柔性化供電技術(shù)在電能質(zhì)量調(diào)控中的應(yīng)用

陳邦華

[摘 ?要]隨著我國社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，我國供電力水平不斷上升，柔性化供電技術(shù)廣泛應(yīng)用于我國電能質(zhì)量調(diào)控使用中，本文在分析柔性化供電技術(shù)的基本概念及在電能質(zhì)量中的調(diào)控功能后，詳細(xì)闡述柔性供電技術(shù)的電能質(zhì)量改善方法。柔性化供電技術(shù)在供電系統(tǒng)中根據(jù)不同用戶的不同需要提供不同形式的電能和質(zhì)量，并充分結(jié)合自動化技術(shù)、智能調(diào)控技術(shù)及電子電力技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)我國電網(wǎng)供電系統(tǒng)中高靈活性、高智能化和高可靠程度的電能質(zhì)量調(diào)控工作，確保我國電力供應(yīng)滿足我國群眾需求，確保優(yōu)質(zhì)、高效的電力供應(yīng)。

[關(guān)鍵詞]柔性化供電技術(shù);電能質(zhì)量;調(diào)控工作;

中圖分類號：TM711 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1009-914X（2016）27-0370-01

引言：隨著我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，社會經(jīng)濟(jì)水平不斷上升。信息技術(shù)促進(jìn)社會生產(chǎn)力和生活中各環(huán)節(jié)相互依賴、相互聯(lián)系，形成現(xiàn)代社會高速、自動化和信息化的特征。一些微機(jī)控制、自動化的用電系統(tǒng)一旦出現(xiàn)電能質(zhì)量問題，造成的經(jīng)濟(jì)損失不可估量。因此隨著社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展進(jìn)步，電力供電系統(tǒng)不斷引進(jìn)新型自動化生產(chǎn)線、自動化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等，隨著使用終端用戶對電力供應(yīng)的要求逐步提升，柔性化供電技術(shù)廣泛應(yīng)用于電能質(zhì)量調(diào)控中。柔性化供電技術(shù)能夠?qū)﹄娔苜|(zhì)量的運(yùn)算和調(diào)控進(jìn)行動態(tài)調(diào)控，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化、自動化以及智能化等手段，準(zhǔn)確評估出導(dǎo)致電能質(zhì)量惡化的原因，并提出相關(guān)適用方案，隔離電能質(zhì)量惡化產(chǎn)生的危害，柔性化供電技術(shù)已逐漸成為我國供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的主要研究內(nèi)容。

1 柔性化供電技術(shù)的概念

柔性化供電技術(shù)是指針對不同的用電用戶及用戶用電產(chǎn)生的不同負(fù)荷需求，提供的不同形式和不同質(zhì)量的電力供應(yīng)，是一種具有高度靈活性、智能性及可靠性的供電技術(shù)。柔性化供電技術(shù)是在美國學(xué)者及日本學(xué)者提出的custom power及FRIEN DS的基礎(chǔ)上通過對供電覆蓋層面、供電形式等進(jìn)行擴(kuò)展后提出的。柔性化供電技術(shù)還可以看作是柔性交流輸電系統(tǒng)在供電領(lǐng)域的使用延伸。供電系統(tǒng)是直接同使用終端用戶連接的系統(tǒng)，因此供電質(zhì)量的好壞在一定程度上影響該系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，因此，必須保證電能的可靠運(yùn)行和靈活控制，實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)高效運(yùn)行。柔性化供電系統(tǒng)能夠?qū)Y(jié)構(gòu)分散、運(yùn)行電壓較低并且控制需求比較多樣化進(jìn)行智能調(diào)控，因此為我國當(dāng)前水平電力系統(tǒng)的供應(yīng)提供適宜的發(fā)展場所。

2 柔性化供電技術(shù)在電能質(zhì)量中的調(diào)控功能

隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和容量不斷復(fù)雜并且逐漸完善，目前區(qū)域大供配電網(wǎng)議程主要發(fā)展趨勢。面對不同的使用終端用戶的需求和不同需求產(chǎn)生的電能負(fù)荷，供電系統(tǒng)需要較高的可靠性、靈活性，還需要對供電系統(tǒng)中可能存在的結(jié)構(gòu)分散、電壓較低等進(jìn)行靈活調(diào)控。柔性化供電技術(shù)中電力電子器件應(yīng)用其靈活的調(diào)控手段和廣泛的調(diào)節(jié)范圍，為現(xiàn)代電力供應(yīng)服務(wù)提供優(yōu)質(zhì)保障。柔性化供電技術(shù)在電能質(zhì)量調(diào)控中具有以下幾點(diǎn)作用：

2.1 實(shí)現(xiàn)同步可靠電力供應(yīng)

柔性化供電技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的電力供給應(yīng)并對多種形式的電能和電能質(zhì)量進(jìn)行同步。在目前電力系統(tǒng)中，除了普通用戶外還包括等級較高的用電用戶，因此柔性化供電技術(shù)必須同時滿足兩種質(zhì)量的電力供應(yīng)需求。除此之外，還需要滿足直流供電、普通工頻交流供電及變頻變壓等多種形式，滿足不同用電用戶要求。如圖1

2.2 實(shí)現(xiàn)電能高速切換

柔性化供電技術(shù)以電子元件為基本核心，對于供電系統(tǒng)中的某一特殊部位的在線監(jiān)控監(jiān)測技術(shù)電能質(zhì)量手段進(jìn)行不斷完善，其中包括：DG分布式發(fā)電、VQC電壓無功調(diào)節(jié)、電網(wǎng)諧波抑制及DESS分布式電能儲存之間的相互切換，恢復(fù)故障及結(jié)構(gòu)重組等。

2.3 完善信息運(yùn)算分析及遠(yuǎn)程操控

柔性化供電技術(shù)具有完善的信息采集、運(yùn)輸和運(yùn)算功能，并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程操作。能夠?yàn)槭褂媒K端用戶提供實(shí)時信息和資訊服務(wù)，具有終端用戶側(cè)供電質(zhì)量動態(tài)顯示的功能，能夠充分實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中對電能質(zhì)量的主動和積極的調(diào)控工作。

2.4 優(yōu)化供電系統(tǒng)調(diào)控

柔性化供電技術(shù)能夠通過分析運(yùn)算歷史電力供應(yīng)的應(yīng)用信息和使用數(shù)據(jù)優(yōu)化供電系統(tǒng)的調(diào)控運(yùn)行工作，將分析結(jié)果同智能終端相互結(jié)合，作為調(diào)控電能質(zhì)量的核心基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)在線采集供電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)工況運(yùn)行，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算，對供電網(wǎng)絡(luò)實(shí)施在線調(diào)控，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)控和低損耗調(diào)控，通過低谷蓄能系統(tǒng)對供電系統(tǒng)的“峰”、“谷”實(shí)現(xiàn)平準(zhǔn)化調(diào)控，并通過變頻調(diào)壓供電技術(shù)實(shí)現(xiàn)對電力網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)調(diào)控運(yùn)行和負(fù)荷節(jié)能，為使用終端用戶提供良好的供電服務(wù)質(zhì)量。

3 柔性化供電技術(shù)的電能質(zhì)量改善方法

柔性化供電技術(shù)通過結(jié)合電力電子、智能調(diào)控技術(shù)以及信息處理技術(shù)，有效提高供電系統(tǒng)的電能供應(yīng)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)有效、經(jīng)濟(jì)的電能供應(yīng)。

3.1 動態(tài)電壓恢復(fù)器

通過對供電線路中的動態(tài)電壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行串聯(lián)，使使用終端用戶和供電系統(tǒng)之間形成具有變壓器隔離功能的電氣單元，有效消除供電系統(tǒng)中的諧波分量危害對使用終端用戶產(chǎn)生的不良影響，顯著提升供電質(zhì)量。動態(tài)電壓調(diào)節(jié)器采用低功耗的絕緣柵雙極型晶體管等一些可關(guān)斷器件，當(dāng)供電系統(tǒng)中的電壓突然發(fā)生下降或上升時，動態(tài)電壓調(diào)節(jié)器能夠檢測供電系統(tǒng)的動態(tài)使用情況，同時能夠迅速對電壓波動特性產(chǎn)生反應(yīng)，通過變壓電壓器向供電系統(tǒng)中注入頻率相同的單相交流電壓分量，內(nèi)部原酸的預(yù)設(shè)正常值與電壓波動產(chǎn)生的偏差值為其幅值。對串聯(lián)變壓器內(nèi)注入的分量電壓的相位角和幅值進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)和動態(tài)電壓調(diào)節(jié)器之間的有功和無功特征量的同步交換，并將波動幅度控制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)部。在整個調(diào)節(jié)過程中，動態(tài)電壓調(diào)節(jié)器能夠根據(jù)不同電壓相位迅速完成相關(guān)調(diào)控，并能夠?qū)⒄{(diào)控方式分為最小能量補(bǔ)償控制和同相電壓補(bǔ)償控制。

3.2 SSCB固態(tài)斷路器

SSCB固態(tài)斷路器屬于柔性交流輸電系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(xiàn)對供電系統(tǒng)參變量等運(yùn)行特征進(jìn)行準(zhǔn)確、靈活、快速的在線監(jiān)測的核心電氣設(shè)備。SSCB固態(tài)斷路器利用晶閘管的無觸點(diǎn)調(diào)控、靈活響應(yīng)等特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)對分支線路組合開關(guān)的快速投切，有效抑制供電系統(tǒng)中電壓瞬時大幅度跌落或大故障對供電系統(tǒng)帶來的重大傷害。當(dāng)固態(tài)斷路器處于穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)時，該斷路器能夠利用觸點(diǎn)電阻較小等優(yōu)勢，提升斷路器的工作效率，避免常規(guī)調(diào)控裝置中使用一些復(fù)雜的散熱裝置。常規(guī)供電裝置中半導(dǎo)體電力元件清除重大故障時要求較高，不但難以達(dá)到經(jīng)濟(jì)適用的標(biāo)準(zhǔn)，同時難以達(dá)到技術(shù)水平要求。因此，柔性化供電技術(shù)中常將SSCB固態(tài)斷路器和機(jī)械斷路器配合應(yīng)用，有效提高調(diào)控系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和靈活性，并使供電系統(tǒng)具有良好的經(jīng)濟(jì)性能。

4 總結(jié)

隨著社會科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，居民對于供電力水平要求不斷提升，因此現(xiàn)代社會電力供應(yīng)正面臨新的挑戰(zhàn)，也就是柔性化供電技術(shù)，而實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)必須具備電力電子技術(shù)、智能控制技術(shù)以及儲蓄技能信息處理技術(shù)。柔性化供電技術(shù)的發(fā)展與我國電力供應(yīng)部門、國家政府部門、電力應(yīng)用部門具有密切聯(lián)系，因此，相關(guān)部門必須緊密合作，各部門共同構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)新系統(tǒng)。

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