提高電網(wǎng)電能質(zhì)量分析

史帥彬

【摘要】電能作為一種清潔能源，在現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)和生活中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，因此電網(wǎng)的清潔和電能質(zhì)量好壞直接關(guān)系著發(fā)電、供電、用戶等群體的權(quán)益。特別是近年來，伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展以及科學(xué)不斷進(jìn)步，社會(huì)各界對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量要求也不斷提高，本文筆者就如何提高電網(wǎng)電能質(zhì)量進(jìn)行了簡(jiǎn)單探討，希望為相關(guān)領(lǐng)域的研究者和工作者提供借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)；電能質(zhì)量；提高策略

伴隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電網(wǎng)中非線性負(fù)荷用戶數(shù)量也與日劇增，與此同時(shí)也導(dǎo)致供電電能質(zhì)量下降嚴(yán)重，電網(wǎng)電能質(zhì)量下降不僅影響了電網(wǎng)和供電設(shè)備的完全穩(wěn)定運(yùn)行，而且還給電力企業(yè)以及用戶帶來了較大的經(jīng)濟(jì)損失，因此研究如何提高電網(wǎng)電能質(zhì)量具有重要意義。

1.電能質(zhì)量概述

所謂電能質(zhì)量，廣義是指優(yōu)質(zhì)的供電，電能質(zhì)量包含電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量以及用電質(zhì)量。在IEC標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)電能質(zhì)量的含義進(jìn)行如下定義：電能質(zhì)量主要指的是供電裝置在正常工作狀態(tài)下不中斷和干擾用戶使用電力的一種物理特征。在各種電能質(zhì)量問題中，以電壓跌落和電壓完全中斷最為嚴(yán)重。

2.提高電網(wǎng)電能質(zhì)量的策略分析

由于影響電網(wǎng)電能質(zhì)量的因素是多方面的，因此在采取措施提高電網(wǎng)電能質(zhì)量時(shí)也應(yīng)該采用綜合性的方法，具體而言，可以采取以下策略：

2.1電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃策略

要想提高電網(wǎng)電能的質(zhì)量，其前提是供電穩(wěn)定性，因此首當(dāng)其沖要做好電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃工作。站在提高電網(wǎng)電能質(zhì)量的角度分析，我國(guó)當(dāng)前電網(wǎng)電能質(zhì)量還存在很多問題，常見問題有缺乏可靠電源點(diǎn)支、變電容量不足、變電站負(fù)荷率高低不等、負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力有待提高等等，因此必須采取綜合性的措施來規(guī)劃規(guī)劃電網(wǎng)，從而為提高電網(wǎng)電能質(zhì)量夯實(shí)基礎(chǔ)。

2.1.1優(yōu)化電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)建設(shè)。電網(wǎng)的建設(shè)工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期性、系統(tǒng)性工程，并非一蹴而就的，并且不同的時(shí)期下電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也是不盡相同的，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展必然經(jīng)歷了由小到大、由弱變強(qiáng)、由低到高的階段。因此要想優(yōu)化建設(shè)電網(wǎng)，需要注意以下三個(gè)方面的問題：第一，深入負(fù)荷中心。重視電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的規(guī)劃，將區(qū)域主供電源點(diǎn)分布于供電區(qū)域的負(fù)荷中心，方便將來下級(jí)電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)，達(dá)到了優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的目的，提高了整個(gè)電網(wǎng)供電的可靠性。第二，分層分區(qū)建設(shè)電網(wǎng)。在規(guī)劃現(xiàn)代化電網(wǎng)時(shí)，為了加強(qiáng)對(duì)其的運(yùn)行管理，必須充分考慮分層分區(qū)建設(shè)，要選擇端系統(tǒng)作為電網(wǎng)建設(shè)的核心，然后將所有的外部電源均連接至該受端系統(tǒng)，以此構(gòu)成供需基本平衡的區(qū)域，并通過聯(lián)絡(luò)線將該區(qū)域與相鄰的區(qū)域連接起來。從每個(gè)受端系統(tǒng)的內(nèi)部來看，骨干網(wǎng)絡(luò)全部是由最高等級(jí)線路構(gòu)成，并且該系統(tǒng)以樞紐變電站作為中心，其同周圍符合和地區(qū)電源之間的連接主要是通過一級(jí)電壓線路，以此構(gòu)成獨(dú)立的供電區(qū)域，這樣便形成了無數(shù)個(gè)彼此獨(dú)立，但是又相互支援的供電分區(qū)結(jié)構(gòu)。確定分區(qū)的合理不僅可以控制短路電路，還可以安全且經(jīng)濟(jì)的保證有功電力和無功電力的調(diào)整和平衡。第三，先布點(diǎn)后增容。由于我國(guó)土地資源的緊缺，極大地限制了我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)，因此筆者認(rèn)為在優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)該按照“先布點(diǎn)后增容”的原則，充分利用現(xiàn)有可以利用的條件，增加電源布點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

2.2.2加強(qiáng)無功規(guī)劃。很長(zhǎng)時(shí)間以來，我國(guó)絕大部分地區(qū)均存在有功電力和無功電力發(fā)展不夠協(xié)調(diào)的問題，電網(wǎng)無功功率較大，但是無功電力不足，這些均不利于電網(wǎng)的運(yùn)行，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓質(zhì)量偏低、配電網(wǎng)因數(shù)偏低、供電線損率高等問題，為了解決上述問題，不僅應(yīng)該做好有功電力的合理規(guī)劃和建設(shè)，而且還應(yīng)該做好無功電力平衡和無功補(bǔ)償規(guī)劃，對(duì)無功電源進(jìn)行合理安排，逐步提升電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平，提升電能質(zhì)量。當(dāng)前常見的無功補(bǔ)償形式有變電站集中補(bǔ)償、桿上補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償、用戶終端分散補(bǔ)償?shù)鹊?，可以參照《電網(wǎng)建設(shè)與改造技術(shù)原則》中相關(guān)規(guī)定，根據(jù)各種方式的特點(diǎn)并綜合比較厚選用。

2.2電網(wǎng)諧波治理

近年來，隨著大容量、沖擊性符合設(shè)備、非線性設(shè)備不斷增多，如：中頻爐、電弧爐等并入電網(wǎng)系統(tǒng)中，增加了電網(wǎng)中的諧波和次諧波分量，而這些諧波污染帶來的電能質(zhì)量問題也日益突出。諧波污染不僅影響了電網(wǎng)電能質(zhì)量，還會(huì)給電網(wǎng)中的其他個(gè)體帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此要想提高電網(wǎng)電能質(zhì)量，必須采取有效措施治理用戶側(cè)諧波。就當(dāng)前我國(guó)而言，在治理諧波污染方面依然滯留在政府層面，雖然我國(guó)針對(duì)諧波污染治制定了相應(yīng)的政策，如：關(guān)于劣質(zhì)電能質(zhì)量的質(zhì)量提出了“水污染、水治理”的原則，但是因?yàn)槿狈ο鄳?yīng)的激勵(lì)機(jī)制，治理效果依然不盡人意。隨著用戶對(duì)電能質(zhì)量要求的不斷提高，日益惡化的電能質(zhì)量顯然無法滿足他們的需求，因此急需采取更加有效的策略來治理污染?？紤]到諧波和污染源客戶具有一定的特殊性，筆者建議可以嘗試運(yùn)用專用的計(jì)量裝置來準(zhǔn)確計(jì)量諧波電量，通過對(duì)其分析來量化諧波的污染程度，最終獲得經(jīng)濟(jì)懲罰額度，采取上述經(jīng)濟(jì)杠桿的方法來督促用戶主動(dòng)、自覺的治理諧波，不斷提升電網(wǎng)電能質(zhì)量。

2.3電壓暫降治理措施

當(dāng)前電壓暫降的治理技術(shù)主要有抑制手段和備用電源兩種。其中電壓暫降的抑制手段主要是運(yùn)用各種技術(shù)措施來抑制電壓降低的幅值。例如：可以采用在線路末端加裝電抗器和電容的組合，當(dāng)電壓暫降時(shí)，上述組合變能夠發(fā)出功率，實(shí)現(xiàn)為設(shè)備供電，在短時(shí)間內(nèi)發(fā)揮抑制電壓突然下降。而運(yùn)用備用電源，主要指的是設(shè)備電源供電數(shù)不止一個(gè)，當(dāng)一個(gè)電源電壓暫降時(shí)，可以切換至其他的電源上供電。例如：不間斷單元，當(dāng)市點(diǎn)正常狀態(tài)時(shí)，該電源處于充電或者備用狀態(tài)，屬于耗能設(shè)備，由市電供電。但是如果電壓發(fā)生暫降時(shí)，不間斷電源便可以切斷設(shè)備和市網(wǎng)的接口，此時(shí)變成了啟動(dòng)逆變裝置，給設(shè)備供電。

3.結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，社會(huì)各界對(duì)供電用電質(zhì)量的要求不斷提高，電能質(zhì)量已經(jīng)成為關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平以及用戶切身利益的重大問題，雖然影響電網(wǎng)電能質(zhì)量的因素較多，但是筆者堅(jiān)信，相關(guān)人員加強(qiáng)電網(wǎng)電能質(zhì)量的研究，采取有效措施一定可以提高電網(wǎng)電能的質(zhì)量。

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