏差值可放寬到-0.5Hz~+0.5Hz。
3.電壓波動(dòng)和閃變
GB/2326—2000適用于由波動(dòng)負(fù)荷引起的公共連接點(diǎn)電壓快速變動(dòng)，及由此可能引起人對(duì)燈閃明顯感覺(jué)的場(chǎng)合。新標(biāo)準(zhǔn)將原標(biāo)準(zhǔn)中的以電壓波動(dòng)為主改為以閃變?yōu)橹鳎蠲舾蓄l率有10Hz移到8.8Hz。
4.三相電壓不平衡
GB/T15542—1995適用于交流額定頻率為50Hz電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式下，由負(fù)序分量而引起公共接點(diǎn)的電壓不平衡。用電壓負(fù)序分量與正序分量的均方根百分比表示。
5.公共電網(wǎng)諧波
GB/T14549—1993在電力生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)換和使用各個(gè)環(huán)節(jié)中都會(huì)產(chǎn)生諧波。在發(fā)電環(huán)節(jié)可近似認(rèn)為發(fā)電機(jī)輸出的是具有基波頻率的正弦波形電壓。其他環(huán)節(jié)產(chǎn)生諧波的主要有：非線性特征的電氣設(shè)備;鐵磁飽和特性的鐵心設(shè)備;有強(qiáng)烈非線性特性的電弧為工作介質(zhì)的設(shè)備，以電力電子元件為基礎(chǔ)的開(kāi)關(guān)電源設(shè)備等。
6.暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓
GB/T18481—2001規(guī)定了交流電力系統(tǒng)作用于電氣設(shè)備的暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓的要求，電氣設(shè)備的絕緣水平以及過(guò)電壓的保護(hù)方法。實(shí)際上該標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有被貫徹執(zhí)行，其重要原因是過(guò)電壓信號(hào)很難進(jìn)行取樣、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)分析。
電能質(zhì)量是個(gè)動(dòng)態(tài)的變化量，隨同電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)弱、負(fù)荷構(gòu)成、考核地點(diǎn)以及時(shí)間變化和受到不同的影響。隨著我國(guó)已成為世界上最復(fù)雜的交直流互聯(lián)大電網(wǎng)，以及新能源、分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的興起，而新能源發(fā)電又具有功率波動(dòng)性、間歇性和不確定性。同時(shí)新能源發(fā)電需經(jīng)電力變換接入電網(wǎng)，再加上電力電子技術(shù)發(fā)展與廣泛應(yīng)用，使電力能源與電力消耗形式出現(xiàn)多樣性，以及網(wǎng)內(nèi)又有大量非線性負(fù)載投運(yùn)，這些都導(dǎo)致電能不在保持理想的正弦穩(wěn)定波形，影響電能質(zhì)量。
電能質(zhì)量劣化具有外在性和特點(diǎn)：
?、佼?dāng)電網(wǎng)供電線路過(guò)長(zhǎng)，線徑過(guò)小，供電能力不足，在用電負(fù)荷過(guò)大時(shí)將引起供電電壓偏差;在電網(wǎng)調(diào)壓裝置與能力不足時(shí)而無(wú)功補(bǔ)償又相對(duì)缺乏也會(huì)引起供電電壓偏差;當(dāng)用戶(hù)無(wú)功功率沖擊時(shí)同樣也會(huì)引起電壓偏差，容性無(wú)功使電壓偏高，感性無(wú)功使電壓偏低。
②用戶(hù)從電網(wǎng)吸取的有功功率是變化的，只有當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出有功與用戶(hù)消耗的有功維持動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，電力系統(tǒng)的頻率才不會(huì)發(fā)生偏差。若電網(wǎng)供電容量不足或調(diào)頻設(shè)備能力不足，當(dāng)用電負(fù)荷超過(guò)供電能力時(shí)，即會(huì)發(fā)生頻率偏差。
③電網(wǎng)內(nèi)有煉鋼電弧爐、大型軋鋼設(shè)備，以及負(fù)荷變動(dòng)大的設(shè)備投運(yùn)時(shí)，或當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生操作失誤，或電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，即會(huì)發(fā)生電壓的波動(dòng)和閃變。
?、墚?dāng)電網(wǎng)內(nèi)三相用電負(fù)荷分配不均衡，及單相大容量設(shè)備的投運(yùn)，或?yàn)榱私档碗娏?yīng)而采用單相供電等，即會(huì)引起三相電壓的不平衡。不平衡度是指電網(wǎng)中三相不平衡程度，這僅對(duì)電壓而言，對(duì)電流一般用負(fù)序電流或零序電流。
?、蓁b于電力消耗形式出現(xiàn)多樣性，電網(wǎng)內(nèi)有大量非線性電氣設(shè)備;鐵磁飽和特性的鐵心設(shè)備;有強(qiáng)烈非線性特性的電弧為工作介質(zhì)的設(shè)備，以及電力電子元件為基礎(chǔ)的開(kāi)關(guān)電源設(shè)備。還有大容量電力晶品閘管可控設(shè)備，電力變流設(shè)備和相控調(diào)速調(diào)壓裝置等，這些非線性設(shè)備的投運(yùn)，必將引起電壓、電流正弦波形的畸變而產(chǎn)生諧波。
為實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)能量流的快速有效控制，就離不開(kāi)電力電子裝置，而電力電子元件的非線性特性對(duì)電網(wǎng)的副作用也很大，導(dǎo)致電能質(zhì)量的劣化。在新形勢(shì)下新能源發(fā)電也成為污染源，風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電具有斷續(xù)性、波動(dòng)性的特點(diǎn)。同時(shí)還需要變流裝置接入電網(wǎng)，因而也存在有諧波污染。
?、拊陔娔苜|(zhì)量的熱點(diǎn)問(wèn)題上，供用電雙方從不同角度有不同看法，諧波影響是較早的問(wèn)題，其對(duì)電能質(zhì)量的影響早就受到電力部門(mén)的關(guān)注。但實(shí)際上造成影響與危害較大的不是諧波，而是電壓暫降。電壓暫降，電壓短時(shí)間斷則是電網(wǎng)故障和大型設(shè)備操作失誤所致。這種電壓暫降所造成危害對(duì)用戶(hù)而言，由于用電戶(hù)相對(duì)比較分散，因而影響不大明顯。但隨著敏感負(fù)荷的增多，高科技含量設(shè)備對(duì)電能擾動(dòng)更加敏感，因而電壓暫降給用戶(hù)帶來(lái)影響與危害將會(huì)更加嚴(yán)重。
電網(wǎng)運(yùn)行中供電與用電的狀況異常，必將造成電能質(zhì)量的劣化，對(duì)每項(xiàng)指標(biāo)產(chǎn)生影響程度也不相同，所承擔(dān)的責(zé)任也有差別。隨著用電設(shè)備性能的提高，高靈敏度負(fù)荷的增多，高科技含量設(shè)備對(duì)電能擾動(dòng)愈加敏感，從而意識(shí)到高質(zhì)量的電能是和經(jīng)濟(jì)性聯(lián)系在一起的。
電網(wǎng)供電運(yùn)行中若是電能質(zhì)量劣化，必將造成供、用電設(shè)備的電氣性能變壞，運(yùn)行效率下降，電能損耗增加。劣化的電能將使用電設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生過(guò)熱，不僅能耗增加，而且生產(chǎn)效率下降，導(dǎo)致用電設(shè)備的利用率降低。電能劣化還會(huì)影響到繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置工作的可靠性，以及電子控制設(shè)備工作的失常，同時(shí)還會(huì)造成測(cè)量和計(jì)量?jī)x器儀表指示與計(jì)量不準(zhǔn)確，對(duì)通信系統(tǒng)的工作也會(huì)造成干擾。
電能質(zhì)量惡化將使產(chǎn)生機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率下降，使生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量劣化，甚至還可能造成產(chǎn)品報(bào)廢。若是電能質(zhì)量嚴(yán)重劣化，還影響到電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性和使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至還危及人身的安全。
電能質(zhì)量本身和節(jié)能減排相關(guān)，國(guó)家已將電能質(zhì)量提到資源環(huán)境的高度，它的改善將會(huì)使供用電雙方獲得更好經(jīng)濟(jì)效益。電能是一種重要資源，保證電能質(zhì)量實(shí)際上是給人們提供一個(gè)良好的電磁環(huán)境。
為適應(yīng)信息化電能質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)的需要，必須建立健全電能質(zhì)量評(píng)估體系，建成完善的電能質(zhì)量檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，為電能質(zhì)量評(píng)估提供信息，其分析結(jié)果將為改善電能質(zhì)量提供依據(jù)，指導(dǎo)電力運(yùn)行人員對(duì)電能污染進(jìn)行綜合治理。只有實(shí)現(xiàn)對(duì)電能質(zhì)量的全面檢測(cè)，才能對(duì)污染性負(fù)荷用戶(hù)的有效監(jiān)管，促進(jìn)電能質(zhì)量的改善。改善電能質(zhì)量的關(guān)鍵是實(shí)時(shí)的無(wú)功調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制，事實(shí)上電網(wǎng)電能質(zhì)量的優(yōu)劣是反映全網(wǎng)發(fā)、供、用電三方對(duì)無(wú)功的控制于協(xié)調(diào)，以及無(wú)功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)水平，同時(shí)也反映了全網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)牟贾煤脱a(bǔ)償裝置的調(diào)節(jié)能力。
改善電能質(zhì)量應(yīng)針對(duì)不同的電能問(wèn)題，通過(guò)不同的技術(shù)手段和設(shè)備來(lái)解決，才能有效地告訴電網(wǎng)運(yùn)行中的電能質(zhì)量問(wèn)題。
電網(wǎng)頻率的波動(dòng)源于大負(fù)荷設(shè)備的投運(yùn)，引發(fā)有功功率的沖擊所致，這可能通過(guò)電力經(jīng)濟(jì)調(diào)度，優(yōu)化電力負(fù)荷配置，來(lái)維持發(fā)電有功功率與用電消耗的穩(wěn)定?；蚯以黾与娋W(wǎng)供電裝機(jī)容量，保證供電能力大于用電負(fù)荷。另外，電網(wǎng)應(yīng)有合適水電廠作為調(diào)頻的備用容量，以增強(qiáng)電網(wǎng)的調(diào)頻能力，從而解決電網(wǎng)頻率的波動(dòng)。
電網(wǎng)電壓波動(dòng)，主要是電網(wǎng)內(nèi)有大量非線性負(fù)荷投運(yùn)，以及無(wú)功功率的沖擊所造成的。從而改善電網(wǎng)電壓波動(dòng)問(wèn)題。對(duì)于有功功率沖擊引起的電壓波動(dòng)，應(yīng)增加電網(wǎng)發(fā)電裝機(jī)容量，使電網(wǎng)保持足夠備用容量，應(yīng)對(duì)有功功率的沖擊?；蚋纳瓢l(fā)電系統(tǒng)的調(diào)速功能，使之達(dá)到跟蹤調(diào)節(jié)，也能改善電壓波動(dòng)的問(wèn)題。
電網(wǎng)電壓暫降、短時(shí)間斷，則是電網(wǎng)發(fā)生故障，或大型設(shè)備的失誤操作而引起的。這可通過(guò)提高供電網(wǎng)絡(luò)的可靠性，設(shè)法減少電網(wǎng)發(fā)生故障的數(shù)目，以及盡快切除故障達(dá)到減少停電時(shí)間。通過(guò)改善供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，完善供電網(wǎng)絡(luò)的功能，使之能在發(fā)生故障時(shí)對(duì)用電設(shè)備的電壓擾動(dòng)最小?；蚯彝ㄟ^(guò)提高用電設(shè)備對(duì)電壓擾動(dòng)的抵御能看來(lái)解決電壓暫降，也可在電網(wǎng)與用電設(shè)備之間加裝補(bǔ)償設(shè)備，使之能在一定時(shí)間內(nèi)維持運(yùn)行電壓的穩(wěn)定。其所涉及設(shè)備有：動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器。它除了補(bǔ)償無(wú)功功率外，還有補(bǔ)償有功功率能力，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生電壓暫降時(shí)，能在短時(shí)內(nèi)將電壓恢復(fù)到正常。還有固態(tài)斷路器和固態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。它適用于快速隔離故障和轉(zhuǎn)換供電。它和電抗器配合還能快速限制短路電流。
電網(wǎng)諧波的治理，主要是降低諧波源諧波電流的含量。整流設(shè)備中的換流裝置，其產(chǎn)生諧波電流次數(shù)與脈動(dòng)數(shù)有關(guān)，因此增加換流裝置的脈動(dòng)數(shù)是降低諧波電流的有效措施。同時(shí)還可通過(guò)裝設(shè)交流濾波器，合理選擇供電電壓等級(jí)，加強(qiáng)諧波源的管理等，均可取得治理諧波的效果。
諧波治理所涉及設(shè)備有：無(wú)源電力濾波器和有源電力濾波器。
無(wú)源電力濾波器可濾除某一次或多次諧波。常用結(jié)構(gòu)是將電感和電容串聯(lián)而成，可對(duì)(3、5、7)次諧波構(gòu)成低阻抗旁路。
有源電流量濾波器在性能上比無(wú)源濾波器好得多，為濾除諧波及波形畸變，采取主動(dòng)發(fā)生策略進(jìn)行濾波的電力電子裝置。它可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，可對(duì)頻率和大小都變化的諧波，以及變化的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償。
有源電力濾波器配合靜止式無(wú)功發(fā)生器，是大功率電力電子技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)電能質(zhì)量控制領(lǐng)域的高科技產(chǎn)品，適用于負(fù)載變化大而快的狀況下，為電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償、諧波濾波、三相不平衡治理提供快速穩(wěn)定的技術(shù)手段，并具有補(bǔ)償無(wú)功的大小進(jìn)行連續(xù)的調(diào)節(jié)，不受電網(wǎng)阻抗的影響，也不容易與電網(wǎng)阻抗發(fā)行諧振。
有源電力濾波器運(yùn)行中還能自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)頻率的變化，其補(bǔ)償性能也不受電網(wǎng)頻率變化的影響，對(duì)補(bǔ)償對(duì)象的變化有極快的響應(yīng)，可同時(shí)對(duì)諧波和無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償，具有良好的治理諧波效果。
電能質(zhì)量劣化的治理，道路是曲折的，前景是光明的。在電力市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，人們已意識(shí)到高質(zhì)量的電能供應(yīng)是和經(jīng)濟(jì)性聯(lián)系在一起的，電能質(zhì)量的改善勢(shì)在必行。
隨著電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和評(píng)估體系的建設(shè)與完善，以及電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)踐中不斷完善和發(fā)展，因而準(zhǔn)確理解和把握電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)搞好電能質(zhì)量監(jiān)管和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，以及節(jié)能降耗都具有十分重要意義。讓我們共同為建立一個(gè)完善的電能質(zhì)量環(huán)境和全面提高供電質(zhì)量而努力。
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