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【摘 要】生活中,电能是一种最为广泛使用的能源,随着科学技术和国民经济的不断发展,对电能质量的要求越来越重视,电能质量的指标若偏离正常水平,就会给发电,输变电和用电带来不同程度的损害,改善电能质量是一项长期艰苦的任务。
【关键词】电能质量;改善意义;改善措施;对策
电能质量是指通过公用电网供给用户端的交流电能的品质,通常是指电网线路中电能的好坏情况,当电风的电能质量被干扰或污染,达不到国家相关标准时,就要有去声生地对电风进行电能质量改善。
1.电能的概念及特点
1.1电能质量的概念
对于电能的定义国际电气电子工程师协会定义为:合格的电能能给敏感用电器供给的电力和设置的接地系统均适合该设备正常工作。
国际电工委员会则提出了电磁兼容(EMC)术语,明确说明了设备之间的相互作用及影响,且制定了电磁兼容标准,电能质量在电磁标准的定位是:合格的电能质量在正常工作情况下不影响或干扰用户使用电力情况的物理特性。
1.2电能质量的特点
电力生产企业并不能完全控制电能质量,有些电能质量的变化是有电力用户引起的(比如,谐波、电压波动和闪变等),或是自然灾害及非控制因素引起的。
在不同的时间内供用电的电能指标通常是不相同的,既是电能质量在空间和时间上是处于不停的变化之中的。
1.3改善电能质量的意义
电能质量直接关系到国民经济的总体效益,良好的电能质量无疑对电气设备的运行是有利。不良的电能质量对电力系统运行的不利影响也已引起人们足够的重视,电能质量问题主要影响电气设备的性能指标,如:不正常的电压和频率偏差会引起异步电机负荷的转速和功率变化,导致传动机械的效率降低,使纺织、造纸等产品的质量受到影响;谐波电流在旋转电机、输电线路、变压器等输配电设备中流通,使这些设备因产生附加损耗而过热,从而降低了这些设备的寿命或容量,从危害程度来看,某些电能质量问题的危害是破坏性的。
2.电能质量的原因影响
2.1电力系统元件存在的非线性问题
电力供电系统中元件的非线性问题有:发电机正常工作中产生的谐波;电网中各变压设备产生的谐波;直流输电产生的谐波;经过高压后的输电线路对谐波的放大作用。另外,并联电容器在变电站中的设置等因素也都会造成谐波的出现。这些因素中直流输电因素是现在电力系统中产生谐波的主要因素。
2.2非线性负荷
非线性负载在工业和生活用电中占的比例很大,这是电力系统中产生谐波的主要根源。非线性的主要负载是电弧炉,电弧炉起弧的时延及电弧的严重非线性产生了谐波。居民的日常生活和生產的负荷中,使用的荧光灯的伏安特性也是非线性的,也会有严重的谐波电流产生,其中含量最高的是三次谐波。此外,使用大功率的整流和变频装置也会有严重的谐波电流产生,严重影响了电网的安全。
2.3电力系统故障
电能质量也会受到电力系统运行时的内外故障影响,例如,各种自然灾害、人为的非正常操作、各种线路短路、电网出现故障时发电机及励磁系统工作状态的改变等都会对电能的质量造成很大的影响。
3.改善电能质量的措施
3.1改善电能质量涉及面很广
为减少频率和电压偏差,应实施电网调度自动化、无功优化、负荷控制以及许多新型的调频、调压装置的开发和应用。
近几年在全国范围内进行的城乡电网改造工程,是提高电能质量的重要措施。在抑制谐波、降低电压波动和闪变以及解决三相不平衡方面,目前已有几种装量可供选择,例如技术已相当成熟的无源滤波器、静止无功补偿装置等。积极推广使用先进的电能质量调节元件。
3.2改善电能质量的措施
(1)是调整负荷,降低负荷的敏感程度,如果遇到要求负荷电能质量特别高的电力用户仅依靠电力企业采取的措施不能在短期内满足要求时,电力企业必须和电力用户共同采取必要措施,使负荷减少敏感程度及降低电能质量不良程度。(2)是改进电网,电力企业安装和抵制或消除电力扰动的必要设备。
3.3电能质量的管理。电能质量的好坏,管理工作是不可忽视的环节,为此须进行下列工作
将电能质量的监督正式纳入电力生产轨道,同时建立国家、各省、地市3级电能质量管理体系。作为电能质量指标的电压和频率偏差,基本上由各级电力调度部门进行日常监管,这方面已制定了一些规程、导则(例如调度规程、无功和电压管理导则)。谐波、电压波动和闪变以及三相不平衡同用电负荷的关系较密切,这三个指标难以做到实时监督,一般应由试验部门定期组织测量。现在有必要在国家质量监督部门领导下建立国家级电能质量检测中心,作为电能质量监管的技术归口单位。各网省、地市可以建立相应的电能质量检测站。
3.4建立质量管理体系
根据实际工作需要,建立电能质量检测中心,作为电能质量监管的技术归口单位,制度与国家标准配的行业标准或规程,导则,如涉及用户干扰指标的分配,干扰的预测计算,电能质量改善措施的选择,监测仪器或规程作为执行的依据,只有建立完善的管理作体系,改善电能质量才可落到实处。
3.4.1基础理论的研究
电能质量基础理论研究是对其本质进行深入研究的基础,包括统一的畸变波形行电能质量的含义,各功率成分的定义、产生机理、评价体系的研究,及物理意义,科学的计算方法研究等。目前为适应不同的需要提出许多的定义方法。
3.4.2新型算法的开发
随着近代数学和人工智能技术的迅速发展及大量跨学科、跨专业交叉理论的出现,电能质量分析的模型、方法和手段呈现出强烈的多样性,如何以更科学、更先进的模型来分析电能质量,改善其对电网的影响,也是电能质量研究领域的研究情况来看,小波分析、模糊数学的方法、神经网络方法、遗传算法及交叉技术将成为今后电能质量新算法研究的主流方向。
3.4.3电能质量监测的网络化、智能化
现代电网规模越来越大,监测点越来越多,未来电能质量的监测不仅局限于某一点,而是要实现同一供电系统、不同地点的电能质量监测,甚至实现多个不同供电系统的集中监测。在功能上,更强调智能化,除具有计算、显示等功能外,还要有一定的判断、分析、决策等功能,如能进行事件预测、故障辩识、干扰源识别和实时控制,初步具有自动的实用先进的计算智能评估功能。
4.结束语
综上所述,我们不但要为用户提供可靠的电能,还要设法改善电能质量,电能质量对于电网的安全,经济运行,保障用户工业产品质量和科学实验的正常运行,以及降低能耗都有相当的重要意义。
【参考文献】
[1]肖湘宁,徐永海,电能质量问题剖析[J].电网技术,2001,3.
[2]丁书文.现代电能质量问题及其检测管理与治理[J].华中电力,2004,3.
[3]邱贤辉.关于当前电力营销管理的几点思考[J].广西电业,2007,4.
[4]郭育生.影响电能质量的因素改善方法[J].江西电力职业技术学院学报,2007,20(2).
【关键词】电能质量;改善意义;改善措施;对策
电能质量是指通过公用电网供给用户端的交流电能的品质,通常是指电网线路中电能的好坏情况,当电风的电能质量被干扰或污染,达不到国家相关标准时,就要有去声生地对电风进行电能质量改善。
1.电能的概念及特点
1.1电能质量的概念
对于电能的定义国际电气电子工程师协会定义为:合格的电能能给敏感用电器供给的电力和设置的接地系统均适合该设备正常工作。
国际电工委员会则提出了电磁兼容(EMC)术语,明确说明了设备之间的相互作用及影响,且制定了电磁兼容标准,电能质量在电磁标准的定位是:合格的电能质量在正常工作情况下不影响或干扰用户使用电力情况的物理特性。
1.2电能质量的特点
电力生产企业并不能完全控制电能质量,有些电能质量的变化是有电力用户引起的(比如,谐波、电压波动和闪变等),或是自然灾害及非控制因素引起的。
在不同的时间内供用电的电能指标通常是不相同的,既是电能质量在空间和时间上是处于不停的变化之中的。
1.3改善电能质量的意义
电能质量直接关系到国民经济的总体效益,良好的电能质量无疑对电气设备的运行是有利。不良的电能质量对电力系统运行的不利影响也已引起人们足够的重视,电能质量问题主要影响电气设备的性能指标,如:不正常的电压和频率偏差会引起异步电机负荷的转速和功率变化,导致传动机械的效率降低,使纺织、造纸等产品的质量受到影响;谐波电流在旋转电机、输电线路、变压器等输配电设备中流通,使这些设备因产生附加损耗而过热,从而降低了这些设备的寿命或容量,从危害程度来看,某些电能质量问题的危害是破坏性的。
2.电能质量的原因影响
2.1电力系统元件存在的非线性问题
电力供电系统中元件的非线性问题有:发电机正常工作中产生的谐波;电网中各变压设备产生的谐波;直流输电产生的谐波;经过高压后的输电线路对谐波的放大作用。另外,并联电容器在变电站中的设置等因素也都会造成谐波的出现。这些因素中直流输电因素是现在电力系统中产生谐波的主要因素。
2.2非线性负荷
非线性负载在工业和生活用电中占的比例很大,这是电力系统中产生谐波的主要根源。非线性的主要负载是电弧炉,电弧炉起弧的时延及电弧的严重非线性产生了谐波。居民的日常生活和生產的负荷中,使用的荧光灯的伏安特性也是非线性的,也会有严重的谐波电流产生,其中含量最高的是三次谐波。此外,使用大功率的整流和变频装置也会有严重的谐波电流产生,严重影响了电网的安全。
2.3电力系统故障
电能质量也会受到电力系统运行时的内外故障影响,例如,各种自然灾害、人为的非正常操作、各种线路短路、电网出现故障时发电机及励磁系统工作状态的改变等都会对电能的质量造成很大的影响。
3.改善电能质量的措施
3.1改善电能质量涉及面很广
为减少频率和电压偏差,应实施电网调度自动化、无功优化、负荷控制以及许多新型的调频、调压装置的开发和应用。
近几年在全国范围内进行的城乡电网改造工程,是提高电能质量的重要措施。在抑制谐波、降低电压波动和闪变以及解决三相不平衡方面,目前已有几种装量可供选择,例如技术已相当成熟的无源滤波器、静止无功补偿装置等。积极推广使用先进的电能质量调节元件。
3.2改善电能质量的措施
(1)是调整负荷,降低负荷的敏感程度,如果遇到要求负荷电能质量特别高的电力用户仅依靠电力企业采取的措施不能在短期内满足要求时,电力企业必须和电力用户共同采取必要措施,使负荷减少敏感程度及降低电能质量不良程度。(2)是改进电网,电力企业安装和抵制或消除电力扰动的必要设备。
3.3电能质量的管理。电能质量的好坏,管理工作是不可忽视的环节,为此须进行下列工作
将电能质量的监督正式纳入电力生产轨道,同时建立国家、各省、地市3级电能质量管理体系。作为电能质量指标的电压和频率偏差,基本上由各级电力调度部门进行日常监管,这方面已制定了一些规程、导则(例如调度规程、无功和电压管理导则)。谐波、电压波动和闪变以及三相不平衡同用电负荷的关系较密切,这三个指标难以做到实时监督,一般应由试验部门定期组织测量。现在有必要在国家质量监督部门领导下建立国家级电能质量检测中心,作为电能质量监管的技术归口单位。各网省、地市可以建立相应的电能质量检测站。
3.4建立质量管理体系
根据实际工作需要,建立电能质量检测中心,作为电能质量监管的技术归口单位,制度与国家标准配的行业标准或规程,导则,如涉及用户干扰指标的分配,干扰的预测计算,电能质量改善措施的选择,监测仪器或规程作为执行的依据,只有建立完善的管理作体系,改善电能质量才可落到实处。
3.4.1基础理论的研究
电能质量基础理论研究是对其本质进行深入研究的基础,包括统一的畸变波形行电能质量的含义,各功率成分的定义、产生机理、评价体系的研究,及物理意义,科学的计算方法研究等。目前为适应不同的需要提出许多的定义方法。
3.4.2新型算法的开发
随着近代数学和人工智能技术的迅速发展及大量跨学科、跨专业交叉理论的出现,电能质量分析的模型、方法和手段呈现出强烈的多样性,如何以更科学、更先进的模型来分析电能质量,改善其对电网的影响,也是电能质量研究领域的研究情况来看,小波分析、模糊数学的方法、神经网络方法、遗传算法及交叉技术将成为今后电能质量新算法研究的主流方向。
3.4.3电能质量监测的网络化、智能化
现代电网规模越来越大,监测点越来越多,未来电能质量的监测不仅局限于某一点,而是要实现同一供电系统、不同地点的电能质量监测,甚至实现多个不同供电系统的集中监测。在功能上,更强调智能化,除具有计算、显示等功能外,还要有一定的判断、分析、决策等功能,如能进行事件预测、故障辩识、干扰源识别和实时控制,初步具有自动的实用先进的计算智能评估功能。
4.结束语
综上所述,我们不但要为用户提供可靠的电能,还要设法改善电能质量,电能质量对于电网的安全,经济运行,保障用户工业产品质量和科学实验的正常运行,以及降低能耗都有相当的重要意义。
【参考文献】
[1]肖湘宁,徐永海,电能质量问题剖析[J].电网技术,2001,3.
[2]丁书文.现代电能质量问题及其检测管理与治理[J].华中电力,2004,3.
[3]邱贤辉.关于当前电力营销管理的几点思考[J].广西电业,2007,4.
[4]郭育生.影响电能质量的因素改善方法[J].江西电力职业技术学院学报,2007,20(2).