浅谈电能质量的影响因素及控制方法论文_方国征

（广东电网有限公司江门台山供电局 529200）

摘要：电能质量的概念及国家规定的最新标准，分析了影响电能质量的主要因素，并提出了控制方法。随着各种非线性电力负荷的使用，在同一配电网或电力负荷中同时出现多种电能质量问题的现象逐渐增多，给电网中的用户带来了很大的影响。目前解决这一问题的主要方式主要是采用不同种类的电能质量装置来对相应的电能质量问题进行治理，但是在电网中，面对多个电能质量问题同时产生的难题，通常需要采用多种电能质量治理装置来对相应的电能质量进行治理，但各个电能质量装置之间缺乏相对统一的技术标准，增加了装置之间的协调难度，同时还提高了设备总成本。

关键词：电能质量；评价指标；影响因素；控制方法

一、电能质量参数以及电压偏差

在早期时候，电能质量主要是指电网的持续供电能力，但是随着科学技术的进步，各种高新技术开始对电能的要求越来越高，例如闪变、谐波以及电压波动等电能质量问题的出现，都会对这些企业的生产产生致命打击。尽管目前对新的电能质量参数并未形成统一的定义，但是按照用户的实际生产生活需求，目前的电能质量问题主要包括电压偏差、频率偏差、电压波动与闪变以及谐波等，下面将针对这些问题进行详细论述。

电压是用户使用过程中的重要指标，目前我国很多工厂在生成过程中，都以电网的电压幅值和频率作为参考，如果电压幅值和频率发生较大的偏差，会直接影响用户的生成，增加产品的报废率，严重时甚至会导致整批产品报废，加剧企业的生产成本。同时在电压偏离较为严重时，电网中的用电设备也会存在运行效率降低的问题，严重影响设备的使用寿命，在超出设备安全运行阈值时，还会导致电力设备损坏，而在电压长期处于较低状态时，会造成电压不稳定情况发生，甚至引发电网大规模停电。在配电网中，节点电压的合格率是电力系统的重要参数指标，随着系统中的无功潮流的变化，将会导致配电网中的各节点电压发生改变，使得节点的电压偏离额定电压。电压偏离额定电压的衡量指标主要是通过实际电压相对于额定电压偏差的百分比来表示的，具体的计算公式如下：

为了使得电网中的电压能够运行在合理范围，我国电力公司对不同电压等级的电压偏差进行了严格要求，具体如表1所示

表1 不同电压等级的电压偏差允许范围

频率是电子行业中的重要参数依据，目前我国大多数电子企业的生产都依据电网的工频频率。在电力系统处于稳态运行时，系统中的频率将运行在50Hz，但是当电网中负荷以及发电的功率发生变化后，将会导致系统中的频率发生变化，此时对用户的生产和生活将会造成严重的影响。

谐波主要是指频率为基波整数倍的电流分析，其产生的原因主要是由于非线性负荷的大量使用。当谐波在配电网中流动，对配电网中的用电设备威胁较大，会造成配电网中的设备温度升高，损耗增加，加剧设备老化。同时谐波在配电网中流动还会由于集肤效应导致额外的电能损耗产生，目前谐波对于配电网的安全运行已经远超其他电能质量所造成的危害。目前谐波的衡量指标主要是通过畸变率THD来实现的，下面将对电压和电流的畸变率定义进行分析。

二、开发区10kV配电网用电负荷特点

目前在电网架构中，主要由架空线路和电缆线组成，由于开发区的范围较广，所并入电网的用户数量及其类别较多，而不同行业之间的负荷差异性较大，所造成的电能质量恶化以及对电能质量的要求不同，为此本节将对开发区内的负荷进行分类分析。当前在开发区内的负荷主要分为三大类，即：普通负荷、敏感负荷以及重要负荷。普通电荷主要是指配电网中对电能质量要求较低的负荷，例如家用、办公照明设备，在电压存在波动较小或者闪变的情况下，对这种负荷所造成的影响很小，这种负荷一般采用架空线路进行供电，在开发区内这种负荷主要包括居民小区、宿舍以及商业街等。

敏感负荷一般是指对电能质量较为敏感的设备，一般采用电缆线进行供电，在开发区中，敏感负荷主要包括调速电控柜、变频调速装置、不间断电源以及电梯等设备，这些敏感设备在运行过程中，如果电能质量出现恶化现象，将直接影响设备的安全运行。

重要负荷主要是指电网中的电能质量出现微小变化就会造成严重后果的设备，这些设备运行过程中对电能质量要求极高，一般需要和供电公司签订供电合同，来确保供电的可靠性。目前在某区内的敏感负荷和重要负荷的种类主要如表2所示。

表2 内敏感负荷和重要负荷情况

在供电系统中，对于敏感负荷和重要负荷都采用电缆线进行供电，但是在供电的过程中一般为多个用户同时供电，但是不同用户的负荷所呈现出的特征差别较大，并且相互之家会造成一定的干扰。同时由于开发区内使用的设备数量逐渐增多，用电的负荷随着季节变化较大，严重影响电网电压、谐波等相关的电能指标。整体来说，整个开发区的负荷特点较为复杂，在电能质量治理时，难以针对某种电能质量问题进行治理，需要从整体角度出发，来对整个开发区的电能质量进行治理。

三、电能质量的改善与非线性负载

随着系统中非线性负荷的不断增加，电力系统受到的谐波污染也越来越严重，加上电力系统可能出现的各种故障，均会影响系统的电能质量。

在工业和生活用电负载中非线性负载占很大比例，也是电力系统谐波的主要来源。荧光灯和电弧炉是主要的非线性负载。电弧炉的谐波主要由起弧的延时和电弧的严重非线性引起。电弧长度的不稳定性和随机性，使电流谐波频谱复杂，而且随时间会有明显的变化。大功率整流或变频装置等也属非线性负载，会产生严重的谐波电流，对电网造成严重污染，使功率因数降低。

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论文作者:方国征

论文发表刊物:《云南电业》2019年8期

论文发表时间:2020/1/3

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