探讨如何控制供用电双方电能质量的方法

吴育青

【摘 要】随着经济发展和社会进程的加快，我国的电力行业也发生了重大的改革。为了适应新时期的电力需求，如何正确的控制供用电双方电能质量，实现电力系统电磁整体化，成为电力科技工作者面临的一项重要的工作。本文就对如何控制供用电双方电能质量的方法做出简要探讨。

【关键词】电能双方；电能质量；方法策略

控制用电双方的电能质量即利用行政手段、科学技术管理手段进行的用电管理，达到良好地技术用电标准，是安全用电、高质量用电的技术导航。我国《电力供应与使用条例》中规定：“国家电网对电力的供应及使用，应做到安全用电、节约用电、计划用电的原则”[2]。因此，电能质量极其重要。它不仅关系到电压质量、电频率、电谐波等非线性自动化系统安全稳定的运行，也关系到人们对电能的使用情况及电力企业服务的评价。

1.电能质量现今存在的问题

电能既属于产品又高于产品，它不仅具有一般产品的可测量性及可控制性，又具有超出一般产品的改变性。电能是一种由电力部门向电力用户提供由发、供、用三方共同质量的特殊产品，是具有实用、经济、清洁、易操控于一身的易转换的能量[1]，是人们生产、生活中的一部分。现今电能问题主要从动态电能与静态电能两方面进行分析，具体分析如下：

1.1动态电能

动态电能即脉冲与振荡两种暂态下所形成的电能。主要问题有：（1）电压瞬变，即短时间的电压值超速变化。（2）电压闪变，即电波呈现的照明异常等一些列的随即变化。（3）短时间断电，即存在半个周期至4秒之间的供电中断。（4）电压失控，即电压忽生忽降，持续时间一般在半个周期至1分钟间。

1.2静态电能

静态电能即稳定输送态下的电能。主要问题有：（1）过电压，即持续时间超出半个周期且1分钟以上的大于正常工作电压的状态。（2）欠电压，即持续时间超出半个周期且一分钟以下的小于正常工作电压的状态。（3）电压不平衡，即电压的最大偏移与三相电压的平均值的比超过正常范围。

2.电能质量问题产生的原因

电力系统属较容易发生内外故障的系统，系统构架较薄弱。因此，非线性负载也在不断增加，并受到“谐波污染”现象越来越严重。电力系统电能质量问题的产生主要有以下几点原因：

2.1非线性负载

非线性负载，即在负载的投入和运行的过程中，电流与电压不成线性关系，且电流与电压经常发生变化。非线性负载在工业和生活用电负载中占据着相当大的比重[4]。例如：（1）电弧炉的谐波具有不稳定性和随机性，主要由起弧的时延和电弧的严重非线性引起，且在短时间内发生明显的变化。（2）具有伏安特性的荧光灯，其会引起严重的谐波电流，并可间接引起谐振，使电压波形发生严重畸变。

2.2电力系统设备的非线性

电力系统中谐波的来源主要从发电机和电力变压器两者来获得。例如：（1）发电机作为电网的主要来源，在实际运行中，发电机感应的电势能不呈现正弦波形，导致了输出电压中存在一部分的谐波，造成电压不稳定现象的出现。（2）励磁回路作用于变压器的铁心结构、铁心饱中混绕，使其连接方式发生改变，产生谐波电流。

2.3电力系统故障

电力系统运行中由于短路、雷击、误操作等引发的电力系统内、外故障，可使励磁系统工作状态发生变化。另外，故障保护装置中的电力电子设备的启动等都将造成各种电能质量问题的出现。

3.控制供用电双方电能质量的方法

电能质量是实现电力企业服务的最好论据。控制供用电双方电能质量的方法主要从电压质量、设备谐波、系统频率三方面入手。具体表现如下：

3.1对电压质量进行控制

因电力部门不能完全预计负荷发展的数量、特征及电能要求，用户也对电能电压的稳定颇为关注，因此，对电压质量进行控制是实现供用电双方电能质量平衡的最好的方法之一。电压质量的控制，即对电网无功电源和负荷进行综合平衡操控，是一个涉及到电网规划、电力生产运行的大范围技术领域。

对电压质量进行控制的方法有：（1）合理规划电力系统的网架结构，并落实相应的无功补偿设施。（2）编制全网无功负荷曲线平衡表，并根据季度的供电要求做出详细变化。（3）综合考虑无功电源的布局，即按照无功补偿分层次、区域等按照就地平衡的原则，进行合理的城建规划要求。（4）综合分析布控骨干电站，即对网内直属、县属的电站，进行电网调度，并注重电网调压。（5）考核实施力率，即电力监管部门对电网接口及电能的大用户，进行平均力率的测评。（6）转移电压考核点，即在适当的条件下对重要的敏感用户进行重点监控，并作出电压记录，为进一步的审核提供依据。（7）给用电大户进行无功补偿装置，并对投入、切除时间、电压变差值进行监控，并根据不同问题予以指导，形成防止低力率和低谷无底倒送的良好举措。

3.2对谐波进行控制

谐波源主要来自于用户，虽然电力系统中也存在谐波，但所占份额较小，因此，控制谐波就要从用户方着手。谐波是一个数学或者物理学的概念，是指周期性波形中所能用的常量（有时也可用函数代替），并与原波形最小变频中的常量进行线性组合表达的部分，即电能变化夹角的正弦值与余弦值。谐波可引起电压的畸形、转矩噪音、无功补偿电容器过电流等现象的出现，甚至可引起电容器、电力电缆、发电机的损坏。谐波所引发的电力设备故障在近几年中呈现上升趋势，因此，加强谐波的控制与管理十分迫切。

对谐波进行控制的方法有：（1）设置谐波重点监测点，即在发电厂、变电站及大容器谐波源处，设置无功补偿装置的连接点。（2）实施电流谐波含量的监测，即在短时间、高频率的对谐波源和供电点的电压进行监测，并进行记录，综合分析，遭到故障切入点。（3）把定设备参数。对接入点往后的大容器的谐波源、谐波过滤装置进行专门、逐次的测量。（4）电力部门鼓励用户安装静止无功补偿器和过滤谐波装置，将用户的谐波畸变保持在规定的限度之下，从而减少谐波对系统的不良影响。

3.3对频率进行控制

运行频率偏差对电力系统的影响，取决于偏差持续的时间及偏差数值的大小。系统频率控制即系统对有功功率输入输出的自动化控制，我国通常采用一次50HZ变频。电力系统斌率发生变化通常由于电力系统内的大型冲击负荷的增加及用户快速的从系统中吸取视在功率，因此，电力系统频率的变化与电力系统中电压电流的畸变及用户的误操作有关。

对频率进行控制的方法有：（1）提高主要电站调速设备的自动化程度，实现系统能对负荷电压、频率波动进行自行快速地跟踪调控。（2）安装自动减负荷装置，尤其是在负荷相对集中的变电站及重要的出线装置中。（3）在列节点合理的情况下，安排主、辅调频机组。电力监管部门对用户电能的负荷性及冲击负荷性进行调差，并整合数据租出具体分析。（4）对电容较大或用电量较大的用户，进行内部加装自动减负荷装置，以减少频变。

4.结束语

电力企业不仅要优化电力系统，更要优化电力服务。实现电能的优化不仅仅是电力企业一方的力量，更需要广大用户积极配合。因此，电力企业的要从服务于大众的角度，合理要求用户配合加强电能质量整改技术措施的落实，实现双方电能质量优化，做到有序、高质量用电。电力监管部门应加强对高用电量用户的监管，根据易发生的故障点，对用户进行相对应的设备安装预防，做到防患于未然。 [科]

【参考文献】

[1]吴建均.探讨如何控制供用电双方电能质量的方法[J].广东肇庆：肇庆供电局，2009（20）.

[2]李宝树，葛玉敏.“有顺序用电”对供用电双方的影响[J].华北电力大学，2011（24）.

[3]肖湘宁，徐永梅.电能质量问题的剖析[J].华北电力，2010（26）.

[4]蒋平，赵剑锋，唐国庆.电能质量问题及其治理方法[J].江苏南京：东南大学电气工程系，2012（18）.