配电网动态电能质量问题与对策分析

张锋

摘要：配电网动态电能主要存在瞬时供电中断、电压跌落、电压脉冲和浪涌等质量问题，这是因为人们忽略了电能质量问题，导致配电网动态电能没有得到及时保养与维修，且在供电系统中接入许多非线性与冲击性的负荷，直接给电能质量带来影响。因此，必须采取相应对策进行解决，确保配电网能够正常运行。文章主要从配电网动态电能质量的含义出发，分析了电能质量问题发生的原因与危害，提出相应的解决对策，希望能够为同行提供参考。

关键词：配电网；动态电能质量；对策

中图分类号：TM73 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）08-000-01

电能作为广泛使用的能源之一，电能使用的程度逐渐成为一个国家发展水平的基础。随着科技快速发展与国民经济水平的提升，电能需求量也在不断增加，虽然电能供求关系的问题基本得到缓解，但是与电能质量方面有关的问题却日趋严重，其故障问题主要包括瞬时供电中断、电压跌落、电压脉冲和浪涌等。因此，必须结合我国具体国情，探索研究改进配电能质量的有效措施。

一、配电网动态电能质量的含义

电能质量根据持续时间与产生时间的长短，可以划分为动态电能质量与稳态电能质量2种。而动态电能质量主要以暂态持续时间为主，其中暂态又细分为脉冲暂态和振荡暂态。其具体体现在以下几方面：（一）电压会发生骤降现象与骤升现象，持续时间达到0.5个周期～1s左右，有效值占标称电压的10～90%或者是110～180%；（二）电压会出现瞬变的现象，持续时间相对比较短，电压值变化十分迅速；（三）电压出现闪变现象，电压以波形包络线方式呈现出规则性的变化，以及电压幅值随时有可能发生变化。电能质量发生问题的主要原因是电压质量出现问题，尤其是电压跌落尤为突出。电压跌落的特点通常体现在跌落幅值和持续时间上，但是，在幅值大小与持续时间长短方面上目前还未有明确的限定范围。

二、电能质量问题发生的危害与原因

（一）电能质量问题发生的危害

1.公用电网中的元件由于谐波附加的耗损，导致发电、输电和用电设备效率不断下降；通过中线的大部分谐波会让线路过热，进而引发火灾事故。2.谐波会给电气设备的稳定运行带来影响，导致电机机械发生振动与噪声，进而造成各种设备出现过热、绝缘老化和使用寿命缩短，甚至是损坏等问题，例如变压器、电容器和电缆等。3.电网谐振会加大谐波电流，给电容器与串联的电抗器带来不良影响，烧坏电容器与电抗器。4.发出的信号会引起自动装置与继电保护进行误动作，造成供电中断。5.谐波会让电气测量仪表计量不精确，出现计算误差，给供电部门或者是电力用户带来巨大损失。6.谐波会干扰到附近的通信系统，发生噪声，影响了通信质量，严重的可能会造成信息丢失，给通信系统的正常工作带来影响。

（二）电能质量问题发生的原因

据相关研究数据显示，电子类用电设备、工序复杂的生产过程和自动化程度高的设备是导致电压跌落的重要原因，尤其是新引进的电子产品对供电质量的影响更大。因为超高压电网故障会引起配电网的电压大范围出现波动现象，导致系统出现故障问题；除此之外，保护动作后重合闸造成电压跌落，进而导致供电出现瞬时中断，若电压跌落次数频繁增加，就会发生连续跳闸问题。

三、配电网动态电能质量的解决对策

（一）动态电能质量的调节装置

在控制配电网动态电能质量问题方面，电力电子设备为动态电能质量控制提供了有效的技术手段。在当前的供电系统中，交流输电系统技术应用规模的延伸与发展在提高电能质量方面具有重要意义。而IGCT作为灵活交流输电系统技术的重要器件，具有很大的关断容量，且具备响应性能方便快捷，开关频率较快等优势。目前用来改善配电网动态电能质量问题的技术主要有：统一电能质量调节器、配电型静止同步补偿器、固态断路器、固态转换开关、静态电子分接开关、不间断电源、蓄电池储能系统、动态电压恢复器、电力有源滤波器及超导磁能系统等。

配电静止同步补偿器，又称为DSTATCOM控制装置；其组成部分包括逆变器、耦合变压器和自关断器件等；配电静止同步补偿器是一种交流电压源，其作用为：当供电系统产生扰动时，就会借助逆变压器中的电压对输出的无功进行控制，从而起到双向调节能力，例如感性无功及容性无功等能力。在进行设计时，采用了多样化的设计结构和设计方法，能够减少电力输出时所形成的谐波含量，且无需额外使用电力滤波装置。SSTA是一种固态转换开关，当供电网络有故障问题出现时，可借助SSTA在数ms内将敏感负荷转换到另一条供电线路上，而传统的切换设备需要的时间通常超过0.5s。UPS是敏感负荷的备用电源，能够有效阻止由于电压跌落引起的瞬时供电中断的情况。虽然UPS在响应性能方面具有很大的优势，但是，由于其自身容量比较小，且需要较高的投资成本，所以比较少用。DVR是一种电压恢复器，通常设置在敏感负荷和系统的馈线上，借助串联变压器将逆变器中的补偿电压传送到馈线上，进而为敏感负荷的供电质量提供保障。由于DVR能够补偿系统中电压跌落时所发生的差值，因此，在进行设计时，设计的容量应低于UPS值。此外，由于自身性价比高于动态响应特性稳定的优点，收到广大用户的青睐。而SMES主要是利用超导线圈将系统交流转换成直流磁能的形式进行贮存，并在需要时借助磁电将其反馈到系统中。虽然，当前已有小型SMES得到使用，但是因为容量较小，无法在工业化上大范围的进行使用。

（二）动态电能质量调节装置在实际中的应用

在国内发达地区，配电网动态电能质量补偿装置逐渐出现了新的产品，例如改善电压质量的串联补偿器、抑制负荷谐波电流与无功并联型器件等，正处于实用化阶段。而我国许多单位也研发了有源电力滤波器试验装置，例如快速动态无功补偿装置的应用，已经获得了国家的认可，具有良好的使用效果。

四、结束语

综上所述，企业效益和配电网密切相关，用户对电力的需求不断增加，在电能质量方面也提出更高的要求。因此，电力行业应注重配电网电能质量存在不足之处，并制定科学合理的策略进行处理。同时，建立一套完善的管理制度，加强检查力度，将检查工作落实到位，优化配电网，并定期加强电力工作人员专业知识的培训，提高实践能力与专业水平，更好的服务于广大电力用户。

参考文献：

[1]陈思琳.配电网动态电能质量问题及解决方案[J].技术与市场，2013（1）：20-21.

[2]张济韬，郝思鹏，楚成彪.等.配电网电能质量分析及其治理技术[J].电工电气，2014（11）：1-5.