刘瑛
（国网江苏省电力公司徐州供电公司 221000）
摘要：电能的质量和电网的安全性及经济性有紧密关系，还和社会的整体利益有关系，加之在生产过程中一些较为精密的仪器往往会对电能的质量提出很高的要求，因此，做好电能质量控制策略有很强的学术及实践意义。下文主要就电能质量产生的原因、电能质量问题的分析方法以及电能质量的控制及管理进行探究。
关键词：电能质量；问题；控制；产生原因
前言
近年来，随着社会经济的不断发展，电力行业也取得很好的发展，电能作为当代经济社会发展中不可获取的重要能源，其质量关乎每个行业以及民众的日常生活，也直接影响到国民经济的整体效益。伴随电能科技的日新月异及生产自动化趋势的不断加强，电网用户的持续增加，各类精密化的、对电能质量要求较高的电力器械设备愈发增加，基于此，电能质量问题的技术控制便成为热议的话题。
一、电能质量问题及产生原因分析
什么是电能质量问题呢？电能质量，从严格意思上讲，衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。从普遍意义上讲是指优质供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。其可以定义为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、瞬时或暂态过电压、波形畸变（谐波）、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。这些指标可能听起来有些复杂，对应到生活中，则意味着电灯是不是稳定照明，精密仪器能不能正常使用，电气设备能不能稳定运行等。现在工业领域最常见的电能质量问题是电压暂降和电压谐波问题。而产生电能质量问题的主要原因有：1）电力系统本身元器件的非线性。例如发电机、变压器、直流输电、高压输电线路等产生的谐波。2）电网的非线性负荷。例如工业生产上的交直流电弧炉以及居民生活中荧光灯的伏安特性都会引起严重的谐波电流，一些大功率的整流或者变频装置也会产生非线性的谐波电流。3）电力系统本身的故障。例如线路短路、自然灾害、人为误操作、故障保护装置的启动等也会造成各种电能质量问题。4）传统补偿手段的不足。随着电网负荷的变化，传统的无源滤波、有载调压变压器以及无功补偿等已经无法满足动态电能质量管理的需要。
二、电能质量问题的分析方法
通过一定的方法对电能质量进行分析，是保障电能质量以及提升电能质量监测、控制以及管理水平的前提。现阶段运用到的电能质量分析方法主要有：
1）时域仿真法。这是现阶段电能质量问题分析采用的主要方法，它是利用各种时域仿真程序例如EMTP、EMTDC以及NETOMAC等对电能质量问题中的暂态现象进行分析。这种分析方法的缺点是在进行仿真计算之前要预先知道暂态过程的频率覆盖范围，同时在模仿开关的过程中存在数值失真的现象。
2）频域分析法。这是电能质量中谐波问题分析的常用方法，有频率扫描、谐波潮流计算以及混合谐波潮流计算，后者由于可以对非线性负载控制系统进行精细的动态特性描述，建模简单，在近些年运用较多。其缺点是计算量大，耗时较长。
3.基于变换的方法。主要包括了Fourier变换法、神经网络法、二次变换法、小波变换法以及Pron y分析法等。
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三、电能质量问题的控制
电能质量问题的产生涉及到多方面的因素，要对问题进行有效控制也是一个复杂的、系统化的工程。
1）要重视电能质量分析以及控制领域的基础性工作。例如研究并建立起电能质量的评价体系、积极研究并创新电能质量分析的方法、技术和理论。
2）积极推广以DSP为基础的实时数字数字信号处理技术。该技术通过程序对电能质量进行控制，调试简单，易于实现并网运行和智能化控制，对系统稳定性、可靠性以及灵活性提升具有重要意义，在控制领域得到越来越广泛的应用。
3）要深入研究并创新电能质量的检测技术。现有的检测设备虽然符合持续性以及稳定性指标，但对于快速捕捉、更高的采样速率以及有效的分析和自动识别系统要求还有一定的差距，需要加大研究力度，发展新的检测技术。
4）采取积极措施，加强电能质量管理。电能质量的好坏直接影响到用户的满意度，通过加强电能质量管理，促进电能质量，也是控制和解决电能质量问题的关键所在。
四、电能质量的管理
电能质量通常包括了电压质量和电流质量，电能质量管理主要是电压质量的管理。管理工作的不足是电压越限的主要原因之一。因此，采取科学、合理的措施进行电能质量管理是电网安全、稳定、经济运行的重要保障。
电能质量管理存在的主要问题
随着电网智能化改造的不断深入以及新技术的应用，我国的电网结构日益完善，电网性能不断优化，已经能满足电网用户的基本需求。但是，在电能质量管理方面还存在不足，据统计，由于电能质量管理的问题导致的电能质量不达标的比例超过了60%。电能质量管理存在的主要问题有：（1）未建立起及时的变电站母线电压自动化调控机制。母线调控不及时是造成电压越限的主要原因。（2）小水电上网管理制度缺失。小水电的不规范上网会导致变电站35KV和10KV母线电压越限。（3）电网配置不合理。例如近几年城镇化发展较快，原先的郊区已经迅速发展成为城市新中心，但电网供电设施跟不上，导致线路供电半径过大，直接影响了供电的可靠性和稳定性。（4）电网基层管理水平低下。有数据表明，县级或县级以下电压越限的时长远远大于上级母公司。（5）电网污染治理缺乏。电网本身存在大量的非线性负荷、冲击负荷以及不平衡负荷接入系统等，对电能质量形成严重威胁，而现阶段对这些污染的治理还未得到充分重视。
建立健全电能质量管理体系
电能质量管理是电网管理的重要内容，必须要按照电能质量管理标准，建立起严格的管理体系，将电能质量管理从被动转为主动、从松散管理走向制度化管理，从应对问题转为预防问题。其中应该包括以下几点：（1）电能质量的监测。一是要建立严格的监测制度，例如连续监测、定时巡回监测和专项监测；二是要鼓励检测技术的创新研发，因应电网发展需要开发可靠、有效的监测技术和设备；三是要积极利用先进的计算机网络技术，加快发展监测技术的网络化、智能化，确保监测结果的及时、准确。（2）电源接入网的管理。严格执行现有的国家分布式电源接入电网国家标准，例如地热电站接入、风电场接入、光伏发电站接入以及规范小水电变电站入网行为。（3）电网负荷接入管理。主要是对可能引发电能质量问题的工业电弧炉、社会用大型变压器等设备的管理。（4）电能质量污染治理以及无功补偿管理。（5）电能质量预防和控制管理。电能质量问题存在一定的规律性，可以通过一定的技术手段和方法加以预防和控制，预防和控制管理是电能质量管理的重点和关键。（6）完善电网的系统管理。例如通过垂直化管理，避免基层电站的松散管理；均衡、动态的电网发展规划，避免电力设施的分布不合理、科学等。
结语
电力是现代社会正常运行的动力，电能质量问题关系到千家万户，电能质量问题的解决既需要依靠技术手段，也需要规范化的制度管理，两者缺一不可。完善的电能质量管理体系是保障电网安全、稳定、经济运行的关键，也是电网实现智能化的重要内容。
参考文献：
[1]常晓.王奔.王鹏.李玲.统一电能质量控制器的非线性控制策略研究.电气自动化.2013年第5期.
[2]陈代喜.浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用.中国高新技术企业.2013年第28期.
[3]徐立军.王维庆.用于改善暂态电能质量的用户电力技术的研究.自动化仪表.2013年第9期.
论文作者:刘瑛
论文发表刊物:《电力设备》2016年第8期
论文发表时间:2016/7/15
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