摘要：随着经济发展和高科技设备的广泛应用，用户对供电质量和可靠性的要求越来越高，要解决供电质量和可靠性这个问题已迫在眉睫。笔者通过对大量的书籍和文献的阅读分析，总结了配电系统电能质量的关键问题和解决对策，同时对其可靠性进行了研究，提出了可靠性评估方法和解决方法。希望可以供类似工作者以参考。
关键词：配电系统；电能质量；电压暂降；可靠性
1电能质量
1.1 电能质量的概念
电能质量是指供应电力的参数符合标准和供电可靠性的程度。现代电能质量问题主要是电压暂降、谐波、电压不平衡。随着用户对供电质量要求的提高，电能质量问题已成为供电界的首要技术问题。电能质量的关键问题是电压暂降，据统计和案例反映，90%以上是电压暂降引起的[1]。
表1 电压暂降对一些设备的影响
1.2 电压暂降的原因和危害
引起电压暂降的主要原因是电网或用电设备发生雷击、外力短路故障，一些用电设备启动或突然加荷也会造成电网电压瞬时下降。根据欧洲标准EN50160以及美国标准IEEE Std1159—1992，电压暂降定义为：供电电压有效值突然降至额定电压的90%～10%（0.9 p.u.～0.1 p.u.），又恢复至正常电压，这一过程的持续时间为10 ms至60 s[2]。
电压暂降会引起敏感控制器不必要的动作，造成包括计算机系统失灵、自动化控制装置停顿或误动等，引起接触器停顿或低压保护启动，造成电动机、电梯等停顿等。因此，电压骤降会给工商业带来很大的损失，甚至会危害人身及社会安全。
据某钢铁厂生产部统计，2006年1～10月份因发生电压暂降而大面积影响生产的事故有15起，每起事故都造成百万元的经济损失，每年直接经济损失达2000万元以上。可见，电压暂降的危害是十分巨大的。
2 解决电压暂降的对策
2.1动态电压恢复器
用户电力技术将给电力电子、计算机和现代控制理论等高新技术运用于供、配电系统，形成了一系列的电能质量控制技术和设备，可较好地解决稳态、暂态电能质量问题。动态电压恢复器（DVR）通过串联变压器在馈线上以电压叠加的方式向电力系统注入补偿电压，用以消除系统电压变化对负荷的不利影响。DVR使用IGBT或IGCT等大功率可关断器件。系统正常供电时，它处于低消耗备用状态。当系统电压出现突然变化时，DVR能快速反应，通过串联变压器向系统注入3个与系统同频的单向交流电压分量以抵消系统电压的改变，其瞬时值为正常电压瞬时值和故障电压瞬时值之差。DVR的响应速度在几毫秒之内。根据电压相位的不同，DVR控制分为同相电压补偿控制和最小能量补偿控制[3]。
2.2统一电能质量控制器
统一电能质量控制器的主电路由一串连逆变器和一并联逆变器组成，两者通过电容耦合，并联逆变器采用PWM电流控制技术，进行非线性负载谐波电流及无功补偿，并起调节电容直流电压作用。串联逆变器采用PWM电压控制技术，通过控制其输出电压达到抑制电源电压谐波，减少电源电压波动对敏感负荷的影响。该装置综合了串联和并联补偿器的优点，能解决暂态电能质量问题。
3蒙特卡罗法配电系统可靠性评估
3.1蒙特卡罗方法评估配电系统可靠性的基本步骤
3.1.1状态抽样
应用蒙特卡罗方法分析电力系统可靠性指标的过程可以大致划分为系统状态抽样、系统状态分析与系统指标统计三个步骤。
3.1.2状态分析与优化
通过状态分析和优化模块的计算可以获得其状态的试验函数值，并更新可靠性指标。试验函数又被称作指示函数，是可靠性指标在系统随机状态中的反映，其计算公式与可靠性指标一一对应。
4 解决配电系统可靠性的策略
4.1 完善配电网网架，缩小停电范围
目前国内配电网的现状主要是以架空线为主；35kv、10kv、0.4kv电压供电为主，这种传统的陈旧的供电模式，其线路的单一性和供电能力的不稳定性是造成供电技术和可靠率低下的一系列问题的主要原因。随着近年来经济的发展，建筑高层化的涌现、人民对于小区供电条件的要求，传统的网络和设备已无法满足人民对于电网的需要。从安全、经济上考虑配电网的优化，改变陈旧的供电模式，完善配电网结构，实现“手拉手”环网供电。
4.2 重视施工及检修质量
提高配电网可靠性是一项长期的工作。因为电网的稳定是民生大计，所以要求认真对待，对施工、检修质量要常态化进行，必须严格把关，减少故障率。配电网使用的非标准金具的设计及镀锌材料的质量，容易发生各种各样的锈蚀，需要立即解决。
4.3 采用先进设备，实现配电系统自动化
首先，采用先进设备，发生自身故障率低。其次，先进的设备在通讯保障上有别于传统的设备，可给通讯有力的支持，对配电系统进行二十四小时的实时监测，随时掌握网络中各元件的运行工况，故障未发生就能够及时消除。通过计算机的控制来实现配电网络自动化，能自动将故障段隔离，非故障段隔离，非故障恢复供电。通过选择合理的与本地相适应的综合自动化系统方案，在实施整套监控措施的同时，加强对电网实时状态、设备、开关动作次数、负荷管理情况、潮流动向进行采集，实施网络管理，拟定优化方案，提高了配电网供电可靠性，使99.99%的供电可靠率得以实现[6]。
随着用户对供电质量要求的提高，电能质量问题已成当前供电界的首要技术问题。笔者通过对大量的书籍和文献的阅读，总结出了电能质量的关键问题是电压暂降，提出了解决该问题的方法，同时对其可靠性进行了研究，探讨了蒙特拉罗可靠性评估方法和解决可靠性问题的方法。希望可以供类似工作者以参考。
参考文献
[1]徐忠.现代电能质量的主要问题及其对策[J].四川电力技术，2004,27（5）：2-3
[2]徐丙垠.电能质量问题及其管理[J].电气设备，2003,4（1）：1-3.
[3]肖湘宁. 现代电能质量若干问题的研究[C].北京，华北电力大学，2006：1-3.
[4]陈章宝. 配电系统可靠性评估研究 [D].广东：广东工业大学，2009：9-12.
[5]宋晓通. 基于蒙特卡罗方法的电力系统可靠性评估[D].山东：山东大学，2008：17-21.
[6]别亚峰. 浅谈如何提高城市配电网供电的可靠性[J].硅谷，2010（9）：1-2.
论文作者:范文秋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/10
标签：电压论文; 电能论文; 可靠性论文; 质量论文; 系统论文; 状态论文; 设备论文; 《基层建设》2017年第22期论文;