摘要：电力事业是社会经济持续增长的基础保障，在现代社会进步和发展下，越来越多新技术、新工艺和新材料应用其中，对于新时期配电网电能质量提出了更高的要求。不同非线性负载接入模式，对于配电脑网电能质量影响较大，这就需要从整体角度探究影响因素，保证配电网稳定运行。本文就非线性负载接入方式特点进行分析，探究对配电网电能质量的影响，为后续相关工作提供参考。
关键词：非线性负载；配电网；电能质量
在现代科学技术快速发展下，大量精密仪器设备涌现，对于新时期配电网电能质量提出了更高层次的要求。尤其是电力负荷种类逐渐多样化，配电网中的非线性负载接入设备有整流器、电机等非线性负载设备。随着非线性负载接入量持续增长，机械设备谐波逐渐超出国家标准，可能出现谐振问题，影响到配电网电能质量，不利于电力系统稳定运行。
一、非线性负载概述
电力系统中，由于发电厂出线端电压非线性荷载特点，具体电能生产中可能受到客观因素影响发生变化，一旦出现线路变动压降问题，电网用户在用电期间出现相同的电压频率波动，这一现象则是谐波。电网谐波出现的因素较为多样，具体表现在以下几个方面：（1）发电机三相绕组不绝对，将严重影响到发电端质量，进而出现电路谐波问题。（2）用电设备谐波。（3）配电系统中，由于电力变压器铁芯饱和，同样可能导致电路谐波问题出现。
通过相关研究可以了解到，非线性负载接入会产生不同程度上的电路谐波污染，制约电力系统运行安全[1]。所以，非线性负载接入配电网后，视为电流源，同非线性负载的阻抗并无直接联系，相关研究较少。在长期发展和完善中，摸索和把握非线性负载接入对配电网电能质量的影响，电压畸变率与电流畸变率之间联系较为密切，形成了非现象关系。故此，为了可以提升配电网电能质量，应该综合分析影响非线性负载的因素，在把握非线性负载运行特性基础上，借助仪器设备实时监测电流端和电压端运行情况，并借助相应设备和技术来解决问题。
二、配电网电能质量标准
结合相关定义可以了解到，对电力系统某点的电特性进行分析，结合相应技术参数进行评价。影响电能质量的因素较为多样，由于电力系统内部结构自身特性，电能质量很容易受到客观因素影响，如何保证电能质量，则需要寻求合理措施将波动控制在合理范围内，保证电网的安全稳定运行。
（一）电能质量参数
电能质量参数主要包括以下几点：（1）电流质量。电流质量住傲视之标准电流和实际电流之间的偏差，其中主要怕表现为间谐波、电流谐波依据电流相位超前等等。同时，还会伴随着不同程度上的噪声，为了可以提升电能质量，要求用户侧电流是正弦波电流，频率单一，确保电压波形和电流波形一致。（2）电压质量。理论和设计电压值偏差，包括电压不平衡、电压频率偏差、波形畸变和电压偏差等。（3）供电质量。从技术角度来看，供电质量指标是否合理将直接影响供电可靠性，供电质量高低与用户用电满意度存在密切联系。（4）用电质量。用电质量直接反映出用电双方的相互作用，其中包括电力系统电能质量指标的影响[2]。
（二）电能质量标准
电能质量标准主要是依据国家推行的GB/T12326—2008《电能质量电压波动和闪变》以及《电能质量 供用电网谐波》相关规定，中、高压等级谐波电压限制主要包括以下内容：10kV，电压总谐波畸变率为4%，奇次谐波电压含油率为3.2%，偶次为1.6；35kV电压，电压总谐波畸变率为3%，奇次为2.4%，偶次为1.2%；110kV电压，电压总谐波畸变率为2%，奇次为1.6%，偶次为0.8%；220kV电压，电压总谐波畸变率为2%，奇次为1.6，偶次为0.8%。
根据相关规定，公共接入点谐波电流注入0.38kV低压电网，电流总谐波畸变率为3.7%，注入10kV则为3.22%[3]。
三、非线性负载仿真分析
非线性负载接入配电网后，对于配电网电能质量的影响包括以下几点：（1）出现大量谐波污染，增加电气设备能耗的同时，影响电气设备的安全稳定运行。（2）电机运行中出现的不规则振动和噪音，会影响到测量仪器设备精准度。（3）非线性负载结构较为复杂，与外界电容电感会出现谐波问题[4]。非线性负载产生谐波，可以用总谐波畸变率（THD）来表示谐波对电压电流波形的影响，电压总谐波畸变率公式如下：
THDu=
电流总谐波畸变率：
THDt=
公式中的
和
主要表示t次谐波下的电压和电流数值。
在单相不可控整流滤波电路分析中，将非线性负荷接入配电网中，单向不可控整流滤波电路负荷较为普遍，是桥式电路二极管不可控器件，由于LC滤波的存在，可能导致谐振问题出现，如图1。
图1 单向不可控整流滤波电流
其公式如下：
其中
表示电路输入侧电流向量，
为输入端电压向量。通过研究可以了解到，p次谐波电流与p次谐波电压存在直接联系，同1次谐波电压幅值和相位存在直接联系[5]。将负载Z1同单相不可控整流电路模型并联，调整正弦电压幅值，观察负荷端和电源端的电流、电压总谐波畸变率，然后通过快速傅里叶变换计算，得到不同电压幅值下对应的总谐波畸变率。从研究结果可以了解到，正向电压相位对于负荷端电流总谐波畸变率影响较小，但是会对电源端电流总谐波畸变率带来不良影响，对于负荷端用户用电稳定性带来不良影响。
结论：
综上所述，非线性负载接入配电网中，对于配电网电压、电流影响较大，通过实践研究可以了解到，电流、电压幅值变化，将会直接影响到总谐波畸变率，在单相带滤波可控整流电路中，应该进一步优化非线性负荷结果，实时监控配电网电能质量，尽可能规避谐波问题出现，以此来提升配电网电能质量，为电力系统安全稳定运行提供坚实保障。
参考文献：
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论文作者:周祥辉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：谐波论文; 电压论文; 电能论文; 负载论文; 电流论文; 畸变论文; 质量论文; 《电力设备》2018年第27期论文;